传动系动力学对车辆性能的影响：差速器[外文翻译].rar

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传动系动力学对车辆性能的影响：差速器
Marco Pedrinelli and Federico Cheli
米兰理工大学

摘要
在各种驾驶条件下，传动系和汽车动力学之间的影响佷深。传动系的主要影响决定于差速器，其传递的驱动力矩关系到车轮运动。许多不同的解决方案已经过发展从单纯的机械设备（具有开放性，自锁，转矩敏感，速度敏感）到半主动式和主动式差速器。最近发展的可控差速器强调了一个好的方案以及调整该部件以获得好的车辆性能（牵引力方面的稳定性，甚至于驾驶感觉）的重要性。本文尝试弥补当代文献资料的不足，提供分析工具，用于在车辆项目的初步阶段，以评估差速器对车辆性能的影响。这些可被借鉴的推测性结论是借助于一个汽车模拟仿真模型结合一个传动系模型得出的。

引言
最普通的汽车传动系是通过差速器将发动机的转矩传递到驱动轮，尤其是开放性的，由行星齿轮组成的。这种差速器让驱动轮具有不同的转弯速度，从而保证统一的扭矩分配。这种装置的缺点是，当车轮在不同的附着条件下（例如在分离附着条件时），它不能将较高的转矩传递给具有较高附着系数的驱动轮，导致汽车具有很差的牵引力。此问题已由能使驱动轴产生不一致的相对运动的无源装置—自锁差速器探讨过。由于这些装置总是将转矩由高转速轮传递到低转速轮，由此诱导出非对称分布的纵向接触力，由此产生的横摆力矩，影响由驱动轮运动引起的车辆转向性能。

图1.锁止力矩在低横向加速度（a）和高低横向加速度（b）对汽车动力的影响。
在低横向加速度，或低驱动转矩时，内轮速度慢：由自锁差速器引起的转矩传递将改变接触力，从而导致转向不足，这对车辆性能和操控性不利（图1a）。在高横向加速度，或高驱动转矩时，由于横向加速度引起的负荷转移，将使内轮旋转，在这种情况下（图1b）差速器的锁止将传递扭矩到外轮，提高了车辆性能和牵引力，但由此引起了过多转向，这使汽车的稳定性受到了影响。在发动机关闭转向，发动机拖动扭矩迅速使内轮转速降到最低，差速器将传递力矩给内轮产生不足转向的力矩。