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1、论文题目： 防滑差速器的应用研究学位类别：学历硕士学科专业：车辆工程作者姓名：胡星星导师姓名：胡光艳完成时间：防滑差速器的应用研究摘要防滑差速器是对普通差速器的革新与改进，它克服了普通差速器只能平均分配扭矩的缺点，可以使大部分甚至全部扭矩传给另外一个不滑转的驱动轮，以充分利用这一驱动轮的附着力而产生足够的牵引力，大大提高了汽车在双附着系数路面上的动力性和通过性，显著改善了汽车操纵稳定性。有效地提高了汽车行驶安全性，是普通差速器的理想替代产品。本文对汽车差速器与防滑差速器的优缺点作了较为详细的比较分析，介绍了国内外防滑差速器的应用发展现状。在总结楣关资料的基础上，对防滑差速器的原理和分类情况作了
2、分析，通过分析和比较各种防滑差速器的优缺点，最终选择了一种预压弹簧摩擦片式防滑差速器作为某SUV车型的后桥差速器。建立了各种防滑差速器防滑性能的数学计算模型。对该防滑差速器壳体在j种不同工况下进行了有限元分祈，分析结果表明，该防滑差速器壳体的强度和刚度是足够的。根据现有的条件和实际情况，分析研究了防滑差速器的各种试验方案，从中确定了一种试验方案，并且对该试验方案进行了详细地设计分析。关键词：防滑差速器 有限元试验应用 分析Study on Application of Limited Slip DifferentialAbstractLimited slip differential is i
3、mproved according to co-on differentialNot having thecommondifferentials disadvantage of dividing the torque into two equal parts，limited slipdifferential Call give most torque or even ail torque to another driving wheel which is notrevolving in order to make use of the friction of this driving whee
4、l to produce enoughtractionThis will greatly increase the dynamical capability,the passing capability,thestability andthe safetyofautomobilesOlldifferentfrictionroadsSolimited slipdifferentialis substitute for conlnlon differentialIn this paper,the advantage and the disadvantage ofthe differential a
5、nd the limited slipdifferential are comparedThe application of limited slip differential in the world isintroducedThe principles and the types of limited slip differentials are discussedCompared with all kinds of limited slip differential，the preload spring friction disc limitedslip differential whi
6、ch is used as the axle bridge differential in a certain SUV is selected atlastThen the limited slip capability of the mathematical model of all kinds of the limitedslip differential is put forwardThe finite element analysis is used to analyze the staticstructure of the shall of the 1imKed slip diffe
7、rential in three different working instancesItshows that the strength and the stiffness of the shell of the limited slip differential aresatisfiedAccording to the fact。from several kinds ofthe limited slip differentials tests，one testis decided and the analysis ofthe test is expoundedKeywords：Limite
8、d slip differential Finite element TestApplication Analysis第一章绪论11差速器汽车行驶过程中，车轮与路面存在着两种相对运动状态：即车轮沿路面的滚动和滑动。滑动将加速轮胎的磨损。增加转向阻力，增加汽车的动力消耗。因此，希望在汽车行驶过程中，尽量使车轮沿路面滚动而不是滑动，以减少车轮与路面之间的滑磨现象。当汽车转弯行驶时，内外两侧车轮在同一时问内要移动不同的距离，外轮移动的距离比较大。若两轮用一根轴刚性连接，即两轮只能以同一转速转动，则两轮要在同一时间内移动不同距离，必然是边滚动边滑动。若两侧驱动轮用一根轴剐性连接，即使汽车在平路上直线行
9、驶，也难以避免车轮与路面滑磨现象。这是因为轮胎制造中的误差、轮胎气压的差别和磨损的不均匀等都可能引起两个车轮半径不相等。两个半径不等而用一根轴驱动的车轮，要沿直线运动，即要求在同一时间内左右轮轴心移动相同距离，则必然两个车轮要边滚动边滑动。即使两轮半径可以认为是相等的，但沿凹凸不平的道路行驶，两轮在同一时间内其轴心移动的距离不一样，若用一根轴刚性连接左右两轮，则仍然要产生滑磨现象。由上述可知，为了使车轮相对路面的滑磨尽可能地减少，同一驱动桥的左右两侧驱动轮不能由一根整轴直接驱动，而应由两根半轴分别驱动，使两轮有可能以不同转速旋转，尽可能地接近于纯滚动。两根半轴则由主传动器通过差速器驱动。在多轴
10、驱动的越野汽车上，各驱动桥间由传动轴彼此相联系，各桥的驱动轮均以相同转速转动。同样也会发生上述轮间无差速器时的类似现象。并且除了上述由于车轮与路面滑磨引起的动力消耗增加、轮胎磨损加速之外，还在传动系中增加了附加载荷。因此有些越野汽车在前后桥或各驱动桥之间装有差速器一一轴间差速器，使各桥驱动轮间有以不同转速旋转的可能。差速器是汽车驱动桥中的重要部件，其主要功能是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动轮以不同的转速滚动，即保证两侧驱动轮作纯滚动运动，并将动力分配给左右驱动轮。12防滑差速器当汽车在泥泞、砂地、冻结等路面上行驶，驱动轮与路面之间的附着条件相差较大时，驱动轮的一个轮子将不能从滑
11、动中脱出，由于普通差速器的“差速不差扭”，即平均分配扭矩的特性，好路面上的车轮扭矩只得减小以与坏路面上的车轮扭矩相等，以至总的牵引力不足以克服汽车的行驶阻力，汽车出现打滑现象，从而严重影响了汽车的通过性。而防滑差速器是对普通差速器的革新与改进，它克服了普通差速器只能平均分配扭矩的缺点，可以使大部分甚至全部扭矩传给另外一个不滑转的驱动轮，以充分利用这一驱动轮的附着力而产生足够的牵引力，大大提高了汽车在双附着系数路面上的动力性和通过性，显著改善了汽车的操纵稳定性，有效地提高了汽车的行驶安全性是普通差速器的理想替代产品。因此，舫滑差速器首先在越野汽车、中型和重型汽车、多功能汽车、工程机械以及拖拉机等
12、车辆上得到广泛应用，近年轿车和商务车也有采用了。13国外发展现状131近年来汽车防滑差速器的应用情况最初防滑差速器多用在越野车或工程机械上，但随着人们出行和运输的需要，人们对汽车性能的要求也越来越高，因此防滑差速器的应用也就日益广泛，装车率也迅速提高。当前，越来越多的越野车、跑车、高级轿车及大货车，开始提供防滑差速器作为选装件。在形式上，转矩感应式、转速感应式、主动控制式三种防滑差速器均有应用。如兰伯基尼的魔鬼GT型车上装粘性式防滑差速器；保时捷911GT3型跑车、尼桑总统、尊爵、宝马M3跑车及国内生产的长丰猎豹V63000、开拓者SUV运动型多功能车均采用机械式或电子控制式防滑差速器。这是因
13、为随着人们对防滑差速器认识的深入，人们发现防滑差速器不仅可以改善汽车在坏路面上的通过性，而且防滑差速器对汽车的安全性、操纵稳定性及平顺性都有很大的改善作用。防滑差速器技术正在成为人们提高汽车性能的一项薪技术。作为汽车驱动防滑控制系统的一种重要实现方式，防滑差速器凭借其优越的性价比和广泛的市场前景而特别受到开发厂商的重视。132防滑差速器国外研究现状国外对防滑差速器的研究开发比较早，早在20世纪60年代，为提高赛车的动力性和操纵稳定性，已有采用防滑差速器的例子。从图11中可以看出，进入20世纪90年代以来，有关防滑差速器的专利数量有大幅度的提高，这说明国外对于防滑差速器的研究非常重视，也非常深入
14、。133国外防滑差速器目前，国外的防滑差速器种类品种多样，性能优良。根据差动限制转矩的产生机理可以分为以下三种方式：转矩感应式、转速感应式和主动控制式。(1)转矩感应式防滑差速器根据输入转矩决定差动限制转矩的方式，从实现机构上可分为外螺旋式防滑差速器和多片摩擦式防滑差速器。多片摩擦式防滑差速器应用较广，它是依靠湿式多片离合器产生差动转矩，有转矩比例式、预压式及转矩比例式加预压式三种形式。在日本，转矩比例加预压式的装车率最高，它是依靠小齿轮轴两端的凸轮机构使压圈扩张。从而使设在半轴齿轮与差速器之间的湿式多片离合器产生摩擦力。但是前述机构在单侧齿轮仍然滑转的情况下，对半轴齿轮的驱动转矩也明显减小，
15、所以用碟形弹簧给湿式多片离合器施加预压。典型产品有机械摩擦片式、锥盘式、蜗轮式等，如图12所示。(2)转速感应式防滑差速器这是一种差动限制转矩随着转速差的增加而增加的防滑差速器，被广泛应用的是粘性装置的防滑差速器。一旦产生转速差就可以依靠硅油的粘度、填充率、片的直径、件数等多种设计参数的不同而产生不同的防滑作用。该种防滑差速器工作平滑，能很好地提高驱动、转弯、制动等诸性能的均衡，并且也可应用于前轮驱动车或后轮驱动车上。典型产品有粘性联轴式、Gerodisc式等，如图13所示。(3)主动控制式防滑差速器这是一种用电子装置控制最大差动转矩的防滑差速器，可以使两侧驱动轮获得最佳驱动附着效果。这种装置
16、在奔驰车或波尔舍车上均有应用。其构造同前述的多片摩擦式相似，其特征是可由外部控制湿式多片离合器的压紧力，因此在差速器罩壳上设有油压活塞。由于活塞上的油压由外部调节阀控制，所以能获得任意的最大差动限制转矩。虽然其技术难度比较大，成本比较高，但是以其优越的性能，在国外的汽车上得到了广泛的应用。典型产品有电磁控制式、电子控制式等，如图14所示。134国外防滑差速器的应用概况防滑差速器是提高汽车性能的一项新技术，在国际汽车界得到了越来越广泛的应用。目前，国外广泛使用电控防滑差速器，它有助于提高汽车的动力性、操作稳定性、通过性、安全性、平顺性等。14国内概况141防滑差速器在国内的应用与国外相比，国内的防滑差速器研究起步较晚，尚无自主产品问世。应用比较广泛的都
