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小可愛(ljs523)

2001/02/03 12:54:39

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#14041 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
TO:apex 15(DS),clli(rice),triton(tri),shenghsn(阿笨),lgm(lgm),眾(U-CAR)網友
這個討論題目:"差速器".經過以上六位熱心網友(含小可愛本人)充份表答意見之後,小可愛我花了一點時間,將所有內容整理歸納一番,並作一些文辭上的修飾,並於Word上作妥段落的排版.提供給U-CAR網友下載參考,如果你要列印,建議先將之Paste到Word後,排成你所喜歡的版面,再列印.那會更美觀.

「差速器」是把同一車軸的兩個輪子,其中一輪該轉的部分轉換成由另一輪來轉。舉例來說,車子轉彎時,若內側輪轉8圈,外側輪轉10圈;若該車在直線的情況下行駛,則該車軸的兩個輪子應該是各轉9圈的。也就是說,差速器本身會自動分配轉速差,但不管怎麼轉,左右兩個輪子轉的圈數和為一定值。
四輪驅動車因為四個輪子都是驅動輪,所以前軸一個差速器,後軸一個差速器,好的四輪驅動車另外還有一個「中央差速器」。為什麼中央還要一個差速器呢?因為車子在轉彎時,四個輪子所轉動的圈數都不一樣,所以用「中央差速器」來分配輸送到前後輪的力量。卡住三輪,還有一個輪子會轉的車子,該車就是裝有中央差速器。
「差速器」內的行星齒輪組會將大部份扭力輸出至車輪旋轉阻力較小的一輪,至於扭力的分配方法,單純地係以車輪旋轉阻力大小而自動調整。
「限滑差速器(Limited Slip Differential,LSD)」則複雜許多。因為一般差速器只是根據阻力大小來分配左右輪軸之扭力,一旦一輪懸空,則該懸空輪會吃掉100%的動力, 也就是「貼地」的一輪根本不會動。LSD就可避免此一「慘案」的發生。
LSD是一種較安全的「差速器」,為了避免其中一輪因打滑而使另一輪完全失去動力(輪子打滑時,對地面的摩擦力頓失,因為有差速器會使該輪加速轉動,而使另一輪失去動力),差速器中備有安全裝置,使得左右兩輪的動力輸出比,限定在一個比例之內,這種差速器就是LSD。
既然LSD是「限滑差速器」,顧名思義,它是一種能限制轉速差的差速器。因為差速器雖能平衡各個驅動輪在轉彎時的轉速差,但是當某個驅動輪與地面摩擦力過小時,引擎的動力,很容易藉由差速裝置,傳導到這個驅動輪,造成此輪打滑空轉,導致損失部分甚至全部的動力。所以發展出LSD限滑差速器,透過複雜的齒輪組合,使得差速器平衡轉速差的「阻力」會隨轉速差加大而增加,限制驅動輪之間的轉速差,減少動力損失,所以它不是指「中央差速」,而是車上每個差速器,都可以用LSD,只是它的成本較高,通常只有賽車及一些高價的跑車、房車有配置,甚至將LSD列為Option(選購配備)。
現在有一種電子式的限滑差速器,即「循跡控制系統(Traction Control System,TCS)」,它是用Sensor感測各個驅動輪轉速,當電腦察覺某個驅動輪轉速高出太多,便知道該驅動輪已經出現打滑現象,除瞬間降低引擎出力外,還會利用煞車系統,單獨地將打滑的驅動輪加上阻力,防止全部的引擎動力,由此打滑的驅動輪消耗掉,讓其他驅動輪保有適當的動力,此種TCS裝置,在成本上較LSD低很多,而且只要有ABS的車,要再增加TCS的功能,都不困難。
TCS雖然成本較低,且有助循跡性及防滑效果,但是它在作動時會降低引擎動力輸出,LSD則不會干預引擎出力,也不會對驅動輪煞車,而是運用特殊結構的差速齒輪,自然產生的阻力,「鎖定」差速器,防止驅動輪打滑,造成動力損失,目前TCS是無法完全取代LSD的。
Honda/C-RV四輪傳動休旅車,它是適時(Real Time)四輪傳動,平時只是前輪驅動,當電腦偵測到前輪軸車輪打滑時,才會驅動後輪,變成四輪傳動,所以它的後輪只有on/off動作,所以不需「中央差速器」,因此本車只有一個前差速器及一個後差速器。越野能力也就因此打了折扣。
對於只有前軸及後軸有差速器,而沒有中央差速器的車子,如Honda/CR-V休旅車,前後輪直接連動,轉彎時會不順暢,所以轉彎時車速不能太高,否則容易翻車、甩尾,操控性變差,但動力卻是前後50:50的百分之百輸出。
假若以差速器的模型手動方式試驗之,令傳動軸轉速固定(設Xrpm),兩傳動輪懸空, 觀察其轉速(設為Yrpm);再將一輪固定,轉動另一輪,當然傳動軸會跟著轉。然後可發現,必須將未固定的一輪轉到「2Y rpm」,才能將傳動軸的轉速轉到Xrpm。
車子在架起來的時候,用手去轉動其中一個驅動輪,如果轉向向前,那另一輪必然是轉向向後,且兩個輪子的RPM是一樣的。之所以轉動其中一輪而另一輪會反方向轉,是因為傳動軸沒有轉動。因為差速器是用來分配兩輪的輸出動力比﹐兩輪轉動的圈數雖有差異,但加起來是一個定值。既然傳動軸沒有轉動(沒有輸出動力),其中一輪順時針轉1圈,另一輪必然逆時針轉1圈,這樣兩輪動力相加會等於零﹐正好符合傳動軸所輸出的動力,此時傳動軸是靜止的,傳動軸並沒有動力輸出。

DS(apex150)

2001/02/03 23:14:59

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#14079 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
After reading all messages here, I want to say this is one of the most successful discusstions I've ever seen. Deliberated discussion with integrated conclusion. PERFECT!

I understand my words shall be written in Chinese, but I can't wait to share my happiness.

博啟(bochy)

2001/02/04 04:03:09

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#14090 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
博啟 又來啦~~~~

以二輪驅動車為例~~~ 當一個輪子被鎖死時......
另外一個輪子的轉速是依舊不變的!!
並不會因此而有 2倍的轉速!!

PS. 吐嘈一下~~~~
有人自述是"就讀於台大機械系", 真是可悲!!!!

變速箱的減速比 & 差速器的"最終減速比", 以上二者的機械構造均是固定的!!
在引擎轉速在固定不變的速度下~~~~
何來 2倍的轉速呢????

差速器只會將 2倍的扭距傳遞會動的那一個輪子上面而已......

~~~~ 一個賣藥多年的人----留下的言語~~~~

triton(triton)

2001/02/04 04:38:15

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#14092 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
to 博啟兄,
把你的車左前及右前輪分別用兩具千斤頂頂起, 再排入D檔, 觀察此二崙之轉速; 再把任一輪之千斤頂放下(不用擔心, 手煞車拉著及另一輪懸空下, 車不會衝出), 此時請注意另一輪的變化。
這和終傳動比及各檔齒比完全沒關係!
另「兩倍扭矩」是不正確的, 正好相反, 正確是輪軸輸出扭力只剩1/2, 不是你說的二倍!

小可愛(ljs523)

2001/02/04 09:43:24

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#14093 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
To:bochy(博啟),triton(tri)
老實說,我自己對「差速器」的了解是很有限的,只是根據我僅有的些微機械常識來參與討論,所以我是沒有能力來了解你們兩位講的,那一位才是正確。不過事情總要把它釐清楚,2月19日(星期一)以後,我就有機會遇到我的一位朋友(他住彰化),到時我再請他對此一個Topic作一個比較學術性的探討,因為已經是兩星期以後,作答時可能放在討論區之開頭。在此之前,如果有人願意以任何解說方式來參與討論,那是再歡迎不過了。

小可愛(ljs523)

2001/02/04 11:13:49

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#14102 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
To Apex(DS):
If I do not have forgotten, you are studying in American. Bless you’ll graduate soon, and come back Taiwan. It’s age of knowledge and economic nowadays, that is to say knowledge is power and wealth. Hopefully, you would be the next Taiwan Jerry Yang, (Taiwan Yahoo C.E.O.).

博啟(bochy)

2001/02/04 15:30:35

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#14108 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
Re:triton ~~~
我想我知道你所說的"二倍轉速"的意思了....
一般我們在機械上面是不去討論轉速差的部份, 我們只有討論扭距的部份.

你是否有想過......
當自排車在停紅綠燈時, 變速箱內部的"差動"是怎麼樣的情形呢!!??
(PS. 以自排車來舉例會比以手排車還要適當)

自排車的檔位在D檔, 不踩油門的情形下會產生"蠕行", 此時的傳動檔位為 1檔;
當停紅綠燈時, 二個輪子都是在停止的狀態~~~~
此時引擎的動力依舊傳遞到變速箱, 經由 1檔的傳遞路線將動力傳到輪子上面, but...輪子不動耶...., 此時差速器就會產生"自轉"(亦有稱之:空轉);
當煞車解除之後, "自轉"的現象解除了, 動力馬上就傳到輪子上面了.

博啟(bochy)

2001/02/04 16:15:26

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#14109 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
繼續來談差速器的問題~~~~

先從動力傳遞的過程談起......
引擎→離合器or扭力轉換器→變速箱→差速器→輪子.

各檔位的減速比會在變速箱裡面完成, 最終傳動比會在差速器上面完成, 之後將動力傳遞出去.
(PS 1. 此乃以最傳統的架構來討論)
(PS 2. 前輪傳動車&四輪驅動車已經將變速箱&差速器整合在一起了, 部份的後輪傳動車亦然)

減速比:變速箱的動力輸入軸 & 輸出軸之間因齒輪比的改變, 而發生轉速的不同. 一般的變速箱為二軸式, 較新型的有三軸式的.

最終減速比:變速箱的動力輸出軸與"轉向齒輪(組)"的減速比. 此一"轉向齒輪(組)"會透過其內部的"行星齒輪"將動力傳給左右傳動軸.

當引擎的轉速是3000rpm, 變速箱 1檔的減速比是3, 最終傳動比是4, 那麼左右二個輪子的轉速就是250rpm.

當一個輪子打滑時, 若引擎的轉速不變的話, 空轉的輪子的轉速依舊是250rpm.

先前各位所說的"二倍的轉速"~~~ 會發生疑問....乃是因為各位忽略了機械基本條件的問題!!

當一輪發生空轉時, 另一輪的轉速會提高......
請注意~~~ 此時引擎的轉速亦將有所提升!!
Why ???
因為"滾動阻力"的下降使然!!
就向 triton 所講的將車子的傳動輪抬離地面....此時將檔位放置在最末檔, 只須輕踩油門, 便可見到速度錶的車速達到高車速, 甚至於"破錶".

在座若是學機械的人, 不妨去找"機械設計"、"機構(動)學"、"汽車學"....等等書籍參考.

~~~~~~ 一個離開設計桌 6年的 ~~~~~~
~~~~ 機械設計工程師----的留言 ~~~~

triton(triton)

2001/02/05 01:33:47

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#14134 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
博啟兄,

借用你的文章段落:
「先從動力傳遞的過程談起...
...引擎→離合器or扭力轉換器→變速箱→差速器→輪子」
自排車特有的「蠕行」, 及入D檔(一檔)時踩煞車引擎運轉但車輪不動等現象, ....其實中間的轉速差是由「扭力轉換器」消除的, 而不是差速器!


「最終減速比:變速箱的動力輸出軸與"轉向齒輪(組)"的減速比. 此一"轉向齒輪(組)"會透過其內部的"行星齒輪"將動力傳給左右傳動軸....」
問題就是在這----轉向齒輪上的行星齒輪!
當傳動軸一方固定不動時, 行星齒輪受轉向齒輪組施力, 其必把力傳遞至另一可動之傳動軸。
請仔細思考, 當此其時,行星齒猶如第三類槓桿---施力點在為行星齒圓心, 施力臂等於行星齒半徑, 抗力臂等於直徑, 支點為另一不動之傳動軸, 所以可動之傳動軸會有位移(轉速)兩倍, 扭力只剩一半的情況發生(我已經舉兩個硬幣的例子供各位參考)。
所以說這和變速齒比及終傳動比完全沒關係。

行星齒組原本即具有變速的功能---十餘年前, 光陽名流100的三速自動變速系統, 就是用這個原理變速, 只是其為構造為較複雜之三重行星齒輪組而已。

另我所建議將輪子架空, 觀察轉速之方式, 沒有必要踩油門, 單以引擎怠速, 打入D檔即可傳動; 踩油門傳動輪轉速過快, 反而不易觀察。

lgm(lgm)

2001/02/05 02:08:52

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#14135 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
我看了博啟兄等人的言論,突然也好奇起來(先聲明,純粹切磋,不是故意吐槽),我便將因工作而冷落的愛車(1/8引擎越野車)它可是我前後花超過五萬以上台幣,及不知多少晝夜,組裝完成,光是調四隻避震器阻尼及彈簧係數,就讓我耗了整整三天三夜,更別談懸吊頃角,差速器黏性...等,不知不覺說了那麼多廢話
它可是四輪傳動,配備三個差速器,有兩個'TSD限滑差速器'及一個'行星齒輪'差速器,且都調整過各個差速器油的黏性,或許你會有疑問,為甚麼不用三個TSD,因為我們試過,三個全用TSD,力道雖猛,但卻較難以駕馭,用兩個,過彎較柔順些,直線加速的動力輸出,也具一定水準,整體表現較好,但也不是絕對,需看跑道狀況,再做修正,說到這也還沒說到重點
將車子架高,用手去轉動輪子實驗,證明當同一軸的一個輪子不動時,另一個輪子轉速會是兩倍,至於扭力,動動腦便知
原來'不恥下問'這句話,真的很有道理,'身體力行'也格外重要,不得不佩服老祖宗的智慧

阿笨(shenghsn)

2001/02/05 02:10:56

發文

#14136 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
補充說明 扭力轉換器
差速器與輪子之間沒有任何可以吸收扭力的裝置..如果差速器轉動而輪子卻不動,那麼差速齒輪肯定會掉齒。
扭力轉換器可以在引擎於較低轉速時不將扭力傳送到輪子去﹐而隨著引擎轉速的提昇﹐才漸漸將引擎的扭力送出...

還有﹐我在前文中所提的有關差速器的解說﹐並無虛假也沒有錯誤﹐"汽車學"....等書是給高職看的...所以我沒有看過﹐從大一開始﹐就沒看過中文書了...

....台大機械生

小可愛(ljs523)

2001/02/05 08:45:10

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#14139 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
To阿笨:
阿笨兄,博啟兄吐嘈你「真是可悲」,請別難過,小可愛我跟你是難兄難弟啦!我以前讀書的學校剛好在你們學校隔壁,你們在基隆路那一邊,我們在基隆路這一邊。別把那四個字放心上,有空到公館街上看看妹妹,心情會好些的。

To lgm(lgm):
(1)你提到的「1/8引擎越野車」,這1/8是不是指引擎的馬力1/8hp,或是這部車的車型編號。
(2)這部越野車與小型賽車(GOKA車)有沒有什麼不一樣?可以上場和GOKA較量一下嗎?還是大人不與小孩玩遊戲?
(3)這車看起來【性能配備】蠻Top的,可以示人嗎?可割愛嗎?如果不能割愛,可以幫忙代工Copy一部嗎?

博啟(bochy)

2001/02/05 10:01:00

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#14148 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
吐 阿笨 ~~~~
真的不是我愛說你可悲, 你真的是非常的可悲!!!!

"汽車學"的書怎麼能夠說是給高職生看的呢!!

學機械的人竟然如是說"差速器"會"掉齒"....真是該打屁股!!

"汽車學"乃是汽車工程系(組)的入門學科!!
目前國內大專院校有"汽車工程組"的學校, 大多均將之歸屬於"機械系"之下!!
目前的"汽車工程系(組)"已經逐漸的獨立成一個系所了; 其過程&方式就如同"造船系"&"航空系"從機械系獨立出來一般!!
在國外的大學很早就有以"汽車工程"為主軸的系所了;
所以相關的專業書籍&教學用書都會有的!!

請問阿笨~~~ 你是唸機械系的那一個組的呢??

triton(triton)

2001/02/05 12:53:04

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#14170 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
to 阿笨,
其實扭力轉換器在低速時也是有將扭力傳遞出去, 但因其係靠液壓油對流傳遞動力, 故效率不高。
還有, 我也是第一次聽到「掉齒」....., 基本上工業界是以「崩牙」(台語叫「狗齒崩去」)稱之, 大概是因為你是屬於「學院派」, 沒有實務經驗的原因吧!

阿笨(shenghsn)

2001/02/06 03:17:05

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#14263 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
to 小可愛
1/8是指模型與實車的比例...
to everybody
其實機械系不一定都有學汽車...
我唸的是熱流組...不學齒輪,也沒有選關於材料或設計的課﹐那些專有名詞懂得也不多,但是原理還算清楚...上討論區留言是希望能將汽車原理真相告訴大家,我不願意誤導別人,亦不願意別人被誤導。
你說的是液力(耦)合器吧,它是靠液油的離心力來傳動的﹐轉速要到達一定rpm才會輸出較大扭力﹐我知道你的意思,但我說的也沒錯,如果在一定的rpm之前﹐從扭力轉換器輸出的扭力還不足以推動對地面有摩擦力的輪子﹐從物理學的觀點,有運動才有做功,引擎就算有扭力,但是輪子並沒有轉動,所以說引擎的扭力沒有對輪子作功,動力沒有輸出....(我知道你的意思﹐但我的意思是這樣...)
"崩牙"!? 我會記住的....

阿笨(shenghsn)

2001/02/06 03:34:37

發文

#14264 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
印象中我並不了解台灣有什麼大學是有汽車工程系的﹐好像只有中正理工學院的車輛工程系吧...汽車工程畢竟還是屬於比較實務性的(不屬於學院派)﹐不像航空﹑造船工程﹐擁有廣泛的理論層面可供無聊的教授們研究(如流體力學...等)....

triton(triton)

2001/02/06 19:18:15

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#14327 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
to 阿笨, 關於「液動偶合器」....於文中提到: 1.「你說的是液力(耦)合器吧,它是靠液油的離心力來傳動的」---哇哩勒..「離心力」?!....要不要把這段更正一下再post一遍? 2.「....從物理學的觀點,有運動才有做功,引擎就算有扭力,但是輪子並沒有轉動,所以說引擎的扭力沒有對輪子作功,動力沒有輸出....」---不,其實引擎雖沒對輪胎或車身做功, 但對傳動油做功---以動能及熱能的方式顯現, 尤其是熱能。套句你的話---我也知道你的意思﹐但我的意思是這樣...
對於學理上的話題, 我一向錙銖必較---大概跟我是「O型浪女座」(有「G(畸)型馬桶座」傾向) 的個性有關吧! 既然要發表, 就一定要有十足把握,甚至必須要能做到吹毛求疵的地步,最好能引經據典, 以不負花時間閱讀文章並從此獲取知識的網友。若其中有些微閃失,個人言顏面事小(別忘更多潛水的高手冷眼旁觀), 誤人則茲事體大!

阿笨(shenghsn)

2001/02/06 22:32:21

發文

#14345 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
關於液力耦合器....
就我所知,的確是靠其內液壓油的離心力來驅動連接自排變速箱的驅動軸,若您有更進一步的解說,或許我會更能知道我的說辭哪裡有誤。
我也希望大家能夠得到正確的資訊﹐妖言惑眾亦令我痛惡至極....在座諸位難免會有些半瓶墨水響鐺鐺的人﹐然亦有不少屬於經驗豐富的飽學之士﹐若我的文章說辭確有錯誤﹐"虛心討教"對我而言絕沒有面子問題﹐同時也是我的一貫作風。

在此提供我對於液力耦合器的相關了解....
引擎輸出動力傳到液力耦合器﹐如果轉速沒有到達一定的rpm(ex:<1000)﹐連接引擎那一端的傳動軸的扇葉便無法使液力耦合器內的液壓油完全飛濺出來﹐如果轉速達一定水準(ex:>1000)﹐液壓油會因為扇葉旋轉得到>G的離心力而飛濺出來﹐在液力耦合器內行成一個具有壓力的油環而驅動連接自排變速箱那端的傳動軸的扇葉﹐達到傳動的目的.....
唉...沒有圖實在很難理解﹐很難解釋..我不指望有誰看了能知道我在說什麼

triton(triton)

2001/02/07 04:03:59

發文

#14378 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
to 阿笨,
關於上篇post中, 我並不是吐你或對以言語嘲弄...我所要說的是---「離心力」是一般人在說的, 有力學基礎的人實在不該用這名詞.....這下子不是打屁股了事,搞不好得吊起來打...
要圖嗎? 到 Automatic Transmission Rebuilders Association 去找找看,應該有。

阿笨(shenghsn)

2001/02/07 17:01:35

發文

#14423 IP 0.0.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
我知到錯在哪了
是液油的"轉矩"驅動連接變速器那端的驅動軸的扇葉,是轉矩,不是離心力...
...sorry,純屬一時糊塗....我完全把轉動的力誤打成離心力了
不過,TRI說"離心力"是一般人的說法,也許對我太客氣了些...雖然半徑固定,離心力隨轉矩成正比,離心力和轉矩依然是不一樣的兩種力....
在此更正往前數的第四篇文章,它是靠液油的"轉矩"來傳動的
...感謝TRI的"錙銖必較"...
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