关键词:防滑差速器;LSD;结构设计;力学分析
一、前言
随着我国经济社会的不断发展,中国的汽车产量及其销量已位居全球第一,汽车已经走进千家万户,成为人们生活中不可或缺的交通工具。同时,伴随着我国汽车产业的不断发展以及人民生活水平的不断提高,人们已经不再只满足于汽车作为简单的代步工具,而是对汽车的舒适性、操纵稳定性、安全性、智能化及其应对各种复杂路面提出了更高的要求,这就对汽车整车控制提出了更高的要求。
差速器(Slip Differential,SD)作为汽车传动系统中重要的部件,对于提高汽车的操作稳定性及其适应各种复杂路面具有重要意义[1]。1825年,法国人就发明了最早的差速器[2],经过近200年的发展,差速器已经不仅限于最早的开放式差速器的结构,随着人们对差速器的认识不断深入,人们发现限滑差速器可以改善汽车在不良路面的通过性,并且同时能改善汽车安全性、操纵稳定性及其平顺性[3]。诸如电控式、液控式防滑差速器,强制锁止式防滑差速器等各型差速器,开始装备于量产车中,同时差速器也不再只起到传统的轮间差速功能,其还用于动力耦合、轴间差速等各类场合[4]。同时,随着全球碳排放量的不断增加,汽车行业也在寻求更加绿色环保的方式替用传统内燃机,这使得全球汽车产业处在转型的关键阶段,传统内燃机汽车正在被混合动力汽车和纯电动汽车取代。
纯电动汽车蓬勃发展的现状,带来的是更为简化的机械结构和更高的能量利用率。整车更高的电气化程度,对其电子控制也提出了更高的要求。对于差速器的布置也要考虑到纯电动汽车的结构特点,常见的纯电动汽车的驱动系统布置形式有传统机械驱动形式、机电集成化驱动形式、机电一体化驱动形式、轮毂电机驱动形式四种[5]。
图1-1 电动汽车驱动系统形式
但是除轮毂电机外,其余三种均未取消差速器的应用,同时,轮毂电机还存在成本高、可靠性低、簧下质量大等一系列缺点,所以对于现在的大部分纯电动汽车而言,差速器还是起到不可或缺的作用。并且,随着汽车产业的不断发展,满足更多消费者对于车辆安全性、操纵稳定性的更高要求,一些高度集成化的一体式电驱动系统应运而生,诞生了诸如二合一、三合一甚至八合一的电驱动系统,从而将主减速器、差速器、电机、电控等整合为一个单元,能极大地降低研发成本,缩短上市周期[6]。
综上所述,现阶段防滑式差速器仍然有极为广阔的应用前景,开展对防滑差速器的研究仍然具有相当重要的意义。
