這個原本不是為汽車設計的東西,卻成了汽車最重要的機械結構

汽車機械結構之精妙其實在日常駕駛過程中是很難感覺出來的,但有些東西掰開揉碎了再看絕對會讓你感覺驚為天人,上次講的差速器如此,今天白車身再講一個汽車最為重要的機械結構。

講之前請試想:車輛在路過坑窪地段時車輪會上下跳動,所以車輛的輸出動力和車輪的輸入動力不可能一直處於一條軸線,動力是怎麼傳遞的?因為設計及空間原因,四驅車及後驅車變速箱的輸出軸線和驅動橋的輸入軸線一般不重合,那麼動力是怎麼傳遞的?方向盤打方向時輪胎是怎麼隨動的?

這個原本不是為汽車設計的東西,卻成了汽車最重要的機械結構

通過車輛過減速帶可以看出,驅動輪(前輪)的彈跳使得動力傳輸的軸線發生了變化


這個原本不是為汽車設計的東西,卻成了汽車最重要的機械結構

這是一輛前橫置四驅車的底盤,可以看到傳動軸(黑軸)並不是一條直線


所以,實現動力軸線的變化,是車輛必備的“技能”,可怎麼實現呢?通過:萬向節。

這個原本不是為汽車設計的東西,卻成了汽車最重要的機械結構

這是一個十字軸萬向節結構,能夠看到動力軸線並不在一條直線上


一、萬向節的前世今生

正如標題所言,其實萬向節的產生和汽車工業沒有什麼關係,目前最主流的說法是:萬向節誕生於鐘錶結構,後使用到汽車上實現了動力的變角度傳遞。

目前,萬向節被廣泛的應用於包括汽車在內的很多需要動力傳輸的機械裝置。

二、萬向節的種類

萬向節根據動力扭轉方向是否有彈性分為剛性萬向節和撓性萬向節。由於撓性萬向節依靠的是彈性件的彈性變量來保證兩軸間傳動時不發生機械干涉,所以一般只用於動力軸線夾角不大於5度的微量軸向位移傳動場合,例如發動機和變速箱之間的連接,我們就不展開講了。

這個原本不是為汽車設計的東西,卻成了汽車最重要的機械結構

這是典型的撓性萬向節


剛性萬向節又分為不等速萬向節、準等速萬向節和等速萬向節三種。現代車輛應用較多的是十字軸式不等速萬向節和球籠式等速萬向節。

十字軸式萬向節長這個樣子,因為中間確實有個十字軸而得名。

這個原本不是為汽車設計的東西,卻成了汽車最重要的機械結構

它最大的優點是是剛性連接、穩定可靠,可它也有兩個問題,一是十字軸式萬向節只能實現動力角度的變化不能伸縮,意思就是獨立懸掛的驅動輪是不能使用十字軸式萬向節的;二是十字軸萬向節有不等速特性,意思就是當變速箱傳出的動力是勻速旋轉的,經十字軸式萬向節輸出的動力並不是勻速的,因此一般這種萬向節都是雙數使用的,就是想最大限度的抵消不等速性。


球籠式萬向節的結構更為精巧一些,顧名思義,就是六個球裝在一個籠子裡。

這個原本不是為汽車設計的東西,卻成了汽車最重要的機械結構

球籠式萬向節最大的優點是等速,意思是輸入、輸出動力都是勻速的,此外,球籠式萬向節還可以在夾角度數比較大的情況下保持正常傳動。可是球籠式萬向節在極限工況下的穩定性又不如十字軸式萬向節,所以,一般大型貨車、非獨立懸掛的硬派越野車驅動輪用的都是十字軸萬向節,普通轎車驅動輪用的是球籠萬向節,後驅車變速器和驅動橋之間用的是十字軸式萬向節。

萬向節就相當於人體骨骼的關節,保證了能從各個角度發力,是汽車最重要的機械結構,當然,也是天才般的發明。


分享到:


相關文章: