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差速器的工作运行原理是怎样的?-简述行星齿轮锥齿轮差速器的运动原理

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车辆转弯时,内侧车轮要比外侧车轮收到的阻力大,这是左右半轴的扭矩不同,就会导致行星齿轮转动,行星齿轮给内侧齿轮一个阻力扭矩减速,同时给外侧齿轮一个增速,这样外侧齿轮转速比内侧齿轮转速快,从而顺利转弯,形成了差速。


差速器装置是车辆中(汽车、拖拉机)的常见e79fa5e98193e59b9ee7ad94335、必备的传动结构、装置。差速器壳体装在一个大齿轮上,并随着大齿轮转动。与大齿轮、差速器壳转动中心同心的是两个半轴齿轮(太阳轮);两个行星齿轮的安装、自转中心,是垂直于且通过半轴齿轮轴心的,其公转中心就是大齿轮、差速器壳、半轴齿轮的转动中心。半轴齿轮和行星齿轮都安装在差速器壳里。一般转动机构都是只有一个自由度,而差速器机构有两个转动自由度。就是说,当某种条件不满足时,差速器壳转动时,两个半轴齿轮的转动是无序、不可控的。然而,(设计的)两个半轴齿轮、行星齿轮的齿数分别相同,两个行星齿轮的安装距相等且对称。所以,当两个半轴齿轮的(负载)扭矩相同或负载转速相同的时候,行星轮只有公转,没有自转,此时行星轮的轮齿是以“键”的作用传递动力和运动的,此时两个半轴齿轮没有差速(速度差)是同速,即等转速。当两个半轴齿轮的负载扭矩不同或转速不同时,行星轮不仅公转,还要自转,把大齿轮的动力、运动,自动的“分配”到两个半轴齿轮上,顺畅地实现两个半轴齿轮的“差速”。当汽车转弯时,内侧车轮转速慢、外侧车轮转速快,“差速功能”就起作用了。如果此时没有差速器,车轮转速相同而各自走过的距离不同,轮胎将与地面剧烈摩擦,带来一系列的问题。所以,差速器装置就是一种“纯机械自动”传动机构。说些题外话,差速器也有“误事”的时候,当车轮陷入泥坑时,阻力小的一侧车轮飞转,而能“吃上力”一侧的车轮却使不上劲,纹丝不动,汽车难以自拔。所以,在拖拉机、部分越野车上,配置有“差速器锁”,此时“解除”差速作用,使两个“半轴”变成“一个轴”,强制两个驱动车轮等速转动,在低速档下,无论哪个车轮都能“吃上力”,车辆易于通过这类“路况”。

一、为什么要装差速器?
首先要说的是差速器这个装置装在哪里,它的位置应该处于传动轴与左右半轴的交汇点,从变速箱输出的动力在这里被分配到左右两个半轴。汽车在直线行驶时左右两个驱动轮的转速是相同的,但在转弯过时两边车轮行驶的距离不是等长的,因此车轮的转速肯定也会不同。差速器的作用就在于允许左右两边的驱动轮以不同的转速运行。

二、差速器的构造:
差速器系统的核心是四个齿轮:两个行星齿轮和两个与传动轴相连的半轴齿轮。这四个齿轮都在差速器壳内,这个壳体连接着传动轴,本身也要转动,在行驶时它的转动方向与车轮转动方向相同。
假设这个球体和地球一样有两个极点,并且以两极的连线为轴进行自传,这个球体可以理解为差速器壳体,这个壳体的两极连接的就是汽车的左右半轴。这里安装着两个半轴齿轮,两齿轮中心的连线就是差速器壳体转动的轴线。
除了两个半轴齿轮外还有两个行星齿轮。理解两个行星齿轮的状态是理解差速原理的关键。还拿刚才所说的球体来举例,两个齿轮是对向安装并且与半轴齿轮垂直,相当于6点钟和12点钟位置。这两个齿轮经常要朝相反方向转动,从而实现差速作用。壳体在自传过程中会带着两个齿轮做公转。
这四个齿轮虽然安装在壳体内部但都是可以独立于差速器壳体转动的,只不过它们相互咬合在一起,每个齿轮的两边都咬合着另外两个齿轮(每个半轴齿轮都咬合着两个行星齿轮,每个行星齿轮都咬合着两个半轴齿轮),只要其中一个齿轮转动都会牵扯到其他三个齿轮一起转动,而且其中一个齿轮朝某个方向转动,与它相对的另一边齿轮必定朝反方向转动!这个现象可以通过实验来证实:如果把一辆车的两个驱动轮都悬空,转动一边的车轮,另一侧车轮会朝相反方向转动。

三、差速器的运作原理:
直线行驶时的特点是左右两边驱动轮的阻力大致相同。从发动机输出的动力首先传递到差速器壳体上使差速器壳体开始转动。接下来要把动力从壳体传递到左右半轴上,我们可以理解为两边的半轴齿轮互相在“较劲”,由于两边车轮阻力相同,因此二者谁也掰不过对方,因此差速器壳体内的行星齿轮跟着壳体公转同时不会产生e799bee5baa6e58685e5aeb9338自转,两个行星齿轮咬合着两个半轴齿轮以相同的速度转动,这样汽车就可以直线行驶了!
假设车辆现在向左转,左侧驱动轮行驶的距离短,相对来说会产生更大的阻力。差速器壳体通过齿轮和输出轴相连,在传动轴转速不变情况下差速器壳体的转速也不变,因此左侧半轴齿轮会比差速器壳体转得慢,这就相当于行星齿轮带动左侧半轴会更费力,这时行星齿轮就会产生自传,把更多的扭矩传递到右侧半轴齿轮上,由于行星齿轮的公转外加自身的自传,导致右侧半轴齿轮会在差速器壳体转速的基础上增速,这样以来右车轮就比左车轮转得快,从而使车辆实现顺滑的转弯。

四、 普通差速器的弊端:
现在有一个问题:如果一侧驱动轮失去抓地力为什么车辆就无法前行?那是因为当一侧车轮失去抓地之后,相当于这一侧车轮的阻力为0,而另一侧车轮的阻力相对于失去抓地的这一侧来说太大了,在跟着壳体做公转的同时,差速器内的行星齿轮自身还会疯狂的自转,把动力源源不断的传递到失去抓地的那一侧车轮,因此车子只会呆在原地不动。
因此可以这样说,我们日常生活中接触的两轮驱动家用车其实是很“脆弱”的,只要路面铺装得不好或者带点泥泞的话就很有可能抛锚!这和车子的马力大小是没有关系的。这也是为什么很多高性能车和越野车要装备限滑差速器。
限滑差速器的作用是若左右半轴的转速差过大,限滑差速器会锁止普通差速器,让动力能够在左右两侧半轴合理分配。而一些专业的越野车装备四驱装置和差速锁,在抓地力不足的情况下通过手动控制或者电子设备把差速器锁止,此时差速器就不起作用了,动力被平均分配到四个车轮上帮助车辆摆脱困境。

五、差速器价格:原厂件和副厂件的价格是不一样的,建议去维修厂咨询下,有几百的,有两三千的,也有上万的呢。

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