汽車差速器能夠使左、右(或前、后)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后輪的轉速差。
一、構成
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(fā)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于平衡狀態(tài),而在汽車轉彎時三者平衡狀態(tài)被破壞,導致內側輪轉速減小,外側輪轉速增加。
二、原理
差速器的這種調整是自動的,這里涉及到“最小能耗原理”,也就是地球上所有物體都傾向于耗能最小的狀態(tài)。
三、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。
如果后輪軸做成一個整體,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(chuàng)始人路易斯·雷諾就設計出了差速器這個東西。
四、分類
現代汽車上的差速器通常按其工作特性分為齒輪式差速器和防滑差速器兩大類。
1、齒輪式差速器
由于結構原因,這種差速器分配給左右輪的轉矩相等。這種差速器轉矩均分特性能滿足汽車在良好路面上正常行駛。但當汽車在壞路上行駛時,卻嚴重影響通過能力。例如當汽車的一個驅動輪陷入泥濘路面時,雖然另一驅動輪在良好路面上,汽車卻往往不能前進(俗稱打滑)。此時在泥濘路面上的驅動輪原地滑轉,在良好路面上的車輪卻靜止不動。這是因為在泥濘路面上的車輪與路面之間的附著力較小,路面只能通過此輪對半軸作用較小的反作用力矩,因此差速器分配給此輪的轉矩也較小,盡管另一驅動輪與良好路面間的附著力較大,但因平均分配轉矩的特點,使這一驅動輪也只能分到與滑轉驅動輪等量的轉矩,以致驅動力不足以克服行駛阻力,汽車不能前進,而動力則消耗在滑轉驅動輪上。此時加大油門不僅不能使汽車前進,反而浪費燃油,加速機件磨損,尤其使輪胎磨損加劇。有效的解決辦法是:挖掉滑轉驅動輪下的稀泥或在此輪下墊干土、碎石、樹枝、干草等。
2、防滑差速器
為提高汽車在壞路上的通過能力,某些越野汽車及高級轎車上裝置防滑差速器。防滑差速器的特點是,當一側驅動輪在壞路上滑轉時,能使大部分甚至全部轉矩傳給在良好路面上的驅動輪,以充分利用這一驅動輪的附著力來產生足夠的驅動力,使汽車順利起步或繼續(xù)行駛。為實現上述要求,最簡單的方法是在對稱式錐齒輪差速器上設置差速鎖,使之成為強制止鎖式差速器。當一側驅動輪滑轉時,可利用差速鎖使差速器鎖死而不起差速作用。
防滑差速器能夠克服普通錐齒輪式差速器因轉矩平均分配給左、右輪而帶來的在壞路面(泥濘、冰雪路面等)上行駛時,因一側驅動輪接觸泥濘、冰雪路面而在原地打滑(滑轉),另一側在好路面上的驅動輪卻處在不動狀態(tài)使汽車通過能力降低的缺點。