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)動機發(fā)出的動力傳輸?shù)杰囕喩希? 充當汽車主減速齒輪，在動力傳到車輪之前將傳動系的轉(zhuǎn)速減下來 將動力傳到車輪上，同時，允許兩輪以不同的輪速轉(zhuǎn)動 為什么需要差速器？ 當汽車轉(zhuǎn)向時，車輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)。在這個圖中你可以看到，在轉(zhuǎn)彎時，每個車輪駛過的距離不相等，即內(nèi)側(cè)車輪比外側(cè)車輪駛過的距離要短。因為車速等于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(zhuǎn)動的速度就慢。同時需要注意的是：前輪較之后輪，所走過的路程是不同的。 對于后輪驅(qū)動型汽車的從動輪，或前輪驅(qū)動型汽車的從動輪來說，不存在這樣的問題。由于它們之間沒有相互聯(lián)結(jié)，它們彼此獨立轉(zhuǎn)動。但是兩主動輪間相互是有聯(lián)系的。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(lián)結(jié)在一起，以同一轉(zhuǎn)速驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。這會導(dǎo)致汽車轉(zhuǎn)向困難。此時，為了使汽車能夠轉(zhuǎn)彎，一個輪胎將不得不打滑。對于現(xiàn)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(chǎn)生很大的應(yīng)力。 差速器是將發(fā)動機扭矩按兩個方向分開的設(shè)備，可允許每次輸出的扭矩以不同的速度旋轉(zhuǎn)。 差速器的在汽車上的應(yīng)用 現(xiàn)在在所有汽車或卡車上都配備差速器，一些全輪驅(qū)動車輛上（全時四輪驅(qū)動）也配備差速器。這些全輪驅(qū)動車輛的每組驅(qū)動輪之間都需要一個差速器，并且在前輪和后輪之間也需要一個，因為在轉(zhuǎn)彎時前輪行駛的距離與后輪不同。 分時四輪驅(qū)動系統(tǒng)在前輪和后輪之間沒有差速器，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。這就是當四輪驅(qū)動系統(tǒng)嚙合時這些車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)動差速器從動齒輪）；2－差速器殼體；3－行星齒輪；4－半軸齒輪（驅(qū)動兩側(cè)傳動軸輸出）； 差速器結(jié)構(gòu)圖 說明：這里的框架即是差速器殼體；太陽齒輪即是所說的半軸齒輪； 如果想要改善這個現(xiàn)象使車輛在轉(zhuǎn)彎時能夠變的較為順暢，就要讓左邊輪子慢一點，右邊輪子快一點，用不同的轉(zhuǎn)速來彌補距離的差異。為了解決這個問題，一百年前，法國Renault（雷諾）汽車的創(chuàng)始人Louis Renault，就發(fā)明了差速器這個東西。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，有了差速器車輛在轉(zhuǎn)彎時動力會透過變速箱，主傳動軸將動力傳至差速器使大的螺旋環(huán)狀齒輪轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)彎時二邊車輪的轉(zhuǎn)速雖然不同，但透過行星齒輪后可自行調(diào)節(jié)左右車輪不同的速差，使車輛順利的完成轉(zhuǎn)彎的動作。透過文字可能比較難懂，因此我們找了影片讓大家一看就能了解它的作動原理。 雖然有了差速器可讓車輪順利的完成轉(zhuǎn)彎的動作，但當有一輪驅(qū)動輪打滑或空轉(zhuǎn)時，車輛將會失去前進的動力。這主要是因為當一側(cè)車輪失去抓地力時，這一輪的阻力為零，而另一側(cè)車輪的阻力卻很大，在螺旋環(huán)狀齒輪轉(zhuǎn)動的同時，調(diào)節(jié)車輪轉(zhuǎn)速的行星齒輪也會不停的一直自轉(zhuǎn)，把動力源源不斷的傳遞到失去抓地力的那一輪，而使車輛無去前進只能呆在原地不動。為了解決這種情況的發(fā)生，事必要對差速器的作動進行某種程度的限制，因此就出現(xiàn)了限滑差速器和差速器鎖定這類特殊的差速器。 差速器工作原理 整個差速器系統(tǒng)的核心是四個齒輪：兩個行星齒輪和兩個與傳動軸相連的半軸齒輪。這四個齒輪都在差速器殼內(nèi)，這個殼體連接著傳動軸（圖中①），本身也要轉(zhuǎn)動，在行駛時它的轉(zhuǎn)動方向與車輪轉(zhuǎn)動方向相同。 我們可以用一個球體來解釋差速器問題！我們假設(shè)這個球體和地球一樣有兩個極點，并且以兩極的連線為軸進行自傳，這個球體可以理解為差速器殼體，這個殼體的兩極連接的就是汽車的左右半軸。這里安裝著兩個半軸齒輪，兩齒輪中心的連線就是差速器殼體轉(zhuǎn)動的軸線（圖中②、④）。 除了兩個半軸齒輪外還有兩個行星齒輪（圖中③）。理解兩個行星齒輪的狀態(tài)是理解差速原理的關(guān)鍵。還拿剛才所說的球體來舉例，兩個齒輪是對向安裝并且與半軸齒輪垂直，相當于6點鐘和12點鐘位置。這兩個齒輪經(jīng)常要朝相反方向轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)差速作用。殼體在自傳過程中會帶著兩個齒輪做公轉(zhuǎn)。 這四個齒輪雖然安裝在殼體內(nèi)部但都是可以獨立于差速器殼體轉(zhuǎn)動的，只不過它們相互咬合在一起，每個齒輪的兩邊都咬合著另外兩個齒輪（每個半軸齒輪都咬合著兩個行星齒輪，每個行星齒輪都咬合著兩個半軸齒輪），只要其中一個齒輪轉(zhuǎn)動都會牽扯到其他三個齒輪一起轉(zhuǎn)動，而且其中一個齒輪朝某個方向轉(zhuǎn)動，與它相對的另一邊齒輪必定朝反方向轉(zhuǎn)動！這個現(xiàn)象可以通過實驗來證實：如果把一輛車的兩個驅(qū)動輪都懸空，轉(zhuǎn)動一邊的車輪，另一側(cè)車輪會朝相反方向轉(zhuǎn)動。 『車輛直行時差速器狀態(tài)』 直線行駛時的特點是左右兩邊驅(qū)動輪的阻力大致相同。從發(fā)動機輸出的動力首先傳遞到差速器殼體上使差速器殼體開始轉(zhuǎn)動。接下來要把動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”，由于兩邊車輪阻力相同，因此二者誰也掰不過對方，因此差速器殼體內(nèi)的行星齒輪跟著殼體公轉(zhuǎn)同時不會產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，兩個行星齒輪咬合著兩個半軸齒輪以相同的速度轉(zhuǎn)動，這樣汽車就可以直線行駛了！ 『一側(cè)車輪遇到阻力』 假設(shè)車輛現(xiàn)在向左轉(zhuǎn)，左側(cè)驅(qū)動輪行駛的距離短，相對來說會產(chǎn)生更大的阻力。差速器殼體通過齒輪和輸出軸相連，在傳動軸轉(zhuǎn)速不變情況下差速器殼體的轉(zhuǎn)速也不變，因此左側(cè)半軸齒輪會比差速器殼體轉(zhuǎn)得慢，這就相當于行星齒輪帶動左側(cè)半軸會更費力，這時行星齒輪就會產(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)半軸齒輪會在差速器殼體轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上增速，這樣以來右車輪就比左車輪轉(zhuǎn)得快，從而使車輛實現(xiàn)順滑的轉(zhuǎn)彎。