扭力

扭力

扭力,漢語詞語,出自徐遲《哥德巴赫猜想·地質之光》:“難道指的只是自然界的各種應力——壓力、張力、扭力造成 亞洲 大陸的各種形變?”指扭轉物體使物體產生形變的力。扭力,使材料產生扭轉變形時所施加的力距,單位N·m。扭力 - 扭力轉向如何避免 要解決FF車的扭力轉向問題,最好就是能將傳動軸做成等長,斯巴魯的左右對稱傳動系統就是如此,無論前後,左右的驅動軸等長,或者使用精確的雙叉臂和多連桿前懸架,也可以抑制外傾角的變化,最大限度的減輕扭力轉向的問題,還可以使用現代的電子控制技術將左右輪的扭力調節得相對一樣,也可以大大減低扭力轉向的發生。

基本信息

基本概念

扭力,使材料產生扭轉變形時所施加的力距,單位N·m。在測材料的扭轉剛度或扭轉模量等力學量時,在以扭轉方式測材料動態力學性能時,都需對試樣施加扭力。特別在動態力學的許多測量儀器上,因為比較容易實現自由振盪或強迫振盪的扭力施加形式,所以採用是比較廣泛的。如扭擺分析儀、扭辮分析儀、鏇轉流變儀等對試樣都是施加的扭力。

所謂“扭力”就是物體受到一個與物體轉動方向的切向力作用時產生的力矩,常用扭力扳手來計量,單位是牛頓·米。常見的受扭力作用的物體有,螺桿螺母副傳動軸等等。

所謂的「扭力」在物理學上應稱為「扭矩」、[轉動力矩],因為以訛傳訛的結果,大家都說成「扭力」,也就從此流傳下來,為導正視聽。扭矩的觀念從國小時候的「槓桿原理」就說明過了,定義是「垂直方向的力乘上與鏇轉中心的距離」,公制單位為牛頓-米(N-m),除以重力加速度9.8m/sec2之後,單位可換算成國人熟悉的公斤-米(kg-m)。英制單位則 為磅-呎(lb-ft),在美國車的型錄上較為常見,若要轉換成公制,只要將lb-ft的數字除以7.22即可。

詞語解釋

詞目:扭力

拼音: niǔ lì

注音: ㄋㄧㄨˇ ㄌㄧˋ

英文:twisting force]

詞義:物理學名詞。使物體發生扭轉形變的力。

例句:徐遲 《哥德巴赫猜想·地質之光》:“難道指的只是自然界的各種應力--壓力、張力、扭力造成 亞洲 大陸的各種形變?”

實際套用

扭力是指同軸每迴轉所做的功。引擎驅動車輛時,扭力決定車輛可克服阻力而運轉之限度。就是說扭力越大,克服阻力的能力越強,即車的勁越大。

扭力轉向

前驅車之所以會成為當今量產車的主流,就是因為它最大限度的縮小了機械占用空間,而使乘客擁有最為寬敞的乘坐空間,省去的傳動軸也能為製造商們節約不少成本。而且,對於普通駕駛而言,前驅車較後驅車擁有更好的操控性,濕滑路面不易出現打滑現象。

結構結構

但凡事總是有利必有弊,當橫置發動機的馬力變得越來越大時,問題便逐漸顯現了。因為FF車的傳動軸需要負責轉向及動力傳遞,而又因為變速箱位置的關係,左右傳動軸常有一根長一根短的設計,當忽然有較大的扭矩從變速箱輸出軸輸出到左右兩根傳動軸時,就會因為力矩不同而造成車輛行進方向的跑偏,這就是所謂的扭力轉向。換句話說,造成轉向的主控因素是扭力、而不是駕駛人,因為扭力輸出過大,因此造成車輛“非駕駛人自主性”的轉向。

扭力彈簧

扭力彈簧是一種機械蓄力結構,主要用於古代弩炮和其他弩類遠射武器。扭力彈簧通過對材質柔軟、韌度較大的彈性材料的扭曲或鏇轉進行蓄力,利用槓桿原理釋放,使被發射物具有一定的機械能。

扭力彈簧扭力彈簧

產生原因

為什麼左右不等長的驅動軸會造成傳遞扭矩不同的結果呢?究其原因,懸架和萬向節是罪魁禍首。首先,FF車的驅動軸的幾何位置與輪軸是不重合的,驅動軸要拐兩個小小的彎才能連線車輪,拐彎的地方,就由萬向節負責連線。萬向節雖然可改變動傳遞方向,但萬向節也不是萬能的,在改變驅動軸方向的同時被改變方向後的那根傳動軸也會產生一定的甩動,所以要安裝一個抗甩動的支點起穩固作用,如果沒有支點固定,後端傳動軸就會像一個攪拌器一樣甩動。當萬向節前後的驅動軸不成一直線的時候,萬向節必須靠支點的反作用力把甩動的力轉換成扭轉的力,但只要萬向節的磨擦消耗控制得宜,萬向節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。

自由度自由度

當左右傳動軸不等長,左右兩端萬向節傳動角度不同時,影響最大的是抗甩動支點的受力大小,這個力直接正比於傳動角度的SIN函式,這個函式在角度接近180度附近時對角度變化很敏感。同時,由於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,由於重心後移,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採用麥弗遜形式,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,那么扭力轉向的作用也不至於被過度放大,問題也不會那么嚴重。簡單來說,就是由於在引擎動力輸出猛烈增加時,萬向節由於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向的發生。

現在,問題已經迎刃而解,邁騰半軸的設計目的就是為了防止發生扭力轉向時,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,削弱扭力轉向,這也是現今大多數FF車型採用的設計方式。

左右半軸等長左右半軸等長

扭力 - 扭力轉向如何避免 要解決FF車的扭力轉向問題,最好就是能將傳動軸做成等長,斯巴魯的左右對稱傳動系統就是如此,無論前後,左右的驅動軸等長,或者使用精確的雙叉臂和多連桿前懸架,也可以抑制外傾角的變化,最大限度的減輕扭力轉向的問題,還可以使用現代的電子控制技術將左右輪的扭力調節得相對一樣,也可以大大減低扭力轉向的發生。其實,在機械結構布局上,前驅車同樣可以做到左右半軸等長,只是工廠在設計之初都是經過權衡考慮的,平時的民用車(跑車為了完美的操控會斤斤計較,做到極致,故不在此範圍內)僅僅為了半軸左右等長而修改差速器齒輪箱的布置,後果會影響到發動機位置、形式和發動機艙空間利用的經濟性等等,很明顯是得不償失的。

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