汽車差速器工作原理

先看幾張動圖

車輛直線行駛時,差速器的工作狀態

汽車差速器工作原理

汽車差速器工作原理

車輛轉彎時,差速器的工作狀態

汽車差速器工作原理

氣動差速器鎖

汽車差速器工作原理

汽車差速器工作原理

match什麼是差速器?

簡單來說差速器就是一種將發動機輸出扭矩一分為二的裝置,它允許轉向時輸出兩種不同的轉速。


當汽車直走時,兩個行星齒輪只公轉,不自轉。根據力學原理,轉彎時內側車輪勢必會轉的慢些,此時驅動軸轉速不變,行星輪此時一邊繞半軸公轉,一邊自轉。


汽車轉彎時,前輪較之後輪,走過的距離是不相同。部分四輪驅動車前後輪之間沒有差速器。相反的,他們被固定聯結在一起,以至於前後輪轉向時能夠以同樣的平均轉速轉動。這就是為什麼當四輪驅動系統忙碌時,這種車輛轉向困難的原因。

汽車差速器工作原理

差速器的由來

汽車在拐彎時車輪的軌線是圓弧,如果汽車向左轉彎,圓弧的中心點在左側,在相同的時間裡,右側輪子走的弧線比左側輪子長,為了平衡這個差異,就要左邊輪子慢一點,右邊輪子快一點,用不同的轉速來彌補距離的差異。

如果後輪軸做成一個整體,就無法做到兩側輪子的轉速差異,也就是做不到自動調整。為了解決這個問題,早在一百年前,法國雷諾汽車公司的創始人路易斯.雷諾就設計出了差速器這個玩意。

汽車差速器工作原理

差速器工作原理動畫

汽車差速器工作原理

汽車差速器工作原理

差速器工作原理

當轉彎時,由於外側輪有滑拖的現象,內側輪有滑轉的現象,兩個驅動輪此時就會產生兩個方向相反的附加力,導致兩邊車輪的轉速不同,從而破壞了三者的平衡關係,並通過半軸反映到半軸齒輪上,迫使行星齒輪產生自轉,使內側半軸轉速減慢,外側半軸轉速加快,從而實現兩邊車輪轉速的差異。


驅動橋兩側的驅動輪若用一根整軸剛性連接,則兩輪只能以相同的角度旋轉。這樣,當汽車轉向行駛時,由於外側車輪要比內側車輪移過的距離大,將使外側車輪在滾動的同時產生滑拖,而內側車輪在滾動的同時產生滑轉。即使是汽車直線行駛,也會因路面不平或雖然路面平直但輪胎滾動半徑不等(輪胎製造誤差、磨損不同、受載不均或氣壓不等)而引起車輪


車輪滑動時不僅加劇輪胎磨損、增加功率和燃料消耗,還會使汽車轉向困難、制動性能變差。為使車輪儘可能不發生滑動,在結構上必須保證各車輪能以不同的角度轉動。

汽車差速器工作原理

車輛直行時,左右兩邊車輪受到的阻力相當,差速器殼體內的行星齒輪只是跟著殼體公轉而不會自轉。

當車輛轉彎時,內側車輪會產生更大的阻力,兩側半軸受力不同會使得中間的行星齒輪產生自轉,兩側半軸就會有轉速差。外側比內側車輪轉的更快,這樣車輛就能夠順利的轉彎了。

差速器組成結構

汽車差速器能夠使左、右(或前、後)驅動輪實現以不同轉速轉動的機構。主要由左右半軸齒輪、兩個行星齒輪及齒輪架組成。


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。

汽車差速器工作原理

發動機的動力經傳動軸進入差速器,直接驅動行星輪架,再由行星輪帶動左、右兩條半軸,分別驅動左、右車輪。差速器的設計要求滿足:(左半軸轉速)+(右半軸轉速)=2(行星輪架轉速)。當汽車直行時,左、右車輪與行星輪架三者的轉速相等處於平衡狀態,而在汽車轉彎時三者平衡狀態被破壞,導致內側輪轉速減小,外側輪轉速增加。

差速器作用

差速器是個差速傳動機構,用來在兩輸出軸間分配轉矩,並保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉動,用來保證各驅動輪在各種運動條件下的動力傳遞,避免輪胎與地面間打滑。

汽車差速器工作原理

汽車發動機的動力經離合器、變速器、傳動軸,最後傳送到驅動橋再左右分配給半軸驅動車輪,在這條動力傳送途徑上,驅動橋是最後一個總成,它的主要部件是減速器和差速器。起到減速和差速的作用。

汽車轉彎時,內側車輪和外側車輪的轉彎半徑不同,外側車輪的轉彎半徑要大於內側車輪的轉彎半徑,這就要求在轉彎時外側車輪的轉速要高於內側車輪的轉速。

差速器的作用就是滿足汽車轉彎時兩側車輪轉速不同的要求。這個作用是差速器最基本的作用,至於後為發展的什麼**差速器、防滑差速器、LSD差速器、託森差速器等,都是是為了提高汽車的行駛性能、操控性能而設計的。

為什麼需要差速器

當汽車轉向時,車輪以不同的速度旋轉。在下面的動畫中你可以看,在轉彎時,每個車輪駛過的距離不相等,即內側車輪比外側車輪駛過的距離要短。因為車速等於汽車行駛的距離除以通過這段距離所花費的時間,所以行駛距離短的車輪轉動的速度就慢。


同時需要注意的是:前輪較之後輪,所走過的路程是不同的。

對於後輪驅動型汽車的從動輪,或前輪驅動型汽車的從動輪來說,不存在這樣的問題。由於它們之間沒有相互聯結,它們彼此獨立轉動。但是兩主動輪間相互是有聯繫的。因此一個引擎或一個變速箱可以同時帶動兩個車輪。如果你的車上沒有差速器,兩個車輪將不得不固定聯結在一起,以同一轉速驅動旋轉。這會導致汽車轉向困難。此時,為了使汽車能夠轉彎,一個輪胎將不得不打滑。對於現代輪胎和混凝土道路來說,要使輪胎打滑則需要很大的外力,這個力通過車橋從一個輪胎傳到另一個輪胎,這樣就給車橋零部件產生很大的應力。


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