差速器原理.doc

差速器原理 “汽車在拐彎時(shí)車輪的軌線是圓弧，如果汽車向左轉(zhuǎn)彎，圓弧的中心點(diǎn)在左側(cè)，在相同的時(shí)間里，右側(cè)輪子走的弧線比左側(cè)輪子長(zhǎng)，為了平衡這個(gè)差異，就要左邊輪子慢一點(diǎn)，右邊輪子快一點(diǎn)，用不同的轉(zhuǎn)速來彌補(bǔ)距離的差異。” “普通差速器由行星齒輪、行星輪架（差速器殼）、半軸齒輪等零件組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)軸進(jìn)入差速器，直接驅(qū)動(dòng)行星輪架，再由行星輪帶動(dòng)左、右兩條半軸，分別驅(qū)動(dòng)左、右車輪。差速器的設(shè)計(jì)要求滿足：（左半軸轉(zhuǎn)速）+（右半軸轉(zhuǎn)速）=2（行星輪架轉(zhuǎn)速）。當(dāng)汽車直行時(shí)，左、右車輪與行星輪架三者的轉(zhuǎn)速相等處于平衡狀態(tài)，而在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)三者平衡狀態(tài)被破壞，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)速減小，外側(cè)輪轉(zhuǎn)速增加。” “這種調(diào)整是自動(dòng)的，這里涉及到最小能耗原理，也就是地球上所有物體都傾向于耗能最小的狀態(tài)。例如把一粒豆子放進(jìn)一個(gè)碗內(nèi)，豆子會(huì)自動(dòng)停留在碗底而絕不會(huì)停留在碗壁，因?yàn)橥氲资悄芰孔畹偷奈恢茫ㄎ荒埽詣?dòng)選擇靜止（動(dòng)能最?。┒粫?huì)不斷運(yùn)動(dòng)。同樣的道理，車輪在轉(zhuǎn)彎時(shí)也會(huì)自動(dòng)趨向能耗最低的狀態(tài)，自動(dòng)地按照轉(zhuǎn)彎半徑調(diào)整左右輪的轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于外側(cè)輪有滑拖的現(xiàn)象，內(nèi)側(cè)輪有滑轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的附加力，由于最小能耗原理，必然導(dǎo)致兩邊車輪的轉(zhuǎn)速不同，從而破壞了三者的平衡關(guān)系，并通過半軸反映到半軸齒輪上，迫使行星齒輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，使外側(cè)半軸轉(zhuǎn)速加快，內(nèi)側(cè)半軸轉(zhuǎn)速減慢，從而實(shí)現(xiàn)兩邊車輪轉(zhuǎn)速的差異?！?如果對(duì)于專業(yè)人事來說，這篇文章到此可以結(jié)束了，但是作為普通汽車愛好者，我們需要的不是死板的書本知識(shí)，因此這里有必要用通俗易懂的語言把差速器是怎樣工作的這一問題解釋清楚。 為什么要裝差速器？ 首先要說的是差速器這個(gè)裝置裝在哪里，它的位置應(yīng)該處于傳動(dòng)軸與左右半軸的交匯點(diǎn)，從變速箱輸出的動(dòng)力在這里被分配到左右兩個(gè)半軸。至于為什么要裝差速器這個(gè)問題就不需多做解釋了，百度百科里寫得非常清楚。我們都知道汽車在直線行駛時(shí)左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速是相同的，但在轉(zhuǎn)彎過時(shí)兩邊車輪行駛的距離不是等長(zhǎng)的，因此車輪的轉(zhuǎn)速肯定也會(huì)不同。差速器的作用就在于允許左右兩邊的驅(qū)動(dòng)輪以不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。 差速器的構(gòu)造： 其實(shí)說白了，整個(gè)差速器系統(tǒng)的核心是四個(gè)齒輪：兩個(gè)行星齒輪和兩個(gè)與傳動(dòng)軸相連的半軸齒輪。這四個(gè)齒輪都在差速器殼內(nèi)，這個(gè)殼體連接著傳動(dòng)軸（圖中），本身也要轉(zhuǎn)動(dòng)，在行駛時(shí)它的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與車輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。 我們可以用一個(gè)球體來解釋差速器問題！我們假設(shè)這個(gè)球體和地球一樣有兩個(gè)極點(diǎn)，并且以兩極的連線為軸進(jìn)行自傳，這個(gè)球體可以理解為差速器殼體，這個(gè)殼體的兩極連接的就是汽車的左右半軸。這里安裝著兩個(gè)半軸齒輪，兩齒輪中心的連線就是差速器殼體轉(zhuǎn)動(dòng)的軸線（圖中、）。 除了兩個(gè)半軸齒輪外還有兩個(gè)行星齒輪（圖中）。理解兩個(gè)行星齒輪的狀態(tài)是理解差速原理的關(guān)鍵。還拿剛才所說的球體來舉例，兩個(gè)齒輪是對(duì)向安裝并且與半軸齒輪垂直，相當(dāng)于6點(diǎn)鐘和12點(diǎn)鐘位置。這兩個(gè)齒輪經(jīng)常要朝相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)差速作用。殼體在自傳過程中會(huì)帶著兩個(gè)齒輪做公轉(zhuǎn)。 這四個(gè)齒輪雖然安裝在殼體內(nèi)部但都是可以獨(dú)立于差速器殼體轉(zhuǎn)動(dòng)的，只不過它們相互咬合在一起，每個(gè)齒輪的兩邊都咬合著另外兩個(gè)齒輪（每個(gè)半軸齒輪都咬合著兩個(gè)行星齒輪，每個(gè)行星齒輪都咬合著兩個(gè)半軸齒輪），只要其中一個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)都會(huì)牽扯到其他三個(gè)齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，而且其中一個(gè)齒輪朝某個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，與它相對(duì)的另一邊齒輪必定朝反方向轉(zhuǎn)動(dòng)！這個(gè)現(xiàn)象可以通過實(shí)驗(yàn)來證實(shí)：如果把一輛車的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪都懸空，轉(zhuǎn)動(dòng)一邊的車輪，另一側(cè)車輪會(huì)朝相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 差速器的運(yùn)作原理：車輛直行時(shí)差速器狀態(tài) 直線行駛時(shí)的特點(diǎn)是左右兩邊驅(qū)動(dòng)輪的阻力大致相同。從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力首先傳遞到差速器殼體上使差速器殼體開始轉(zhuǎn)動(dòng)。接下來要把動(dòng)力從殼體傳遞到左右半軸上，我們可以理解為兩邊的半軸齒輪互相在“較勁”，由于兩邊車輪阻力相同，因此二者誰也掰不過對(duì)方，因此差速器殼體內(nèi)的行星齒輪跟著殼體公轉(zhuǎn)同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，兩個(gè)行星齒輪咬合著兩個(gè)半軸齒輪以相同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣汽車就可以直線行駛了！一側(cè)車輪遇到阻力 假設(shè)車輛現(xiàn)在向左轉(zhuǎn)，左側(cè)驅(qū)動(dòng)輪行駛的距離短，相對(duì)來說會(huì)產(chǎn)生更大的阻力。差速器殼體通過齒輪和輸出軸相連，在傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速不變情況下差速器殼體的轉(zhuǎn)速也不變，因此左側(cè)半軸齒輪會(huì)比差速器殼體轉(zhuǎn)得慢，這就相當(dāng)于行星齒輪帶動(dòng)左側(cè)半軸會(huì)更費(fèi)力，這時(shí)行星齒輪就會(huì)產(chǎn)生自傳，把更多的扭矩傳遞到右側(cè)半軸齒輪上，由于行星齒輪的公轉(zhuǎn)外加自身的自傳，導(dǎo)致右側(cè)半軸齒輪會(huì)在差速器殼體轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上增速，這樣以來右車輪就比左車輪轉(zhuǎn)得快，從而使車輛實(shí)現(xiàn)順滑的轉(zhuǎn)彎。 為了更方便大家理解差速器的原理，我將結(jié)合上面這個(gè)視頻為大家講解。首先要說明的是視頻里這個(gè)差速器和之前我們說的差速器有一點(diǎn)兒不同。視頻里的差速器有四個(gè)行星齒輪，而我們所講的差速器有兩個(gè)行星齒輪，其實(shí)各位不用在意行星齒輪的多少，實(shí)質(zhì)的原理都是一樣的。 普通差速器的弊端： 現(xiàn)在有一個(gè)問題：如果一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪失去抓地力為什么車輛就無法前行？那是因?yàn)楫?dāng)一側(cè)車輪失去抓地之后，相當(dāng)于這一側(cè)車輪的阻力為0，而另一側(cè)車輪的阻力相對(duì)于失去抓地的這一側(cè)來說太大了，在跟著殼體做公轉(zhuǎn)的同時(shí)，差速器內(nèi)的行星齒輪自身還會(huì)瘋狂的自轉(zhuǎn)，把動(dòng)力源源不斷的傳遞到失去抓地的那一側(cè)車輪，因此車子只會(huì)呆在原地不動(dòng)。 因此可以這樣說，我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|的兩輪驅(qū)動(dòng)家用車其實(shí)是很“脆弱”的，只要路面鋪裝得不好或者帶點(diǎn)泥濘的話就很有可能拋錨！這和車子的馬力大小是沒有關(guān)系的。這也是為什么很多高性能車和越野車要裝備限滑差速器。 限滑差速器的作用是若左右半軸的轉(zhuǎn)速差過大，限滑差速器會(huì)鎖止普通差速器，讓