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分動器的作用和工作原理

分動器是一齒輪傳動系,其輸入軸直接或通過萬向傳動裝置與變速器的第二軸相聯,輸出軸則有若干,分別經萬向傳動裝置與各驅動橋連接。

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分動器的作用
分動器的作用就是將分動器輸出的動力分配到驅動橋,並且增大扭矩。分動器也是齒輪傳動系統,它單獨固定在車架上,其輸入軸與分動器的輸出軸相連接,分動器的輸出軸有若干根,分別經萬向傳動裝置與各驅動橋相連。www.qcwxjs.com

由於越野車輛發動機輸出的轉矩比較大,即使在高速運轉時仍可輸出較大的轉矩,加上變速箱的傳動比變化范圍較大,能夠很好地滿足車輛的使用要求,因此,依據越野車的的主要技術指標、發動機功率、轉速和車輛行駛條件,來確定分動器的結構型式的選擇、設計參數的選取及各大零部件的設計計算。

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分動器一般裝於多橋驅動汽車的變速器之後,用於傳遞和分配動力至各驅動橋,兼作副變速器之用。常設兩個檔,低檔又稱為加力檔。為了不使後驅動橋超載,常設聯鎖機構,使只有接合前驅動橋以後才能掛上加力檔,並用於克服汽車在壞路面上和無路地區較大的行駛阻力及獲得最低穩定車速(在發動機最大轉矩下一般為2.5~5km/h);高檔為直接檔或亦為減速檔。
在多軸驅動的汽車上,為了將變速器輸出的動力分配到各驅動橋,一般裝有分動器。

分動器的基本結構
分動器的基本結構也是一個齒輪傳動系統,其輸入軸直接或通過萬向傳動裝置與變速器第二軸相連,而其輸出軸則有若干個,分別經萬向傳動裝置與各驅動橋連接。


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分動器類型
(1)分時驅動(Part-time 4WD)

這是一種駕駛者可以在兩驅和四驅之間手動選擇的四輪驅動系統,由駕駛員根據路面情況,通過接通或斷開分動器來變化兩輪驅動或四輪驅動模式,這也是一般越野車或四驅SUV最常見的驅動模式。最顯著的優點是可根據實際情況來選取驅動模式,比較經濟。


(2)全時驅動(Full-time 4WD)

這種傳動系統不需要駕駛人選擇操作,前後車輪永遠維持四輪驅動模式,行駛時將發動機輸出扭矩按50:50設定在前後輪上,使前後排車輪保持等量的扭矩。全時驅動系統具有良好的駕駛操控性和行駛循跡性,有了全時四驅系統,就可以在鋪覆路面上順利駕駛。但其缺點也很明顯,那就是比較廢油,經濟性不夠好。而且,車輛沒有任何裝置來控制輪胎轉速的差異,一旦一個輪胎離開地面,往往會使車輛停滯在那裡,不能前進。www.qcwxjs.com


(3)適時驅動(Real-time 4WD)
采用適時驅動系統的車輛可以通過電腦來控制選擇適合當下情況的驅動模式。在正常的路面,車輛一般會采用後輪驅動的方式。而一旦遇到路面不良或驅動輪打滑的情況,電腦會自動檢測並立即將發動機輸出扭矩分配給前排的兩個車輪,自然切換到 四輪驅動狀態,免除了駕駛人的判斷和手動操作,應用更加簡單。不過,電腦與人腦相比,反應畢竟較慢,而且這樣一來,也缺少了那種一切盡在掌握的征服感和駕駛樂趣。

分動器已經發展到第五代:
第一代的分動器基本上為分體結構,直齒輪傳動、雙換檔軸操作、鑄鐵殼體;
第二代分動器雖然也是分體結構,但已改為全斜齒齒輪傳動、單換檔軸操作和鋁合金殼體,一定程度上提高了傳動效率、簡便了換檔、降低了噪音與油耗;
第三代分動器增加了同步器,使多軸驅動車輛具備在行進中換檔的功能;
第四代分動器的重大變化在於采用了聯體結構以及行星齒輪加鏈傳動,從而優化了換檔及大大提高了傳動效率和性能;
第五代分動器殼體采用壓鑄鋁合金材料、齒型鏈傳動輸出,其低擋位采用行星斜齒輪機構,使其輕便可靠、傳動效率高、操縱簡單、結構緊湊、噪音更低。分動器的結構特點是前輸出軸傳動系統皆采用低噪聲的多排鏈條傳動。鏈傳動相對齒輪傳動的優點有傳動平穩、嗓聲小、中心距誤差要求低、軸承負荷較小及防止共振。分動器功能上的特點是轉矩容量大、重量輕、傳動效率高、噪音小、換擋輕便准確,大大改善了多驅動車輛的轉矩分配,進而提高了整車性能。

分動器的工作原理
分動器各軸均用兩個圓錐滾子軸承支承,其軸承松緊度用相應的調整墊調整。
越野汽車在良好道路行駛時,為減小功率消耗及傳動系機件和輪胎磨損,一般要切斷通前橋動力。在越野行駛時,若需低速檔動力,則為了防止後橋和中橋超載,應使低速檔動力由所有驅動橋分擔。為此,對分動器操縱機構有如下要求:非先接上前橋不得掛上抵速檔,非先退出低速檔,不得摘下前橋。


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分動器及前驅動橋離合的控制原理(博格華納)
1、分動器在4WD和2WD之間切換時有以下的基本邏輯:駕駛員通過按鈕,將意圖傳達給ECU;ECU指令電磁同步裝置開始工作,又指令換檔馬達將分動器檔位掛到4H;在掛上4H後,過4秒,等轉速差為零後,ECU再指令前橋離合器工作,使前軸接合。前軸接合5秒後,電磁同步裝置停止工作。
2、博格華納電控分動器的ECU讀取了車速信號、離合器作動信號、分動器位置信號、前軸離合器位置信號,在經過ECU的邏輯運算後,可合理地控制分動器和前驅動軸離合器的作動邏輯關系,以實現高速時的2WD和4WD之間的切換,同時也合理地控制前驅動軸離合器的工作狀態。 另外,為了實現在高速條件下2WD和4WD之間的切換,博格華納電控分動器在2WD與4WD之間切換機構上設置有類似於同步器的機構,這個機構是一個電磁鐵的機構,可實現齒輪間轉速差的迅速同步。www.qcwxjs.com

手動式博格華納分動器也可追加電磁同步機構,但成本會增加,以致與電控分動器沒有多少成本的差別。

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3、電控分動器的ECU是由分動器總成一起帶來的,如果要在手動分動器上實現對前驅動轎離合器的控制,就必須追加一個控制ECU,並在分動器上追加分動器檔位傳感器,ECU的控制邏輯要重新進行標定。為了在高速條件下順利地實現2WD和4WD之間的順利切換,最好也追加同步器功能的電磁裝置。

4、分動器和前驅動橋離合器的控制邏輯與發動機、變速器的控制ECU無關。

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