差速器工作原理

【什么是差速器？以及差速器工作原理】

差速器具有三种功能：

•把发动机发出的动力传输到车轮上；

•充当汽车主减速齿轮，在动力传到车轮之前将传动系的转速减下来

•将动力传到车轮上，同时，允许两轮以不同的轮速转动

为什么需要差速器？

当汽车转向时，车轮以不同的速度旋转。在这个图中你可以看到，在转弯时，每个车轮驶过的距离不相等，即内侧车轮比外侧车轮驶过的距离要短。因为车速等于汽车行驶的距离除以通过这段距离所花费的时间，所以行驶距离短的车轮转动的速度就慢。同时需要注意的是：前轮较之后轮，所走过的路程是不同的。

对于后轮驱动型汽车的从动轮，或前轮驱动型汽车的从动轮来说，不存在这样的问题。由于它们之间没有相互联结，它们彼此独立转动。但是两主动轮间相互是有联系的。因此一个引擎或一个变速箱可以同时带动两个车轮。如果你的车上没有差速器，两个车轮将不得不固定联结在一起，以同一转速驱动旋转。这会导致汽车转向困难。此时，为了使汽车能够转弯，一个轮胎将不得不打滑。对于现代轮胎和混凝土道路来说，要使轮胎打滑则需要很大的外力，这个力通过车桥从一个轮胎传到另一个轮胎，这样就给车桥零部件产生很大的应力。

差速器是将发动机扭矩按两个方向分开的设备，可允许每次输出的扭矩以不同的速度旋转。差速器的在汽车上的应用

现在在所有汽车或卡车上都配备差速器，一些全轮驱动车辆上（全时四轮驱动）也配备差速器。这些全轮驱动车辆的每组驱动轮之间都需要一个差速器，并且在前轮和后轮之间也需要一个，因为在转弯时前轮行驶的距离与后轮不同。

分时四轮驱动系统在前轮和后轮之间没有差速器，相反，他们被锁止在一起，以便前轮和后轮以相同的平均速度转弯。这就是当四轮驱动系统啮合时这些车辆在混凝土路面上很难转弯的原因。

差速器的结构

典型的差速器结构图

1－轴承；2和8－差速器壳；3和5－调整垫片；6－行星齿轮；7－从动锥齿轮；4－半轴齿

轮；9－行星齿轮轴；

差速器最基本的结构由差速器从动齿轮（图中的7）、差速器壳体、行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮组成；

1－输入轴（将驱动差速器从动齿轮）；2－差速器壳体；3－行星齿轮；4－半轴齿轮（驱动

两侧传动轴输出）；

差速器结构图

说明：这里的框架即是差速器壳体；太阳齿轮即是所说的半轴齿轮；

如果想要改善这个现象使车辆在转弯时能够变的较为顺畅，就要让左边轮子慢一点，右边轮子快一点，用不同的转速来弥补距离的差异。为了解决这个问题，一百年前，法国Renault （雷诺）汽车的创始人Louis Renault，就发明了差速器这个东西。差速器的内主要是由螺旋环状齿轮（主齿轮）、行星齿轮和左右轴齿轮所组成的，有了差速器车辆在转弯时动力会透过变速箱，主传动轴将动力传至差速器使大的螺旋环状齿轮转动，在转弯时二边车轮的转速虽然不同，但透过行星齿轮后可自行调节左右车轮不同的速差，使车辆顺利的完成转弯的动作。透过文字可能比较难懂，因此我们找了影片让大家一看就能了解它的作动原理。

虽然有了差速器可让车轮顺利的完成转弯的动作，但当有一轮驱动轮打滑或空转时，车辆将会失去前进的动力。这主要是因为当一侧车轮失去抓地力时，这一轮的阻力为零，而另一侧车轮的阻力却很大，在螺旋环状齿轮转动的同时，调节车轮转速的行星齿轮也会不停的一直自转，把动力源源不断的传递到失去抓地力的那一轮，而使车辆无去前进只能呆在原地不动。为了解决这种情况的发生，事必要对差速器的作动进行某种程度的限制，因此就出现了限滑差速器和差速器锁定这类特殊的差速器。

差速器工作原理

整个差速器系统的核心是四个齿轮：两个行星齿轮和两个与传动轴相连的半轴齿轮。这四个齿轮都在差速器壳内，这个壳体连接着传动轴（图中①），本身也要转动，在行驶时它的转动方向与车轮转动方向相同。

我们可以用一个球体来解释差速器问题！我们假设这个球体和地球一样有两个极点，并且以两极的连线为轴进行自传，这个球体可以理解为差速器壳体，这个壳体的两极连接的就是汽车的左右半轴。这里安装着两个半轴齿轮，两齿轮中心的连线就是差速器壳体转动的轴线（图中②、④）。

除了两个半轴齿轮外还有两个行星齿轮（图中③）。理解两个行星齿轮的状态是理解差速原理的关键。还拿刚才所说的球体来举例，两个齿轮是对向安装并且与半轴齿轮垂直，相当于6点钟和12点钟位置。这两个齿轮经常要朝相反方向转动，从而实现差速作用。壳体在自传过程中会带着两个齿轮做公转。

这四个齿轮虽然安装在壳体内部但都是可以独立于差速器壳体转动的，只不过它们相互咬合在一起，每个齿轮的两边都咬合着另外两个齿轮（每个半轴齿轮都咬合着两个行星齿轮，每个行星齿轮都咬合着两个半轴齿轮），只要其中一个齿轮转动都会牵扯到其他三个齿轮一起转动，而且其中一个齿轮朝某个方向转动，与它相对的另一边齿轮必定朝反方向转动！这个现象可以通过实验来证实：

如果把一辆车的两个驱动轮都悬空，转动一边的车轮，另一侧车轮会朝相反方向转动。

『车辆直行时差速器状态』

直线行驶时的特点是左右两边驱动轮的阻力大致相同。从发动机输出的动力首先传递到差速器壳体上使差速器壳体开始转动。接下来要把动力从壳体传递到左右半轴上，我们可以理解为两边的半轴齿轮互相在“较劲”，由于两边车轮阻力相同，因此二者谁也掰不过对方，因此差速器壳体内的行星齿轮跟着壳体公转同时不会产生自转，两个行星齿轮咬合着两个半轴齿轮以相同的速度转动，这样汽车就可以直线行驶了！

『一侧车轮遇到阻力』

假设车辆现在向左转，左侧驱动轮行驶的距离短，相对来说会产生更大的阻力。差速器壳体通过齿轮和输出轴相连，在传动轴转速不变情况下差速器壳体的转速也不变，因此左侧半轴齿轮会比差速器壳体转得慢，这就相当于行星齿轮带动左侧半轴会更费力，这时行星齿轮就会产生自传，把更多的扭矩传递到右侧半轴齿轮上，由于行星齿轮的公转外加自身的自传，导致右侧半轴齿轮会在差速器壳体转速的基础上增速，这样以来右车轮就比左车轮转得快，从而使车辆实现顺滑的转弯。