差速器
汽車發動機的動力經離合器、變速器、傳動軸,最后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,驅動橋是最后一個總成,它的主要部件是減速器和差速器。
簡介
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。而差速就比較難理解,什么叫差速器,為什么要“差速”?
汽車差速器是驅動橋的主件。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始人路易斯·雷諾就設計出了差速器這個東西。
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。例如把一粒豆子放進一個碗內,豆子會自動停留在碗底而絕不會停留在碗壁,因為碗底是能量最低的位置(位能),它自動選擇靜止(動能最小)而不會不斷運動。同樣的道理,車輪在轉彎時也會自動趨向能耗最低的狀態,自動地按照轉彎半徑調整左右輪的轉速。
當轉彎時,由于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,由于“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,并通過半軸反映到半軸齒輪上,迫使行星齒輪產生自轉,使外側半軸轉速加快,內側半軸轉速減慢,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,由于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(輪胎制造誤差、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。
軸間差速器: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。
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