四驱车的粘性耦合器.doc

四驱车的粘性耦合器 今年汽车之家推出了“玩转四驱”系列选题，我们的目标是到年底把市面上的主流四驱系统都介绍一遍！在这其中各位肯定会看到例如“托森差速器、多片离合器”之类的词汇，这些装置在四驱车上大多以中央差速器的角色出现，而使用什么样的中央差速器又直接影响到车辆四驱系统的性能。所以本篇文章就为大家介绍其中的一种：粘性耦合器。 ??? 粘性耦合器，英文名称叫做Viscous coupler，或者叫做粘性联轴节。当今市面上最著名的使用粘性联轴节四驱系统的车型恐怕就是本田的CR-V了，一款典型的适时四驱城市SUV，可惜这套四驱系统的有效性经常受到网友的怀疑，以至于人们渐渐开始对粘性耦合器的认识产生偏差，所以我觉得有必要重新来审视一下这个装置。在此我们只讨论粘性耦合器本身，并不涉及到车的性能。 ? 『本田CR-V和哈弗M1都装备粘性联轴节』 ??? 首先说说粘性耦合器的结构。它是一种利用液体的粘性阻力来传递转矩的传动装置。粘性联轴节的工作原理，有点类似于多片离合器。在输入轴上装有许多内板，插在输出轴壳体内的许多外板当中，并充入高粘度的硅油。在这个结构中，多片离合器并不接触，因此传递扭矩的工作完全依靠硅油来完成，所以我们有必要说说硅油。 『粘液藕合器结构』 ??? 硅油是一种高分子聚合物的统称，不同的分子结构会表现出不同的特性，并且在日常生活中运用非常广泛，比如洗面奶、洗发水中可能都有硅油，在整形外科方面也有应用，一些丰胸手术也用硅油作为填充物，但这种物质的安全性有争议，这里就不多讨论了。 ??? 总而言之，不同种类的硅油的粘度是有千差万别的，所以粘性耦合器的限滑作用也可以是不同的，关键就是看充入的硅油的粘性。显然不能是越粘就越好，粘度过大会影响到正常的差速作用，汽车拐弯可能变得费劲，另一方面粘度太低又会降低限滑作用，所以要取得一个平衡是需要综合使用情况而定的。 ??? 但是，粘性耦合器中也不能完全充满硅油，实际上通常硅油占据了其中80%-90%的空间，其余空间是空气，这样的设计主要是跟硅油受热膨胀的特性有关。硅油的粘性并不是始终不变的，内板和外板间的转速差会使硅油的温度升高，其粘度将降低，所能传递的转矩会下降，但是温度升高会使硅油受热膨胀，压缩内部的空气，导致壳内压力升高，当压力达到某一临界值时，粘性耦合器效能又会极具增强。因此扭矩的传递也会呈现一种所谓的“驼峰现象”，即开始的时候有一定限滑作用，然后会进入一个效率低下的阶段，最后又是一个扭矩传递峰值。 ??? 一般情况下转速差越大硅油受热膨胀的速度就越快，所能传递的扭矩也就越大，但终究需要时间。正是因为这个特点，粘性联轴节会给人留下反应慢的印象。 ??? 如今我们见到的粘性联轴节无非都是这样一个结构：动力主要分配到前桥，一根传动轴通向后桥，前后桥之间由粘性联轴节链接。前轮出现打滑空转，前后车轮出现较大的转速差，粘性联轴节把动力传送给后轮，汽车就转变成全轮驱动汽车。这是一个典型的适时四驱结构，正常行驶时后轮不获得动力，即使是四驱状态，后轮获得的扭矩也很有限。 『斯巴鲁2.0手动挡车型依然使用粘性耦合式中央差速器』 ??? 但如果你把粘性联轴节和适时四驱划上了等号，那可就大错特错了，实际上粘性联轴节之前曾作为全时四驱车的中央差速器使用，甚至装备一些以运动性能著称的车型，比如原先的斯巴鲁翼豹WRX就是使用粘性耦合式中央差速器，即使是现在，斯巴鲁各款2.0手动挡车型依然使用这种结构。 ??? 下图是一个带开放式差速器结构的粘性耦合式限滑差速器。 ??? 从图中我们可以看到，粘性耦合式限滑差速器的结构和普通开放差速器类似，关于普通差速器结构我们就不再重复了(详细内容请看：《拒绝专业术语 详解汽车差速器够构造原理》/drive/200903/57727.html)，忘记了的读者可以看我们之前的文章。图中这个装置和普通开放差速器最大的不同是它的半轴齿轮的外侧套上了一个粘性联轴节，一侧半轴和内板相连，另一侧半轴连接外板，这样一来两侧半轴齿轮的运动就会受到粘性联轴节的干预，从而实现限滑作用。 ??? 粘性耦合器具有结构简单、可靠性高等优点，曾一度是四驱车的主流配置，但它的缺点也不能忽视：扭矩的传递随转速差的增大而增大，不能手动控制，并且反应略微滞后。随着科学技术的发展，电脑控制的多片离合器结构正逐渐取代粘性耦合器，但是作为纯机械时代的代表之一，粘性耦合器终究是四驱史中的经典。