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差速器工作原理.doc

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差速器工作原理.doc

【什么是差速器?以及差速器工作原理】差速器具有三種功能: 把發(fā)動機(jī)發(fā)出的動力傳輸?shù)杰囕喩希?充當(dāng)汽車主減速齒輪,在動力傳到車輪之前將傳動系的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動為什么需要差速器?當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時,車輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)。在這個圖中你可以看到,在轉(zhuǎn)彎時,每個車輪駛過的距離不相等,即內(nèi)側(cè)車輪比外側(cè)車輪駛過的距離要短。因為車速等于汽車行駛的距離除以通過這段距離所花費(fèi)的時間,所以行駛距離短的車輪轉(zhuǎn)動的速度就慢。同時需要注意的是:前輪較之后輪,所走過的路程是不同的。 對于后輪驅(qū)動型汽車的從動輪,或前輪驅(qū)動型汽車的從動輪來說,不存在這樣的問題。由于它們之間沒有相互聯(lián)結(jié),它們彼此獨(dú)立轉(zhuǎn)動。但是兩主動輪間相互是有聯(lián)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(lián)結(jié)在一起,以同一轉(zhuǎn)速驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。這會導(dǎo)致汽車轉(zhuǎn)向困難。此時,為了使汽車能夠轉(zhuǎn)彎,一個輪胎將不得不打滑。對于現(xiàn)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(chǎn)生很大的應(yīng)力。差速器是將發(fā)動機(jī)扭矩按兩個方向分開的設(shè)備,可允許每次輸出的扭矩以不同的速度旋轉(zhuǎn)。差速器的在汽車上的應(yīng)用現(xiàn)在在所有汽車或卡車上都配備差速器,一些全輪驅(qū)動車輛上(全時四輪驅(qū)動)也配備差速器。這些全輪驅(qū)動車輛的每組驅(qū)動輪之間都需要一個差速器,并且在前輪和后輪之間也需要一個,因為在轉(zhuǎn)彎時前輪行駛的距離與后輪不同。分時四輪驅(qū)動系統(tǒng)在前輪和后輪之間沒有差速器,相反,他們被鎖止在一起,以便前輪和后輪以相同的平均速度轉(zhuǎn)彎。這就是當(dāng)四輪驅(qū)動系統(tǒng)嚙合時這些車輛在混凝土路面上很難轉(zhuǎn)彎的原因。差速器的結(jié)構(gòu)典型的差速器結(jié)構(gòu)圖1軸承;2和8差速器殼;3和5調(diào)整墊片;6行星齒輪;7從動錐齒輪;4半軸齒輪;9行星齒輪軸;差速器最基本的結(jié)構(gòu)由差速器從動齒輪(圖中的7)、差速器殼體、行星齒輪軸、行星齒輪、半軸齒輪組成;1輸入軸(將驅(qū)動差速器從動齒輪);2差速器殼體;3行星齒輪;4半軸齒輪(驅(qū)動兩側(cè)傳動軸輸出);差速器結(jié)構(gòu)圖說明:這里的框架即是差速器殼體;太陽齒輪即是所說的半軸齒輪;如果想要改善這個現(xiàn)象使車輛在轉(zhuǎn)彎時能夠變的較為順暢,就要讓左邊輪子慢一點(diǎn),右邊輪子快一點(diǎn),用不同的轉(zhuǎn)速來彌補(bǔ)距離的差異。為了解決這個問題,一百年前,法國Renault(雷諾)汽車的創(chuàng)始人Louis Renault,就發(fā)明了差速器這個東西。差速器的內(nèi)主要是由螺旋環(huán)狀齒輪(主齒輪)、行星齒輪和左右軸齒輪所組成的,有了差速器車輛在轉(zhuǎn)彎時動力會透過變速箱,主傳動軸將動力傳至差速器使大的螺旋環(huán)狀齒輪轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)彎時二邊車輪的轉(zhuǎn)速雖然不同,但透過行星齒輪后可自行調(diào)節(jié)左右車輪不同的速差,使車輛順利的完成轉(zhuǎn)彎的動作。透過文字可能比較難懂,因此我們找了影片讓大家一看就能了解它的作動原理。雖然有了差速器可讓車輪順利的完成轉(zhuǎn)彎的動作,但當(dāng)有一輪驅(qū)動輪打滑或空轉(zhuǎn)時,車輛將會失去前進(jìn)的動力。這主要是因為當(dāng)一側(cè)車輪失去抓地力時,這一輪的阻力為零,而另一側(cè)車輪的阻力卻很大,在螺旋環(huán)狀齒輪轉(zhuǎn)動的同時,調(diào)節(jié)車輪轉(zhuǎn)速的行星齒輪也會不停的一直自轉(zhuǎn),把動力源源不斷的傳遞到失去抓地力的那一輪,而使車輛無去前進(jìn)只能呆在原地不動。為了解決這種情況的發(fā)生,事必要對差速器的作動進(jìn)行某種程度的限制,因此就出現(xiàn)了限滑差速器和差速器鎖定這類特殊的差速器。差速器工作原理整個差速器系統(tǒng)的核心是四個齒輪:兩個行星齒輪和兩個與傳動軸相連的半軸齒輪。這四個齒輪都在差速器殼內(nèi),這個殼體連接著傳動軸(圖中),本身也要轉(zhuǎn)動,在行駛時它的轉(zhuǎn)動方向與車輪轉(zhuǎn)動方向相同。我們可以用一個球體來解釋差速器問題!我們假設(shè)這個球體和地球一樣有兩個極點(diǎn),并且以兩極的連線為軸進(jìn)行自傳,這個球體可以理解為差速器殼體,這個殼體的兩極連接的就是汽車的左右半軸。這里安裝著兩個半軸齒輪,兩齒輪中心的連線就是差速器殼體轉(zhuǎn)動的軸線(圖中、)。除了兩個半軸齒輪外還有兩個行星齒輪(圖中)。理解兩個行星齒輪的狀態(tài)是理解差速原理的關(guān)鍵。還拿剛才所說的球體來舉例,兩個齒輪是對向安裝并且與半軸齒輪垂直,相當(dāng)于6點(diǎn)鐘和12點(diǎn)鐘位置。這兩個齒輪經(jīng)常要朝相反方向轉(zhuǎn)動,從而實(shí)現(xiàn)差速作用。殼體在自傳過程中會帶著兩個齒輪做公轉(zhuǎn)。這四個齒輪雖然安裝在殼體內(nèi)部但都是可以獨(dú)立于差速器殼體轉(zhuǎn)動的,只不過它們相互咬合在一起,每個齒輪的兩邊都咬合著另外兩個齒輪(每個半軸齒輪都咬合著兩個行星齒輪,每個行星齒輪都咬合著兩個半軸齒輪),只要其中一個齒輪轉(zhuǎn)動都會牽扯到其他三個齒輪一起轉(zhuǎn)動,而且其中一個齒輪朝某個方向轉(zhuǎn)動,與它相對的另一邊齒輪必定朝反方向轉(zhuǎn)動!這個現(xiàn)象可以通過實(shí)驗來證實(shí):如果把一輛車的兩個驅(qū)動輪都懸空,轉(zhuǎn)動一邊的車輪,另一側(cè)車輪會朝相反方向轉(zhuǎn)動。車輛直行時差速器狀態(tài)直線行駛時的特點(diǎn)是左右兩邊驅(qū)動輪的阻力大致相同。從發(fā)動機(jī)輸出的動力首先傳遞到差速器殼體上使差速器殼體開始轉(zhuǎn)動。接下來要把動力從殼體傳遞到左右半軸上,我們可以理解為兩邊的半軸齒輪互相在“較勁”,由于兩邊車輪阻力相同,因此二者誰也掰不過對方,因此差速器殼體內(nèi)的行星齒輪跟著殼體公轉(zhuǎn)同時不會產(chǎn)生自轉(zhuǎn),兩個行星齒輪咬合著兩個半軸齒輪以相同的速度轉(zhuǎn)動,這樣汽車就可以直線行駛了!一側(cè)車輪遇到阻力假設(shè)車輛現(xiàn)在向左轉(zhuǎn),左側(cè)驅(qū)動輪行駛的距離短,相對來說會產(chǎn)生更大的阻力。差速器殼體通過齒輪和輸出軸相連,在傳動軸轉(zhuǎn)速不變情況下差速器殼體的轉(zhuǎn)速也不變,因此左側(cè)半軸齒輪會比差速器殼體轉(zhuǎn)得慢,這就相當(dāng)于行星齒輪帶動左側(cè)半軸會更費(fèi)力,這時行星齒輪就會產(chǎn)生自傳,把更多的扭矩傳遞到右側(cè)半軸齒輪上,由于行星齒輪的公轉(zhuǎn)外加自身的自傳,導(dǎo)致右側(cè)半軸齒輪會在差速器殼體轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上增速,這樣以來右車輪就比左車輪轉(zhuǎn)得快,從而使車輛實(shí)現(xiàn)順滑的轉(zhuǎn)彎。

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