差速器工作原理.doc

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【什么是差速器？以及差速器工作原理】 差速器具有三種功能： 把發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳輸?shù)杰?chē)輪上； 充當(dāng)汽車(chē)主減速齒輪，在動(dòng)力傳到車(chē)輪之前將傳動(dòng)系的轉(zhuǎn)速減下來(lái) 將動(dòng)力傳到車(chē)輪上，同時(shí)，允許兩輪以不同的輪速轉(zhuǎn)動(dòng) 為什么需要差速器？ 當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，車(chē)輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)。在這個(gè)圖中你可以看到，在轉(zhuǎn)彎時(shí)，每個(gè)車(chē)輪駛過(guò)的距離不相等，即內(nèi)側(cè)車(chē)輪比外側(cè)車(chē)輪駛過(guò)的距離要短。因?yàn)檐?chē)速等于汽車(chē)行駛的距離除以通過(guò)這段距離所花費(fèi)的時(shí)間，所以行駛距離短的車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的速度就慢。同時(shí)需要注意的是：前輪較之后輪，所走過(guò)的路程是不同的。 對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)型汽車(chē)的從動(dòng)輪，或前輪驅(qū)動(dòng)型汽車(chē)的從動(dòng)輪來(lái)說(shuō)，不存在這樣的問(wèn)題。由于它們之間沒(méi)有相互聯(lián)結(jié)，它們彼此獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)。但是兩主動(dòng)輪間相互是有聯(lián)系的。因此一個(gè)引擎或一個(gè)變速箱可以同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)車(chē)輪。如果你的車(chē)上沒(méi)有差速器，兩個(gè)車(chē)輪將不得不固定聯(lián)結(jié)在一起，以同一轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。這會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)轉(zhuǎn)向困難。此時(shí)，為了使汽車(chē)能夠轉(zhuǎn)彎，一個(gè)輪胎將不得不打滑。對(duì)于現(xiàn)代輪胎和混凝土道路來(lái)說(shuō)，要使輪胎打滑則需要很大的外力，這個(gè)力通過(guò)車(chē)橋從一個(gè)輪胎傳到另一個(gè)輪胎，這樣就給車(chē)橋零部件產(chǎn)生很大的應(yīng)力。 差速器是將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩按兩個(gè)方向分開(kāi)的設(shè)備，可允許每次輸出的扭矩以不同的速度旋轉(zhuǎn)。 差速器的在汽車(chē)上的應(yīng)用 現(xiàn)在在所有汽車(chē)或卡車(chē)上都配備差速器，一些全輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛上（全時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)）也配備差速器。這些全輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的每組驅(qū)動(dòng)輪之間都需要一個(gè)差速器，并且在前輪和后輪之間也需要一個(gè)，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)彎時(shí)前輪行駛的距離與后輪不同。 分時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在前輪和后輪之間沒(méi)有差速器，相反，他們被鎖止在一起，以便前輪和后輪以相同的平均速度轉(zhuǎn)彎。這就是當(dāng)四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)嚙合時(shí)這些車(chē)輛在混凝土路面上很難轉(zhuǎn)彎的原因。 差速器的結(jié)構(gòu) 典型的差速器結(jié)構(gòu)圖 1－軸承；2和8－差速器殼；3和5－調(diào)整墊片；6－行星齒輪；7－從動(dòng)錐齒輪；4－半軸齒輪；9－行星齒輪軸； 　　差速器最基本的結(jié)構(gòu)由差速器從動(dòng)齒輪（圖中的7）、差速器殼體、行星齒輪軸、行星齒輪、半軸齒輪組成； 1－輸入軸（將驅(qū)動(dòng)差速器從動(dòng)齒輪）；2－差速器殼體；3－行星齒輪；4－半軸齒輪（驅(qū)動(dòng)兩側(cè)傳動(dòng)軸輸出）； 差速器結(jié)構(gòu)圖 說(shuō)明：這里的框架即是差速器殼體；太陽(yáng)齒輪即是所說(shuō)的半軸齒輪； 如果想要改善這個(gè)現(xiàn)象使車(chē)輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)能夠變的較為順暢，就要讓左邊輪子慢一點(diǎn)，右邊輪子快一點(diǎn)，用不同的轉(zhuǎn)速來(lái)彌補(bǔ)距離的差異。為了解決這個(gè)問(wèn)題，一百年前，法國(guó)Renault（雷諾）汽車(chē)的創(chuàng)始人Louis Renault，就發(fā)明了差速器這個(gè)東西。差速器的內(nèi)主要是由螺旋環(huán)狀齒輪（主齒輪）、行星齒輪和左右軸齒輪所組成的，有了差速器車(chē)輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)動(dòng)力會(huì)透過(guò)變速箱，主傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳至差速器使大的螺旋環(huán)狀齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)彎時(shí)二邊車(chē)輪的轉(zhuǎn)速雖然不同，但透過(guò)行星齒輪后可自行調(diào)節(jié)左右車(chē)輪不同的速差，使車(chē)輛順利的完成轉(zhuǎn)彎的動(dòng)作。透過(guò)文字可能比較難懂，因此我們找了影片讓大家一看就能了解它的作動(dòng)原理。 雖然有了差速器可讓車(chē)輪順利的完成轉(zhuǎn)彎的動(dòng)作，但當(dāng)有一輪驅(qū)動(dòng)輪打滑或空轉(zhuǎn)時(shí)，車(chē)輛將會(huì)失去前進(jìn)的動(dòng)力。這主要是因?yàn)楫?dāng)一側(cè)車(chē)輪失去抓地力時(shí)，這一輪的阻力為零，而另一側(cè)車(chē)輪的阻力卻很大，在螺旋環(huán)狀齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，調(diào)節(jié)車(chē)輪轉(zhuǎn)速的行星齒輪也會(huì)不停的一直自轉(zhuǎn)，把動(dòng)力源源不斷的傳遞到失去抓地力的那一輪，而使車(chē)輛無(wú)去前進(jìn)只能呆在原地不動(dòng)。為了解決這種情況的發(fā)生，事必要對(duì)差速器的作動(dòng)進(jìn)行某種程度的限制，因此就出現(xiàn)了限滑差速器和差速器鎖定這類(lèi)特殊的差速器。 差速器工作原理 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①），本身也要轉(zhuǎn)動(dòng)，在行駛時(shí)它的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。 我們可以用一個(gè)球體來(lái)解釋差速器問(wèn)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?xún)蓸O的連線(xiàn)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(chē)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(xiàn)就是差速器殼體轉(zhuǎn)動(dòng)的軸線(xiàn)（圖中②、④）。 除了兩個(gè)半軸齒輪外還有兩個(gè)行星齒輪（圖中③）。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(shuō)的球體來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)：如果把一輛車(chē)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪都懸空，轉(zhuǎn)動(dòng)一邊的車(chē)輪，另一側(cè)車(chē)輪會(huì)朝相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 『車(chē)輛直行時(shí)差速器狀態(tài)』 直線(xiàn)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(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。接下來(lái)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(chē)輪阻力相同，因此二者誰(shuí)也掰不過(guò)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(chē)就可以直線(xiàn)行駛了！ 『一側(cè)車(chē)輪遇到阻力』 假設(shè)車(chē)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(lái)說(shuō)會(huì)產(chǎn)生更大的阻力。差速器殼體通過(guò)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(lái)右車(chē)輪就比左車(chē)輪轉(zhuǎn)得快，從而使車(chē)輛實(shí)現(xiàn)順滑的轉(zhuǎn)彎。