粘性聯軸節

輪驅動汽車上傳遞轉矩的傳動裝置

粘性聯軸節,又叫粘液耦合器,是目前新式全輪驅動汽車上自動分配動力的靈巧的裝置。它通常安裝在以前輪驅動為基礎的全輪驅動汽車上。這種汽車平時按前輪驅動方式行駛。粘性聯軸節的最大特點就是不需駕駛員操縱,就可根據需要自動把動力分配給后驅動橋。

概述


輸入軸與前置發動機上的變速分動裝置相連,輸出軸與后驅動橋相連。
在正常行駛時,前後車輪沒有轉速差,粘性聯軸節不起作用,動力不分配給後輪,汽車仍然相當於一輛前輪驅動汽車。汽車在冰雪路面上行駛時,前輪出現打滑空轉,前後車輪出現較大的轉速差。粘性聯軸節的內、外板之間的硅油,產生極大的粘性阻力,阻止內外板間的相對運動,產生了較大的扭矩。這樣,就自動地把動力傳送給後輪,汽車就轉變成全輪驅動汽車。
在汽車轉向時,粘性聯軸節還可吸收前後車輪由於內輪差而產生的轉速差,起到前後差速器的作用。在汽車制動時,它還可以防止後輪先抱死的現象。
由於粘性聯軸節尺寸緊湊、結構簡單,性能優越,已被許多全輪驅動汽車採用。

結構與工作原理


首先說說粘性聯軸節的結構。它是一種利用液體的粘性阻力來傳遞轉矩的傳動裝置。粘性聯軸節的工作原理,有點類似於多片離合器。在輸入軸上裝有許多內板,插在輸出軸殼體內的許多外板當中,並充入高粘度的硅油。在這個結構中,多片離合器並不接觸,因此傳遞扭矩的工作完全依靠硅油來完成。
不同種類的硅油的粘度是有千差萬別的,所以粘性聯軸節的限滑作用也可以是不同的,關鍵就是看充入的硅油的粘性。顯然不能是越粘就越好,粘度過大會影響到正常的差速作用,汽車拐彎可能變得費勁,另一方面粘度太低又會降低限滑作用,所以要取得一個平衡是需要綜合使用情況而定的。
但是,粘性聯軸節中也不能完全充滿硅油,實際上通常硅油佔據了其中80%-90%的空間,其餘空間是空氣,這樣的設計主要是跟硅油受熱膨脹的特性有關。硅油的粘性並不是始終不變的,內板和外板間的轉速差會使硅油的溫度升高,其粘度將降低,所能傳遞的轉矩會下降,但是溫度升高會使硅油受熱膨脹,壓縮內部的空氣,導致殼內壓力升高,當壓力達到某一臨界值時,粘性聯軸節效能又會極具增強。因此扭矩的傳遞也會呈現一種所謂的“駝峰現象”,即開始的時候有一定限滑作用,然後會進入一個效率低下的階段,最後又是一個扭矩傳遞峰值。
一般情況下轉速差越大硅油受熱膨脹的速度就越快,所能傳遞的扭矩也就越大,但終究需要時間。正是因為這個特點,粘性聯軸節會給人留下反應慢的印象。
但如果你把粘性聯軸節和適時四驅劃上了等號,那可就大錯特錯了,實際上粘性聯軸節之前曾作為全時四驅車的中央差速器使用,甚至裝備一些以運動性能著稱的車型,比如原先的斯巴魯翼豹WRX就是使用粘性聯軸節式中央差速器。