중앙 차동 장치는 차축 간 차동 장치라고도 합니다.- 다{2}}축 구동 차량의 경우 구동축은 구동축으로 연결됩니다. 중앙 차동장치는 각 구동축이 서로 다른 입력 각속도를 갖도록 하여 각 축의 구동휠이 미끄러지는 것을 방지합니다. 중앙 차동 장치의 유형에는 개방형 중앙 차동 장치, 다중-플레이트 클러치 차동 장치, Torsen 차동 장치 및 점성 커플링 차동 장치가 포함됩니다.
자동차는 움직일 때 직선으로 이동할 뿐만 아니라 다양한 방향으로 회전합니다. 차량이 회전할 때 네 바퀴의 궤적은 반경이 다른 네 개의 원호입니다. 이로 인해 네 바퀴의 회전 속도가 달라집니다. 바퀴가 같은 속도로만 회전할 수 있다면 차량은 회전할 수 없습니다. 강제로 회전시키더라도 바퀴 속도의 차이로 인해 중간 축이 파손될 수 있습니다. 따라서 차동속도를 얻기 위해서는 엔진 출력축의 고정된 회전속도를 서로 다른 속도로 분해하여 바퀴에 전달하는 차동장치가 필요합니다.
차량이 회전할 때 앞바퀴의 회전 반경은 같은 쪽 뒷바퀴의 회전 반경보다 큽니다. 따라서 앞바퀴는 뒷바퀴보다 빠르게 회전하며 네 바퀴는 완전히 다른 경로를 따릅니다. 따라서 4{2}}륜 구동 차량에는 앞차축과 뒷차축 사이에 토크를 분배하기 위한 중앙 차동장치가 필요합니다.
중앙 차동 장치의 유형에는 개방형 중앙 차동 장치, 다중-플레이트 클러치 차동 장치, Torsen 차동 장치 및 점성 커플링 차동 장치가 포함됩니다.
I. 개방형 중앙 차동 장치
개방형 차동장치는 제한이 없으며 차량이 회전할 때 정상적으로 작동할 수 있는 차동장치입니다. 유성기어세트에는 잠금장치가 없습니다. 4-륜 구동 차량에 3개의 개방형 차동장치(전방, 중앙, 후방)가 장착된 경우, 한 바퀴가 미끄러지면 차량의 모든 동력이 이 바퀴에 낭비되고 나머지 세 바퀴는 아무런 동력을 받지 못하게 됩니다.
장점: 차동장치는 정상적인 차량 작동에 필요한 조건이므로 특별한 이점은 없습니다.
단점: 오프로드 차량 분야에서 -개방형 차동 장치는 비포장 도로의 어려운 상황에서 벗어나는 차량의 능력에 영향을 미칠 수 있습니다.-
II. 다중-플레이트 클러치 차동 장치
다-플레이트 클러치 차동 장치는 습식 다판 클러치를 통해 차동 토크를 생성합니다.- 이 시스템은 주문형-4륜 구동 시스템-에서 중앙 차동 장치로 자주 사용됩니다. 여기에는 두 세트의 마찰 디스크가 있는데, 하나는 구동 디스크로, 다른 하나는 구동 디스크로 사용됩니다. 구동 디스크는 앞 차축에 연결되고, 구동 디스크는 뒤 차축에 연결됩니다. 디스크는 특수 오일에 담겨 있으며, 결합 및 분리는 전자 시스템에 의해 제어됩니다.
차량이 직선으로 주행할 때 앞차축과 뒷차축의 회전 속도는 동일하며 구동 디스크와 구동 디스크 사이에는 속도 차이가 없습니다. 이때, 디스크가 분리되어 있으며, 차량은 기본적으로 전륜 구동 또는 후륜 구동-상태이므로 연료를 절약할 수 있습니다. 회전하는 동안 앞차축과 뒷차축의 회전 속도가 다르며 구동 디스크와 구동 디스크도 속도 차이가 있습니다. 그러나 속도 차이가 전자 시스템의 사전 설정된 값에 도달하지 않았기 때문에 두 세트의 디스크는 분리된 상태로 유지되며 차량의 회전에는 영향을 미치지 않습니다.
예를 들어 앞바퀴가 미끄러지기 시작하는 등 앞차축과 뒷차축 사이의 속도 차이가 특정 한계를 초과하면 전자 제어 시스템이 유압 메커니즘을 제어하여 다{0}}플레이트 클러치를 누르고 구동 디스크와 피동 디스크가 접촉하게 됩니다. 구동 디스크에서 구동 디스크로 토크가 전달되어 4륜 구동이 가능합니다-.
다-플레이트 마찰 제한-슬립 차동 장치의 맞물림 조건과 토크 배분 비율은 전자 시스템에 의해 제어되며 응답 속도가 빠릅니다. 일부 모델에는 전문 오프로드 차량의 4륜 구동 잠금 상태와 유사하게 주행 디스크와 구동 디스크가 완전히 결합된 상태를 유지할 수 있는 수동 제어 "잠금" 기능도 있습니다.- 그러나 마찰판은 최대 50%의 토크만 뒷바퀴에 전달할 수 있으며,-강도가 높으면 마찰판이 과열되어 고장날 수 있습니다.
장점: 응답이 빠르고 즉시 참여할 수 있습니다. 대부분의 모델은 전자식으로 작동되며 수동 제어가 필요하지 않습니다.
단점: 최대 50%의 동력만 뒷바퀴에 전달할 수 있으며 높은 부하에서 과열되기 쉽습니다.
III. 토센 디퍼렌셜
"Torsen"이라는 이름은 "Torque{0}}sensing Traction"에서 유래되었습니다. Torsen의 핵심은 웜기어와 웜휠 메싱 시스템입니다. Torsen 차동 장치의 구조적 관점에서 보면 이중 웜휠과 웜기어가 있음을 알 수 있습니다. 미끄러짐을 제한하는 차동 잠금 기능을 구현하는 것은 바로 상호 맞물림과 맞물림뿐만 아니라 웜 휠에서 웜 기어로의 단방향 토크 전달-입니다. 커브길에서 정상적인 주행 중에는 전면 및 후면 차동 장치가 기존 차동 장치처럼 작동하며 웜 기어는 하프 샤프트의 다양한 속도에 영향을 미치지 않습니다. 예를 들어 차량이 좌회전할 때 오른쪽 바퀴는 차동장치보다 빠르게 회전하고 왼쪽 바퀴는 느리게 회전합니다. 다양한 속도의 웜 휠은 기어와 정확하게 일치하고 동시에 맞물릴 수 있습니다. 이때 웜휠에서 웜기어로 토크가 전달되기 때문에 웜휠과 웜기어는 잠기지 않습니다. 그러나 휠의 한쪽이 미끄러지면 웜휠과 웜기어 어셈블리가 작동하고 Torsen 차동 장치 또는 유압식 멀티 디스크 클러치를 통해 동력 분배가 자동으로 신속하게 조정됩니다.
차량이 정상적으로 주행할 때에는 디퍼렌셜 하우징(P)이 회전하면서 동시에 웜기어(3, 4)가 회전하게 된다. 이때 3번과 4번 사이에는 상대적인 회전이 없으므로 빨간색 1축과 녹색 2축이 같은 속도로 회전합니다. 그러나 예를 들어, 차축의 한쪽이 공회전하는 동안 다른 쪽이 더 큰 저항에 직면하면 빨간색 차축은 더 큰 저항에 직면하게 되며 차동 하우징이 계속 회전하는 동안 처음에는 정지 상태를 유지하므로 웜 기어 4가 빨간색 샤프트를 따라 굴러갑니다. 4가 굴러가면 3도 회전하게 되지만 3과 녹색 축 2는 자동 잠금 효과가 있으므로 3의 회전은 녹색 축 2를 회전시킬 수 없습니다. 따라서 3이 회전을 멈추고 동시에 4도 회전을 멈춥니다. 따라서 4는 디퍼렌셜 하우징의 회전에 맞춰 레드 액슬만 회전시킬 수 있어 토크를 레드 액슬에 분산시켜 차량이 곤경에서 벗어날 수 있도록 해준다.
가장 핵심적인 장치는 중앙 토크-감지 셀프 잠금 차동 장치로, 주행 상태에 따라 앞차축과 뒷차축 사이의 동력 출력을 25:75부터 75:25까지 지속적으로 조절할 수 있으며 응답이 매우 빠르고 지연이 거의 없습니다. 앞서 자세히 분석한 바 있음), 전자 안정성 프로그램의 지원으로 배전 주도권이 더욱 향상됩니다.
간단히 말해서 Torsen 차동 장치는 완전 자동 순수 기계식 차동 장치입니다. 즉, 수동 제어가 필요하지 않고 100% 신뢰할 수 있으며 직접 변속기가 있습니다. 어떤 관점에서 보면 매우 균형 잡힌 디자인입니다.
장점: 구동륜 사이의 저항 차이에 대한 즉각적인 피드백을 제공하고 토크 출력을 분배할 수 있습니다. 더욱이, 잠금-업 특성은 선형이며 상대적으로 넓은 토크 출력 범위 내에서 조정될 수 있습니다.
단점: 2륜 구동 모드가-없습니다. 차동 장치의 제한된-슬립 능력이 제한되어 있으며 동력이 특정 휠에 완전히 전달될 수 없습니다.
IV. 점성 커플링 차동
점성 커플링 차동 장치는 오늘날의 4륜 구동 차량에서 자동으로 동력을 분배하는 스마트 장치입니다.- 일반적으로 전륜 구동을 기반으로 하는-전륜 구동 차량에-장착됩니다. 이러한 차량은 일반적으로 전륜-륜 구동 모드로 주행합니다. 비스커스 커플링의 가장 큰 특징은 운전자의 조작 없이 자동으로 후방 구동축에 동력을 분배할 수 있다는 점이다.
점성 커플링의 작동 원리는 다-플레이트 클러치의 작동 원리와 다소 유사합니다. 입력축에는 여러 개의 내부 플레이트가 있으며 출력축 하우징의 여러 외부 플레이트 사이에 삽입되며 고{2}}점도 실리콘 오일이 채워져 있습니다. 입력축은 전면에 장착된 엔진의 변속기 및 트랜스퍼 케이스에 연결되고-출력축은 후면 구동축에 연결됩니다.
일반 주행 중에는 앞바퀴와 뒷바퀴의 속도 차이가 없고 점성 커플링이 작동하지 않아 뒷바퀴에 동력이 배분되지 않아 차량이 여전히 전{0}}바퀴 구동 차량처럼 거동합니다. 빙판길이나 눈이 쌓인 도로를 주행할 때 앞바퀴가 헛돌게 되어 앞바퀴와 뒷바퀴의 회전 속도에 상당한 차이가 발생하게 됩니다. 점성 커플링의 내부 플레이트와 외부 플레이트 사이의 실리콘 오일이 교반되면서 열에 의해 팽창하기 시작하여 큰 점성 저항이 발생하여 내부 플레이트와 외부 플레이트 사이의 상대적인 움직임을 방지하고 상당한 토크를 발생시킵니다. 따라서 자동으로 뒷바퀴에 동력이 전달되어 자동차가 4{4}}륜 구동 차량이 됩니다.
자동차가 회전할 때 점성 커플링은 내부 바퀴 차이로 인해 발생하는 앞바퀴와 뒷바퀴의 속도 차이를 흡수하여 차동 장치 역할도 할 수 있습니다. 제동 중에 뒷바퀴가 먼저 잠기는 것을 방지할 수 있습니다.
장점: 컴팩트한 크기, 간단한 구조, 낮은 생산 비용.
단점: 느린 응답, 작은 토크 배분 비율, 결합 및 분리를 수동으로 제어할 수 없음, 고부하에서 과열로 인한 고장 가능성.