分动器是一齿轮传动系,其输入轴直接或通过万向传动装置与变速器的第二轴相联,输出轴则有若干,分别经万向传动装置与各驱动桥连接。
分动器的作用
分动器的作用就是将分动器输出的动力分配到驱动桥,并且增大扭矩。分动器也是齿轮传动系统,它单独固定在车架上,其输入轴与分动器的输出轴相连接,分动器的输出轴有若干根,分别经万向传动装置与各驱动桥相连。www.qcwxjs.com
由于越野车辆发动机输出的转矩比较大,即使在高速运转时仍可输出较大的转矩,加上变速箱的传动比变化范围较大,能够很好地满足车辆的使用要求,因此,依据越野车的的主要技术指标、发动机功率、转速和车辆行驶条件,来确定分动器的结构型式的选择、设计参数的选取及各大零部件的设计计算。
分动器一般装于多桥驱动汽车的变速器之后,用于传递和分配动力至各驱动桥,兼作副变速器之用。常设两个档,低档又称为加力档。为了不使后驱动桥超载,常设联锁机构,使只有接合前驱动桥以后才能挂上加力档,并用于克服汽车在坏路面上和无路地区较大的行驶阻力及获得最低稳定车速(在发动机最大转矩下一般为2.5~5km/h);高档为直接档或亦为减速档。
在多轴驱动的汽车上,为了将变速器输出的动力分配到各驱动桥,一般装有分动器。
分动器的基本结构
分动器的基本结构也是一个齿轮传动系统,其输入轴直接或通过万向传动装置与变速器第二轴相连,而其输出轴则有若干个,分别经万向传动装置与各驱动桥连接。
分动器类型
(1)分时驱动(Part-time 4WD)
这是一种驾驶者可以在两驱和四驱之间手动选择的四轮驱动系统,由驾驶员根据路面情况,通过接通或断开分动器来变化两轮驱动或四轮驱动模式,这也是一般越野车或四驱SUV最常见的驱动模式。最显著的优点是可根据实际情况来选取驱动模式,比较经济。
(2)全时驱动(Full-time 4WD)
这种传动系统不需要驾驶人选择操作,前后车轮永远维持四轮驱动模式,行驶时将发动机输出扭矩按50:50设定在前后轮上,使前后排车轮保持等量的扭矩。全时驱动系统具有良好的驾驶操控性和行驶循迹性,有了全时四驱系统,就可以在铺覆路面上顺利驾驶。但其缺点也很明显,那就是比较废油,经济性不够好。而且,车辆没有任何装置来控制轮胎转速的差异,一旦一个轮胎离开地面,往往会使车辆停滞在那里,不能前进。www.qcwxjs.com
(3)适时驱动(Real-time 4WD)
采用适时驱动系统的车辆可以通过电脑来控制选择适合当下情况的驱动模式。在正常的路面,车辆一般会采用后轮驱动的方式。而一旦遇到路面不良或驱动轮打滑的情况,电脑会自动检测并立即将发动机输出扭矩分配给前排的两个车轮,自然切换到 四轮驱动状态,免除了驾驶人的判断和手动操作,应用更加简单。不过,电脑与人脑相比,反应毕竟较慢,而且这样一来,也缺少了那种一切尽在掌握的征服感和驾驶乐趣。
分动器已经发展到第五代:
第一代的分动器基本上为分体结构,直齿轮传动、双换档轴操作、铸铁壳体;
第二代分动器虽然也是分体结构,但已改为全斜齿齿轮传动、单换档轴操作和铝合金壳体,一定程度上提高了传动效率、简便了换档、降低了噪音与油耗;
第三代分动器增加了同步器,使多轴驱动车辆具备在行进中换档的功能;
第四代分动器的重大变化在于采用了联体结构以及行星齿轮加链传动,从而优化了换档及大大提高了传动效率和性能;
第五代分动器壳体采用压铸铝合金材料、齿型链传动输出,其低挡位采用行星斜齿轮机构,使其轻便可靠、传动效率高、操纵简单、结构紧凑、噪音更低。分动器的结构特点是前输出轴传动系统皆采用低噪声的多排链条传动。链传动相对齿轮传动的优点有传动平稳、嗓声小、中心距误差要求低、轴承负荷较小及防止共振。分动器功能上的特点是转矩容量大、重量轻、传动效率高、噪音小、换挡轻便准确,大大改善了多驱动车辆的转矩分配,进而提高了整车性能。
分动器的工作原理
分动器各轴均用两个圆锥滚子轴承支承,其轴承松紧度用相应的调整垫调整。
越野汽车在良好道路行驶时,为减小功率消耗及传动系机件和轮胎磨损,一般要切断通前桥动力。在越野行驶时,若需低速档动力,则为了防止后桥和中桥超载,应使低速档动力由所有驱动桥分担。为此,对分动器操纵机构有如下要求:非先接上前桥不得挂上抵速档,非先退出低速档,不得摘下前桥。
分动器及前驱动桥离合的控制原理(博格华纳)
1、分动器在4WD和2WD之间切换时有以下的基本逻辑:驾驶员通过按钮,将意图传达给ECU;ECU指令电磁同步装置开始工作,又指令换档马达将分动器档位挂到4H;在挂上4H后,过4秒,等转速差为零后,ECU再指令前桥离合器工作,使前轴接合。前轴接合5秒后,电磁同步装置停止工作。
2、博格华纳电控分动器的ECU读取了车速信号、离合器作动信号、分动器位置信号、前轴离合器位置信号,在经过ECU的逻辑运算后,可合理地控制分动器和前驱动轴离合器的作动逻辑关系,以实现高速时的2WD和4WD之间的切换,同时也合理地控制前驱动轴离合器的工作状态。 另外,为了实现在高速条件下2WD和4WD之间的切换,博格华纳电控分动器在2WD与4WD之间切换机构上设置有类似于同步器的机构,这个机构是一个电磁铁的机构,可实现齿轮间转速差的迅速同步。www.qcwxjs.com
手动式博格华纳分动器也可追加电磁同步机构,但成本会增加,以致与电控分动器没有多少成本的差别。
3、电控分动器的ECU是由分动器总成一起带来的,如果要在手动分动器上实现对前驱动轿离合器的控制,就必须追加一个控制ECU,并在分动器上追加分动器档位传感器,ECU的控制逻辑要重新进行标定。为了在高速条件下顺利地实现2WD和4WD之间的顺利切换,最好也追加同步器功能的电磁装置。
4、分动器和前驱动桥离合器的控制逻辑与发动机、变速器的控制ECU无关。