汽车差速器的工作原理?

汽车差速器的工作原理?
汽车差速器的工作原理?

汽车差速器的工作原理?
差速器的工作原理
　　凯伦奈斯 著
　　如果你已经阅读了汽车发动机工作原理,你就能懂得汽车动力是如何产生的；如果你已经阅读了手动变速器的工作原理,你就会懂得下一步动力会传到哪里.对大多数汽车来说,差速器在其传动系中,位于驱动轮之前的最后一级.本文将阐述差速器的工作原理.
　　差速器有三大功用：
　　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
　　在本文中,你将会了解到汽车为什么需要一个差速器,它工作的方式及其优缺点.我们也将会了解到防滑差速器.
　　为什么需要差速器
　　当汽车转向时,车轮以不同的速度旋转.在下面的动画中你可以看到,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.
　　什么是差速器
　　差速器就是一种将发动机输出扭矩一分为二的装置,允许转向时输出两种不同的转速.
　　在现代轿车或货车,包括许多四轮驱动汽车上,都能找到差速器.这些四轮驱动车的每组车轮之间都需要差速器.同样,其两前轮和两后轮之间也需要一个差速器.这是因为汽车转弯时,前轮较之后轮,走过的距离是不相同的.
　　部分四轮驱动车前后轮之间没有差速器.相反的,他们被固定联结在一起,以至于前后轮转向时能够以同样的平均转速转动.这就是为什么当四轮驱动系统忙碌时,这种车辆转向困难的原因.
　　不同车速下转弯
　　我们将从最简单的一类差速器——开式差速器,讲起.首先,我们需要了解一些技术：下图就是一个开式差速器部件.
　　当一辆轿车沿着一条路直线行驶时,两侧车轮以同一转速转动.输入小齿轮带动螺旋锥齿轮和壳体.壳体内的小齿轮都不转动,两边的齿都有效的将壳体锁住.
　　注意到输入小齿轮的齿比螺旋锥齿轮的齿小.如果主减速比为4.10,螺旋锥齿轮的齿数就要比输入小齿轮的齿多4.10倍.更多关于传动率的信息请参阅齿轮是如何工作的.
　　当一辆汽车转弯时,车轮必须以不同的转速旋转.
　　从上图中,你可以看到壳体内的小齿轮在车辆转向时开始转动.以此实现两侧车轮以不同的转速旋转.内侧车轮要比壳体转得慢.但外侧车轮就要转得相对快点.
　　在薄冰上行驶
　　开式差速器一般都是将相同大小的扭矩分配到两侧车轮上.有两个因素决定分配到车轮扭矩的多少：设备及牵引力.在干燥的环境、有充足的牵引力的情况下,分配到车轮的扭矩受到发动机及齿轮的限制；在牵引力较小的情况下,诸如在冰面上行驶.在这种情况下,扭矩的大小受限于车轮不至于打滑.所以,即使一辆车可以产生更大的扭矩,同样需要足够的牵引力用以将这些扭转力矩传输到地面上.如果当车轮开始打滑时,你用力睬油门,只会使车轮转得更快.
　　如果你曾经在冰面上开过车,你可能知道使加速变得容易的方法.那就是你不以一档起步而是二档起步,甚至是三档.因为变速器里的档位越高,传到车轮上的扭矩会变的更少.这样就会让车轮在不转的情况下加速更快.
　　当一个汽车主动轮在附着系数较高的路面上,而另一个主动轮却在冰面上时,会发生什么情况呢?这就是开式差速器的问题所在.
　　记住,开式差速器总是运用于两轮转矩相等的情况下,最大扭矩受限于最大防滑系数的限制.他并不会给在冰面上的车轮以更大的扭矩.而且牵引力好的那个车轮仅获得很少量的扭矩.此时,你的车就不能正常运行.
　　越野行驶
　　除此之外,开式差速器可能在你越野的时候给你带来麻烦.如果你有一辆前后都有差速器的四轮驱动车或越野车,你可能被卡住.
　　现在,记得——就如我们之前已经提到过的,开式差速器一般都是给两轮传递相等的扭矩.如果一侧前轮及一侧后轮陷入地中,两轮只能在空无助的旋转,汽车根本无法移动.
　　这类问题只能通过防滑式差速器（LSD）来解决,有时也叫做“positraction”.防滑差速器使用多种机械技术来实现常规差速器使车辆转弯的行为.当一侧车轮打滑时,提供更多的扭矩给不打滑的轮子.
　　接下去的几章将详细介绍不同类型的防滑差速器,包括离合器式防滑差速器,粘性锁止式差速器,托森差速器等.