黏性连接器的设计与应用
1基本概念
黏性连接器主要地被认为是在四轮驱动的汽车上驱动路线的一部件。然而，在近些年的发展中，施用在前轮驱动的趋势中将成为重要角色的观点是可能的。在欧洲和日本前轮驱动轿车产量的施用已经证明黏性连接器不仅对于光滑路面的汽车牵引，而且在正常行驶条件下对于操纵性和稳定性都有所改善。
这篇文章展示出调查黏性连接器对汽车牵引和操纵的影响的重大检验场试验，试验证明大多数牵引的改善仅仅轻微地影响转向装置的扭转力。前轮驱动的汽车在直线行驶时影响发动机转矩的因素被描述出来。在前轮驱动的汽车上极大地影响限制滑移差速器适合性的关键汽车设计参数被确定。
转弯试验展现出黏性连接器在前轮驱动的汽车上独立转弯时的影响。进一步的试验证明安装黏性限制滑移差速器的汽车在加速和转弯时节气门频繁关闭的 情况下显示出一个改善的稳定性。
2 黏性连接器
黏性连接器被广泛认为是驱动列车的一组成部件。在这篇文章中仅仅给出它的基本功能和原理的简明概要。
黏性连接器是根据液体摩擦的原理和依靠速度差来运转的。正如图1所示黏性连接器的滑动控制特性和驱动观察系统的对比。
这表明传送到前轮的驱动扭转力是由一个优化的扭转力分配检测器自动控制的。
在前轮驱动的汽车上黏性连接器可以安装在差速器的内侧或者一根中间轴的外面。外面的方式如图2所示。
内部的这种设计方式有很大的优点。首先，在中间轴区域可以得到足够的空间来提供符合要求的黏性特性。这和当今前轮轴差速器只留下有限的空间相对比。其次，差速器架和转送轴套只需要很小的修改。而且差速器壳体的生产也仅仅只有一点影响。引用作为一个选择性的事很容易做到尤其当轴和黏性单元作为一个整体单元被共给时。最后，中间轴使为等长的的侧偏轴提供横向安装发动机是可能的，横向地安装发动机对于减小扭转力的操纵是很重要的（后面第四部分说明了）。
这种特殊的设计也为有实际意义的重量和黏性单元费用的降低给出了很好的可能性。GKN Viscodrive正在发展一种低重量和低成本的黏性连接器。通过使用仅仅两个标准化的直径、标准化的盘，塑料轮毂和挤压成型的材料造成的储存室它能很容易地被截成不同的长度，使用一个宽的黏性范围是可能的。在图3中显示出这种发展的一个例子。
3 牵引力的影响
作为一个扭转力平衡装置，一个开的差速器提供相等的力到两个驱动轮上。它也允许每个车轮在扭转没结束转弯时以不同的速度转动。然而，这种特性当道路表面滑动系数为 限制扭转力传递到两轮的左、右附着变动时是不利的，它能被低滑动系数 的轮子支持。
安装黏性限制滑移差速器,在高的 值的路面上它可能利用高车轮附着潜在性.这在图4中显示出。
例如，当一个车轮传递的最大扭转力超出表面滑动系数 允许值或者以一个高的侧面加速度转弯时，两个车轮的速度是不同的.在黏性连接器中产生的自锁扭转力抵抗速度差的增加并且传递合适的扭转力到车轮上它具有更好的牵引力潜能。
在图4中可以看出牵引力的不同导致汽车瞬间向低滑动系数值( )一侧跑偏，为了保持汽车直线行驶驾驶员必须施加一个相反的扭转力来补偿。通过黏性连接器的液体摩擦原理和从打开到锁死柔和的传递结果,这是很可能的，从汽车实验中得到的合适结果如图5所示。
报告称平均操纵轮扭转力 和为保持带有一个开式的并且黏性的差速器在加速期间在滑动系数 的路面上直线行驶应输入的平均正确的相对的转向操纵。相互对照开式差速器和那些黏性连接器是相对大的。然而，在绝对条件下它们是小的。主观地说，转向装置的影响是不明显的。扭转力操纵也受几个运动参数影响这些参数将在这篇文章下个部分解释。
4 影响转向装置扭转力的因素
如图6所示牵引力引起一个从头到尾的增加来反应每个车轮。因为带有限制滑动差速器的车轮在滑动系数 的路面上加速时会出现不同的牵引力，所以从头到尾反应每个车轮的变化也是不同的。
不幸的是，这个作用将导致一个不期望的朝低滑动系数一侧的反应，也就是说在不同的牵引力下产生相同的跑偏方向。
降低从头到尾的弹力是黏性限制滑动差速器像其它任何形式差速器一样在前轴的成功应用所必须具备的。
普遍地用下面的公式计算一个车轮的驱动力
—牵引力
—车轮垂直载荷
—利用的附着系数
这些驱动力导致在车轮之间每个车轮的转向装置扭转力经过车轮干扰常数e干扰后与每个车轮的转向装置扭转力是不同的，给出下面的等式。
这里 —扭转力矩差值
e—车轮干扰常数
— 主销倾角
—高滑动系数一侧下标
—低滑动系数一侧下标
在带有开式差速器前轮驱动汽车的情况下， 是很不明显的，因为扭转力基数 是不大于1.35的。
然而，因为应用了限制滑动差速器，这个影响是很有意义的。这样车轮干扰常数e就应该尽可能的小。不同的车轮载荷也会导致 的增加所以差别也要尽可能的小。
当扭转力通过铰接“CV连接”传递时，在主动一侧（下标1）和从动一侧（下标2），必须反应垂直平面相对于连接平面的不同的第二个力矩产生了。第二个力矩（M）大小和方向用于下面的式子计算（如图8）：
主动一侧
从动一侧
这里 —纵向连接角
—产生的连接角
—产生变化的轮子半径
—平均扭转力矩损失
当每个装置的转向扭转力以及轮子之间的转向装置扭转力不同时， 将围绕着主销轴线变动，如下所示：
这里 —转向装置扭转力矩差
W—轮子一侧的下标
因此很明显不仅不同的驱动扭转力而且黏性驱动轴长度的不同也是一个因素。说道图7中的力矩多边形， 的旋转方向或者 各自地变化，都取决于轮子中心到变速箱输出的位置。
如图7所示由于半轴的正常位置（轮子中心低于变速箱的输出点）第二个力矩产生和驱动力一样的旋转方向。由于改进的悬挂装置设计（车轮中心高于变速箱输出点，也就是说， 为负值）第二个力矩抵消了由驱动力引起的力矩。这样为了得到带一个限制滑动差速器前轴好的适应性，设计要求：1）纵向弯曲角近似 或者负值（ ）且左侧和右侧的 值相等；2）等长度的侧轴。
第二力矩在转向装置的影响不仅仅是上面描述的限制直接反应。从连接轴到车轮侧面和变速箱侧面之间的连接点间接反应也会产生，如下所示：
图表9：由纵向平面的半轴连接产生的间接反应
因为扭转力传递没有损失并且 两个在连接轴上的第二个力矩都相互补偿。然而，事实上（有扭转力损失），第二个力矩出现不同：
第二个力矩不同点是：
为了简化应用给出 和
需要在两个连接处都有抵抗反应的力这里
。由连接处引起的干扰常数f，一个附加的转向装置扭转力矩也围绕着主销轴线变动：
这里 —每个车轮的转向装置扭转力矩
—转向装置扭转力矩差
f—连接处干扰系数
L—连接轴（半轴）的长度
由于f值小，理想值是0， 的影响较小。
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