差速器是如何工作的
差速器是汽車中非常重要的部件,它的工作原理其實(shí)并不復(fù)雜。
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(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)軸進(jìn)入差速器,直接驅(qū)動(dòng)行星輪架,再由行星輪帶動(dòng)左、右兩條半軸,分別驅(qū)動(dòng)左、右車輪。
當(dāng)汽車直行時(shí),左、右車輪與行星輪架三者的轉(zhuǎn)速相等處于平衡狀態(tài)。而在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí),三者平衡狀態(tài)被破壞,導(dǎo)致內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)速減小,外側(cè)輪轉(zhuǎn)速增加。
具體來看,最初是通過銷和可自由旋轉(zhuǎn)的桿驅(qū)動(dòng)分離的軸,將共用的傳動(dòng)軸分開,讓每個(gè)輪子都有自己的傳動(dòng)軸。為了增加但非常有限的運(yùn)動(dòng),可以使用幾個(gè)銷和更多可旋轉(zhuǎn)的桿。后來,銷和桿的動(dòng)力傳遞因效率不高被錐齒輪取代。
懂車的人都知道,汽車差速器殼與汽車行星齒輪軸連接并由主減速器從動(dòng)齒輪帶動(dòng)一起轉(zhuǎn)動(dòng),這是差速器的主動(dòng)件。假設(shè)其轉(zhuǎn)速為 Ro ,兩個(gè)半軸齒輪分別與兩側(cè)半軸連在一起,設(shè)其轉(zhuǎn)速分別為 R1 和 R2 ,行星齒輪有公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)和既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
汽車直線行駛時(shí),行星齒輪不自轉(zhuǎn),只隨行星齒輪軸及差速器殼一起公轉(zhuǎn),兩半軸無轉(zhuǎn)速差,差速器不起差速作用,此時(shí) R1 =R2=Ro ,且 R1 +R2=2Ro 。
汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),行星齒輪除公轉(zhuǎn)外還要繞行星齒輪軸自轉(zhuǎn),半軸齒輪 1 轉(zhuǎn)速加快,半軸齒輪 2 轉(zhuǎn)速減慢,半軸齒輪 1 轉(zhuǎn)速的增加量等于半軸齒輪 2 轉(zhuǎn)速的減小量,即 R1=Ro+△R ,R2=Ro-△R 。
總之,差速器無論差速與否,兩半軸齒輪轉(zhuǎn)速之和始終等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍。任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時(shí),另一側(cè)的半軸齒輪轉(zhuǎn)速為差速器殼體轉(zhuǎn)速的兩倍。如果另一側(cè)半軸齒輪受到其它力影響,另一側(cè)半軸齒輪則會(huì)以相同的速度反轉(zhuǎn)。
差速器的速度調(diào)節(jié)是自動(dòng)的,涉及“最小能耗原則”,轉(zhuǎn)彎時(shí)車輪會(huì)自動(dòng)趨向最低能耗狀態(tài),根據(jù)轉(zhuǎn)彎半徑自動(dòng)調(diào)節(jié)左右車輪轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)彎時(shí),兩個(gè)車輪產(chǎn)生兩個(gè)相反方向的力矩,通過半軸反應(yīng)到半軸齒上,迫使行星齒產(chǎn)生自轉(zhuǎn),使內(nèi)側(cè)半軸齒轉(zhuǎn)速減慢,而外側(cè)加快,實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)速的差異化。
需要注意的是,雖然部分車型的差速器終身免維護(hù),但差速器油需要定期更換保養(yǎng),一般 6 萬公里或 4 萬公里更換,以防止差速器油潤(rùn)滑不足。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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