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图文详解汽车差速器及其功用

2010-12-19 10:31:51 本文行家:xinte

差速器的组成及功用 汽车发动机的动力经离合器、变速器、传动轴,最后传送到驱动桥再左右分配给半轴驱动车轮,在这条动力传送途径上,驱动桥是最后一个总成,它的主要部件是减速器和差速器。

差速器的组成及功用

       汽车发动机的动力经离合器变速器传动轴,最后传送到驱动桥再左右分配给半轴驱动车轮,在这条动力传送途径上,驱动桥是最后一个总成,它的主要部件是减速器差速器
       汽车在拐弯时车轮的轨线是圆弧,如果汽车向左转弯,圆弧的中心点在左侧,在相同的时间里,右侧轮子走的弧线比左侧轮子长,为了平衡这个差异,就要左边轮子慢一点,右边轮子快一点,用不同的转速来弥补距离的差异。
       如果后轮轴做成一个整体,就无法做到两侧轮子的转速差异,也就是做不到自动调整。为了解决这个问题,早在一百年前,法国雷诺汽车公司的创始人路易斯.雷诺就设计出了差速器这个东西。
减速器的作用就是减速增矩,这个功能完全靠齿轮与齿轮之间的啮合完成,比较容易理解。而差速器就比较难理解,什么叫差速器,为什么要“差速”?

差速器差速器结构图

       汽车差速器是驱动轿的主件。它的作用就是在向两边半轴传递动力的同时,允许两边半轴以不同的转速旋转,满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶,减少轮胎与地面的摩擦。        
       普通差速器由行星齿轮、行星轮架(差速器壳)、半轴齿轮等零件组成。发动机的动力经传动轴进入差速器,直接驱动行星轮架,再由行星轮带动左、右两条半轴,分别驱动左、右车轮。差速器的设计要求满足:(左半轴转速)+(右半轴转速)=2(行星轮架转速)。当汽车直行时,左、右车轮与行星轮架三者的转速相等处于平衡状态,而在汽车转弯时三者平衡状态被破坏,导致内侧轮转速减小,外侧轮转速增加。

差速器工作原理

       那么这个过程是如何实现的呢?首先我们来看看普通差速器的构成。差速器主要由行星齿轮、齿轮架以及左右半轴齿轮构成。在传动轴和驱动桥的结合点上,我们能看到一个半径比较大的从动齿轮,由于输入轴主动齿轮半径比较小,因此动力从此齿轮传递到半径比较大的从动齿轮的过程中就能实现一个减速增矩的过程。 
       接下来减速器从动齿轮带动着行星齿轮架一起运转,由于左右输出轴和行星齿轮架是相连的,因此左右输出轴会跟着一起转动,而左右半轴齿轮就会跟着一起运转,而实现“差速”的关键就是两个和左右半轴齿轮相垂直的行星齿轮。这两个行星齿轮和左右车轮都咬合着,齿轮咬合方式能够让左右两个齿轮达到一个互相抵制的效果。
       当汽车直线行驶的时候,左右半轴齿轮的扭矩和转速都是相同的,因此和行星齿轮结合的时候左侧和右侧能够互相抵消,这个时候行星齿轮是不运动的。遇到转弯情况,内侧车轮要比外侧车轮受到的阻力大,这个时候左右半轴齿轮的扭矩不同,就会导致行星齿轮的转动,行星齿轮能给内侧齿轮一个阻力扭矩实现减速,同时也能给外侧齿轮增速,这样外侧齿轮比内侧齿轮的转速快,实现了顺利的转弯。   

差速器的分类

       轴间差速器:通常从动车轮用轴承支承在主轴上,使之能以任何角度旋转,而驱动车轮分别与两根半轴刚性连接,在两根半轴之间装有差速器。这种差速器又称为轴间差速器。
       多轴驱动的越野汽车,为使各驱动桥能以不同角速度旋转,以消除各桥上驱动轮的滑动,有的在两驱动桥之间装有轴间差速器。
       现代汽车上的差速器通常按其工作特性分为齿轮式差速器和防滑差速器两大类。 
       1、齿轮式差速器:
       当左右驱动轮存在转速差时,差速器分配给慢转驱动轮的转矩大于快转驱动轮的转矩。这种差速器转矩均分特性能满足汽车在良好路面上正常行驶。但当汽车在坏路上行驶时,却严重影响通过能力。例如当汽车的一个驱动轮陷入泥泞路面时,虽然另一驱动轮在良好路面上,汽车却往往不能前进(俗称打滑)。此时在泥泞路面上的驱动轮原地滑转,在良好路面上的车轮却静止不动。这是因为在泥泞路面上的车轮与路面之间的附着力较小,路面只能通过此轮对半轴作用较小的反作用力矩,因此差速器分配给此轮的转矩也较小,尽管另一驱动轮与良好路面间的附着力较大,但因平均分配转矩的特点,使这一驱动轮也只能分到与滑转驱动轮等量的转矩,以致驱动力不足以克服行驶阻力,汽车不能前进,而动力则消耗在滑转驱动轮上。此时加大油门不仅不能使汽车前进,反而浪费燃油,加速机件磨损,尤其使轮胎磨损加剧。有效的解决办法是:挖掉滑转驱动轮下的稀泥或在此轮下垫干土、碎石、树枝、干草等。  
       2、防滑差速器
       为提高汽车在坏路上的通过能力,某些越野汽车及高级轿车上装置防滑差速器。防滑差速器的特点是,当一侧驱动轮在坏路上滑转时,能使大部分甚至全部转矩传给在良好路面上的驱动轮,以充分利用这一驱动轮的附着力来产生足够的驱动力,使汽车顺利起步或继续行驶。

参考资料:
[1] 汽车点评网:http://www.xgo.com.cn/terms/dic_74.html
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