扭力轉(zhuǎn)向

概述

扭力轉(zhuǎn)向是發(fā)動機扭矩對轉(zhuǎn)向的影響，在大扭矩的麥弗遜懸架前輪驅(qū)動的車輛中尤為明顯。當車輛急加速或全油門加速時，突然有較大的扭矩通過變速箱輸出軸傳遞到左右兩根傳動軸，因為力矩的不同而使方向被拉向一側(cè)，造成車輛行進方向的跑偏，使車輛偏離既定的路線。當車輛發(fā)生跑偏時，駕駛員需要對方向盤施加一個矯正力，時間一長會增加駕駛員的操作負擔，容易造成駕駛疲勞，影響行車安全。而近年來隨著人們生活水平的提高，大功率大扭矩的前驅(qū)車越來越普及，扭力轉(zhuǎn)向問題也越來越突出。因此，有必要對扭力轉(zhuǎn)向產(chǎn)生的原因和解決方法進行研究。 

扭力轉(zhuǎn)向原因

為什么左右不等長的驅(qū)動軸會造成傳遞扭矩不同的結(jié)果呢？究其原因，懸架和萬向節(jié)是罪魁禍首。首先，F(xiàn)F車的驅(qū)動軸的幾何位置與輪軸是不重合的，驅(qū)動軸要拐兩個小小的彎才能連接車輪，拐彎的地方，就由萬向節(jié)負責連接。萬向節(jié)雖然可改變動傳遞方向，但萬向節(jié)也不是萬能的，在改變驅(qū)動軸方向的同時被改變方向后的那根傳動軸也會產(chǎn)生一定的甩動，所以要安裝一個抗甩動的支點起穩(wěn)固作用，如果沒有支點固定，后端傳動軸就會像一個攪拌器一樣甩動。當萬向節(jié)前后的驅(qū)動軸不成一直線的時候，萬向節(jié)必須靠支點的反作用力把甩動的力轉(zhuǎn)換成扭轉(zhuǎn)的力，但只要萬向節(jié)的磨擦消耗控制得適宜，萬向節(jié)的扭力傳動效率相當高，尤其在改變傳動角度不大的情況，磨擦損耗可能造成的左右扭力差異非常的小。

當左右傳動軸不等長，左右兩端萬向節(jié)傳動角度不同時，影響最大的是抗甩動支點的受力大小，這個力直接正比于傳動角度的SIN函數(shù)，這個函數(shù)在角度接近180度附近時對角度變化很敏感。同時，由于這個支點是固定在懸架之上，懸架是有一定的自由度，當汽車進行加速的時候，由于重心后移，車頭相對會有少量的抬高，這時，前吸震筒被拉長，傳動軸短的一邊角度變化較大，在扭力作用下前輪延伸幅度就比較大，而很多FF的汽車的前懸架都是采用麥弗遜形式，吸震筒本身就是前輪的支撐軸，如果前輪延伸就會產(chǎn)生外傾角的變化，外傾角稍有變化就可以改變輪地接觸點，這樣扭力轉(zhuǎn)向的作用就有可能被放大。

如果把傳動軸改成兩端等長，傳動角度兩邊相同，那么這個作用就可以被有效抑制。又如果車輪前伸時不會改變外傾角，那么扭力轉(zhuǎn)向的作用也不至于被過度放大，問題也不會那么嚴重。簡單來說，就是由于在引擎動力輸出猛烈增加時，萬向節(jié)由于角度不同引起不同的傳遞效率，而正因為引擎動力輸出猛烈增加，車速提高，前懸架被拉長，引起外傾角的細小變化，更放大了這個問題，最終就導致了扭力轉(zhuǎn)向的發(fā)生。

現(xiàn)在，問題已經(jīng)迎刃而解，邁騰半軸的設計目的就是為了防止發(fā)生扭力轉(zhuǎn)向時，過大的力矩將半軸折斷。而歌詩圖的工程師選擇將較長的半軸設計成兩段，即增加一段中間傳動軸，這樣便可以讓兩邊半軸的長度相等，削弱扭力轉(zhuǎn)向，這也是現(xiàn)今大多數(shù)FF車型采用的設計方式。[2] 

降低扭力轉(zhuǎn)向的措施

降低變速箱的布置高度。

在不影響整車離地間隙、布置要求、碰撞要求等性能的情況下，通過適當降低變速箱在前艙的布置高度和調(diào)整變速箱的高度，以減小傳動軸的角度，從而減小扭力轉(zhuǎn)向。

采用左右等長傳動軸結(jié)構(gòu)。

右側(cè)傳動軸帶中間軸，中間軸通過支架固定在發(fā)動機上，左右側(cè)傳動軸的角度接近相等，以此降低扭力轉(zhuǎn)向。

平衡差速器兩端左右傳動軸剛度。

在不影響強度的前提下，適當減小左側(cè)傳動軸的直徑以降低其剛度; 同時，在不影響與周邊零件間隙的前提下，適當增加右側(cè)傳動軸和中間軸的直徑以提升右側(cè)傳動軸的剛度。如此左右側(cè)傳動軸剛度接近一致，從而減小扭力轉(zhuǎn)向。