㈠ 汽車差速器的工作原理
差速器的工作原理
凱倫奈斯 著
如果你已經閱讀了汽車發動機工作原理，你就能懂得汽車動力是如何產生的；如果你已經閱讀了手動變速器的工作原理，你就會懂得下一步動力會傳到哪裡。對大多數汽車來說，差速器在其傳動系中，位於驅動輪之前的最後一級。本文將闡述差速器的工作原理。
差速器有三大功用：
把發動機發出的動力傳輸到車輪上；
充當汽車主減速齒輪，在動力傳到車輪之前將傳動系的轉速減下來
將動力傳到車輪上，同時，允許兩輪以不同的輪速轉動
在本文中，你將會了解到汽車為什麼需要一個差速器，它工作的方式及其優缺點。我們也將會了解到防滑差速器。
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到，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。
什麼是差速器
差速器就是一種將發動機輸出扭矩一分為二的裝置，允許轉向時輸出兩種不同的轉速。
在現代轎車或貨車，包括許多四輪驅動汽車上，都能找到差速器。這些四輪驅動車的每組車輪之間都需要差速器。同樣，其兩前輪和兩後輪之間也需要一個差速器。這是因為汽車轉彎時，前輪較之後輪，走過的距離是不相同的。
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。
不同車速下轉彎
我們將從最簡單的一類差速器——開式差速器，講起。首先，我們需要了解一些技術：下圖就是一個開式差速器部件。
當一輛轎車沿著一條路直線行駛時，兩側車輪以同一轉速轉動。輸入小齒輪帶動螺旋錐齒輪和殼體。殼體內的小齒輪都不轉動，兩邊的齒都有效的將殼體鎖住。
注意到輸入小齒輪的齒比螺旋錐齒輪的齒小。如果主減速比為4.10，螺旋錐齒輪的齒數就要比輸入小齒輪的齒多4.10倍。更多關於傳動率的信息請參閱齒輪是如何工作的。
當一輛汽車轉彎時，車輪必須以不同的轉速旋轉。
從上圖中，你可以看到殼體內的小齒輪在車輛轉向時開始轉動。以此實現兩側車輪以不同的轉速旋轉。內側車輪要比殼體轉得慢。但外側車輪就要轉得相對快點。
在薄冰上行駛
開式差速器一般都是將相同大小的扭矩分配到兩側車輪上。有兩個因素決定分配到車輪扭矩的多少：設備及牽引力。在乾燥的環境、有充足的牽引力的情況下，分配到車輪的扭矩受到發動機及齒輪的限制；在牽引力較小的情況下，諸如在冰面上行駛。在這種情況下，扭矩的大小受限於車輪不至於打滑。所以，即使一輛車可以產生更大的扭矩，同樣需要足夠的牽引力用以將這些扭轉力矩傳輸到地面上。如果當車輪開始打滑時，你用力睬油門，只會使車輪轉得更快。
如果你曾經在冰面上開過車，你可能知道使加速變得容易的方法。那就是你不以一檔起步而是二檔起步，甚至是三檔。因為變速器里的檔位越高，傳到車輪上的扭矩會變的更少。這樣就會讓車輪在不轉的情況下加速更快。
當一個汽車主動輪在附著系數較高的路面上，而另一個主動輪卻在冰面上時，會發生什麼情況呢？這就是開式差速器的問題所在。
記住，開式差速器總是運用於兩輪轉矩相等的情況下，最大扭矩受限於最大防滑系數的限制。他並不會給在冰面上的車輪以更大的扭矩。而且牽引力好的那個車輪僅獲得很少量的扭矩。此時，你的車就不能正常運行。
越野行駛
除此之外，開式差速器可能在你越野的時候給你帶來麻煩。如果你有一輛前後都有差速器的四輪驅動車或越野車，你可能被卡住。
現在，記得——就如我們之前已經提到過的，開式差速器一般都是給兩輪傳遞相等的扭矩。如果一側前輪及一側後輪陷入地中，兩輪只能在空無助的旋轉，汽車根本無法移動。
這類問題只能通過防滑式差速器（LSD）來解決，有時也叫做「positraction」。防滑差速器使用多種機械技術來實現常規差速器使車輛轉彎的行為。當一側車輪打滑時，提供更多的扭矩給不打滑的輪子。
接下去的幾章將詳細介紹不同類型的防滑差速器，包括離合器式防滑差速器，粘性鎖止式差速器，托森差速器等。
㈡ 汽車防滑差速器是怎麼樣的
下面將會具體介紹這種汽車的防滑差速器，以及這種防滑差速器的功能，
差速器
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。減速器的作用就是減速增矩，這個功能完全靠齒輪與齒輪之間的嚙合完成，比較容易理解。而差速器就比較難理解，什麼叫差速器，為什麼要「差速」?
汽車差速器是驅動轎的主件。它的作用就是在向兩邊半軸傳遞動力的同時，允許兩邊半軸以不同的轉速旋轉，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。
功能
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，在相同的時間里，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。
構成
圖片
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。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。
㈢ 差速器是如何差速的
【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，由於「最小能耗原理」，必然導致兩邊車輪的轉速不同，從而破壞了三者的平衡關系，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）而引起車輪的滑動。
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。為使車輪盡可能不發生滑動，在結構上必須保證各車輪能以不同的角度轉動。通常從動車輪用軸承支承在主軸上，使之能以任何角度旋轉，而驅動車輪分別與兩根半軸剛性連接，在兩根半軸之間裝有差速器。這種差速器又稱為軸間差速器。多軸驅動的越野汽車，為使各驅動橋能以不同角速度旋轉，以消除各橋上驅動輪的滑動，有的在兩驅動橋之間裝有軸間差速器。
【差速器】能夠使汽車左、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。功用是當汽車轉彎行駛或在不平路面上行駛時，使左右車輪以不同轉速滾動，即保證兩側驅動車輪作純滾動運動。差速器是為了調整左右輪的轉速差而裝置的。在四輪驅動時，為了驅動四個車輪，必須將所有的車輪連接起來，如果將四個車輪機械連接在一起，汽車在曲線行駛的時候就不能以相同的速度旋轉，為了能讓汽車曲線行駛旋轉速度基本一致性，這時需要加入中間差速器用以調整前後輪的轉速差。