差速器的结构及工作原理(图解)
差速器的结构及工作原理(图解)

差速器得结构及工作原理(图解)汽车差速器就是一个差速传动机构,用来保证各驱动轮在各种运动条件下得动力传递,避免轮胎与地面间打滑。
当汽车转弯行驶时,外侧车轮比内侧车轮所走过得路程长(图D-C5-5);汽车在不平路面上直线行驶时,两侧车轮走过得曲线长短也不相等;即使路面非常平直,但由于轮胎制造尺寸误差,磨损程度不同,承受得载荷不同或充气压力不等,各个轮胎得滚动半径实际上不可能相等,若两侧车轮都固定在同一刚性转轴上,两轮角速度相等,则车轮必然出现边滚动边滑动得现象。
差速器得作用车轮对路面得滑动不仅会加速轮胎磨损,增加汽车得动力消耗,而且可能导致转向与制动性能得恶化。
若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮,则两侧车轮只能同样得转速转动。
为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态,就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮,而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴与车轮,使它们可用不同角速度旋转。
这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间得差速器称为轮间差速器。
在多轴驱动汽车得各驱动桥之间,也存在类似问题。
为了适应各驱动桥所处得不同路面情况,使各驱动桥有可能具有不同得输入角速度,可以在各驱动桥之间装设轴间差速器。
布置在前驱动桥(前驱汽车)与后驱动桥(后驱汽车)得差速器,可分别称为前差速器与后差速器,如安装在四驱汽车得中间传动轴上,来调节前后轮得转速,则称为中央差速器。
差速器可分为普通差速器与防滑差速器两大类。
普通差速器得结构及工作原理目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。
对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴(十字轴或一根直销轴)与差速器壳等组成12-13(见图D-C5-6)。
(从前向后瞧)左半差速器壳2与右半差速器壳8用螺栓固紧在一起。
主减速器得从动齿轮7用螺栓(或铆钉)固定在差速器壳右半部8得凸缘上。
十字形行星齿轮轴9安装在差速器壳接合面处所对出得园孔内,每个轴颈上套有一个带有滑动轴承(衬套)得直齿圆锥行星齿轮6,四个行星齿轮得左右两侧各与一个直齿圆锥半轴齿轮4相啮合。
差速器的工作原理

差速器的工作原理差速器是一种用于传动装置的重要部件,它主要用于解决车辆在转弯时内外轮胎转速不一致的问题,保证车辆的稳定性和操控性。
本文将详细介绍差速器的工作原理,包括结构组成、工作原理和应用场景。
一、差速器的结构组成差速器一般由主齿轮、副齿轮、行星齿轮和差速器壳体等部件组成。
主齿轮与驱动轴相连,副齿轮与两个轮胎的驱动轴相连,行星齿轮则位于主齿轮和副齿轮之间。
差速器壳体则起到固定和支撑各个部件的作用。
二、在车辆直线行驶时,差速器的工作原理比较简单。
主齿轮通过驱动轴带动副齿轮,副齿轮再通过两个驱动轴分别带动左右两个轮胎,实现车辆的前进。
此时,行星齿轮处于静止状态,不对传动起作用。
然而,当车辆转弯时,内外轮胎需要以不同的速度旋转,以适应转弯的半径。
这时,差速器就发挥了作用。
当车辆转弯时,内侧轮胎需要沿更短的弧线行驶,而外侧轮胎需要沿更长的弧线行驶。
由于两个轮胎的行驶距离不同,所以它们的转速也不同。
差速器通过行星齿轮的工作原理,使得内外轮胎的转速差异得到补偿。
当车辆转弯时,行星齿轮会被主齿轮带动旋转,同时也会带动副齿轮。
由于行星齿轮与副齿轮的啮合,副齿轮的转速会相应调整,以适应内外轮胎的转速差异。
这样,差速器就能够平衡内外轮胎的转速,保证车辆的稳定性和操控性。
三、差速器的应用场景差速器广泛应用于各种车辆传动装置中,特别是在四轮驱动和后驱车辆中。
在四轮驱动车辆中,差速器不仅用于前轴和后轴之间,还用于左右两个轮胎之间。
这样可以更好地解决车辆在转弯时内外轮胎转速不一致的问题,提高车辆的操控性和通过性能。
此外,差速器还广泛应用于工程机械、农用车辆和各种特种车辆中。
这些车辆在作业过程中经常需要转弯或行驶在复杂的路况下,差速器的使用可以有效地提高车辆的稳定性和通过性能,保证工作的顺利进行。
总结:差速器是车辆传动装置中的重要部件,它通过行星齿轮的工作原理,解决了车辆在转弯时内外轮胎转速不一致的问题。
差速器的应用广泛,主要用于四轮驱动和后驱车辆,以及工程机械、农用车辆和特种车辆等。
差速器的结构及工作原理(图解)

一般的差速器主要是由两个侧齿轮(通过半轴与车轮相连)、两个行星齿轮(行星架与环形齿轮连接)、一个环形齿轮(动力输入轴相连)。
传动轴传过来的动力通过主动齿轮传递到环齿轮上,环齿轮带动行星齿轮轴一起旋转,同时带动侧齿轮转动,从而推动驱动轮前进。
当车辆直线行驶时,左右两个轮受到的阻力一样,行星齿轮不自转,把动力传递到两个半轴上,这时左右车轮转速一样(相当于刚性连接)。
行星齿轮的背面和差速器壳相应位置的内表面,均做成球面,这样作能增加行星齿轮轴孔长度,有利于和两个半轴齿轮正确地啮合。
差速器的工作原理
在传力过程中,行星齿轮和半轴齿轮这两个锥齿轮间作用着很大的轴向力,为减少齿轮和差速器壳之间的磨损,在半轴齿轮和行星齿轮背面分别装有平垫片3和球面垫片5。垫片通常用软钢、铜或者聚甲醛塑料制成。
图D-C5-8 差速器扭矩分配示意图
差速器中折合到半轴齿轮上总的的内摩擦力矩Mf与输入差速器壳的转矩M0之比叫作差速器的锁紧系数K,即
K=Mf/M0
输出给转得快慢不同的左右两侧半轴齿轮的转矩可以写成 :
M1=0.5 M0(1-K)
M2=0.5 M0(1+ K)
输出到低速半轴的转矩与输出到高速半轴的转矩之比Kb可以表示为:
M1=M2=0.5 M0。
当两半轴齿轮以不同转速朝相同方向转动时,设左半轴转速nl大于右半轴转速n2,则行星齿轮将按图D-C5-8gif-21上实线箭头n4的方向绕行星齿轮轴轴颈5自转,此时行星齿轮孔与行星齿轮轴轴颈间以及行星齿轮背部与差速器壳之间都产生摩擦,半轴齿轮背部与差速器壳之间也产生摩擦。这几项摩擦综合作用的结果,使转得快的左半轴齿轮得到的转矩M1减小,设减小量为0.5Mf;而转得慢的右半轴齿轮得到的转矩M1增大,增大量也为0.5Mf。
差速器的结构和工作原理

差速器的结构和工作原理差速器是一种用于分配动力的装置,其主要作用是在两个驱动轮之间实现不同的旋转速度,以保证车辆转弯时能够平稳行驶。
下面将详细介绍差速器的结构和工作原理。
一、差速器的结构差速器通常由输入轴、两个半轴、行星齿轮、差速齿轮以及外壳等部分组成。
1.输入轴:输入轴是连接差速器和传动轴的主轴,主要负责接受发动机的动力输出,并将其传递给差速器的其它部分。
2.半轴:差速器中有两个半轴,分别用于连接两侧的驱动轮。
半轴通常与输入轴相连,在差速器中既起到传递动力的作用,又能够分配不同的旋转速度。
3.行星齿轮:行星齿轮由一个中央齿轮和三个围绕其周围运动的卫星齿轮组成。
卫星齿轮通过小齿轮与差速齿轮相连,一般为3:1的传动比例。
4.差速齿轮:差速齿轮是连接两个半轴的齿轮,它与行星齿轮相连,用于实现不同轮胎的旋转速度分配。
5.外壳:外壳是将差速器的所有部件封装在一起的装置,保证差速器的正常运行。
二、差速器的工作原理差速器的工作原理基于两个关键概念:行星齿轮和差速齿轮。
1.行星齿轮:行星齿轮机构可以实现不同角速度的输出。
中央齿轮被转动时,卫星齿轮围绕它运动,由于它们分别与差速齿轮相连,所以卫星齿轮的运动将直接影响到差速齿轮的转动速度。
2.差速齿轮:差速齿轮是连接两个半轴的齿轮,它与行星齿轮相连。
当车辆行驶直线时,两个驱动轮旋转速度相同,差速齿轮不会转动。
而当车辆需要转弯时,两个驱动轮的旋转速度就会有所差异,此时差速齿轮会转动。
通过行星齿轮的传动作用,转动的差速齿轮将旋转能量传递给匹配差速齿轮的半轴,并将动力转移到较慢一侧的驱动轮上,以保证两侧驱动轮能够以不同的速度旋转。
这种差速器的工作原理使得车辆在转弯时能够实现差速分配,使得内侧轮胎具有较小的旋转半径,同时保证了车辆的稳定性和操控性能。
总结起来,差速器的结构主要由输入轴、两个半轴、行星齿轮、差速齿轮以及外壳组成,其工作原理利用行星齿轮和差速齿轮的传动关系,能够实现在车辆转弯时的差速分配,以确保车辆的平稳行驶。
差速器工作原理与图片

差速器工作原理与图片
差速器是一种用于汽车和其他车辆的机械装置,用于将引擎提供的动力传递到车轮,并在转弯时,允许车轮在不同的速度旋转,从而实现转弯。
差速器通过分配马力到车轮上,确保在转弯时车辆的稳定性和可控性,这是车辆安全性的必要条件。
差速器工作原理是,当车辆在直线行驶时,差速器的齿轮会自动将动力传递到车轮上,并且车轮会以相同的速度旋转。
当车辆转弯时,两边的车轮会以不同的速度旋转。
在此情况下,差速器的齿轮组开始工作,将动力传递到车轮上,以保证两个轮子的旋转速度不同。
这个过程确保车轮可以360度旋转,而不会故障或受损。
差速器通常由一系列齿轮组成,其中包括两个输入齿轮和两个输出齿轮。
差速器的输入齿轮由发动机的动力转速控制,输出齿轮将动力传递到车轮上。
当车辆转弯时,差速器的输出齿轮将动力分配到车轮上,让每个轮子可以按照需求的速度旋转。
差速器在车辆的稳定性和可控性方面起着至关重要的作用。
当车辆转弯时,车辆的内侧和外侧轮子速度以不同的速度旋转。
如果没有差速器,车轮将不能旋转并且可能导致车辆失控,尤其是在高速旋转中。
因此,差速器是汽车和其他车辆的重要组成部分,可确保该车辆在转弯时更加稳定和可控。
差速器简介及原理PPT课件

.
13
.
14
.
15
.
16
.
17
.
18
1使发动机动力指向车轮2相当于车辆上的最终传动减速器在变速器撞击车轮之前最后一次降低其旋转速度3在以不同的速度旋转期间向车轮传输动力这是将它称为差速器的原因一般差速器主要由行星齿轮行星轮架差速器壳半轴齿轮等零件组成发动机的动力经传动轴进入差速器直接驱动差速器壳再由行星轮带动左右两条半轴分别驱动左右车轮
在多轴驱动汽车的各驱动桥之间,也存在类似 问题。为了适应各驱动桥所处的不同路面情况,使 各驱动桥有可能具有不同的输入角速度,可以在各 驱动桥之间装设轴间差速器。
.
7
那么,我们就来对汽车差速器进行一些了解
.
8
.
9
.
10
差速器可分为普通差速器和防 滑差速器两大类。
.
11
差速器具有三种功能: 1、使发动机动力指向车轮 2、相当于车辆上的最终传动减速器,在变速器 撞击车轮之前最后一次降低其旋转速度 3、在以不同的速度旋转期间向车轮传输动力( 这是将它称为差速器的原因)
.
5
.
6
ห้องสมุดไป่ตู้
车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损,增加 汽车的动力消耗,而且可能导致转向和制动性能的 恶化。若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动 两侧驱动轮,则两侧车轮只能同样的转速转动。为 了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态,就必须改用两 根半轴分别连接两侧车轮,而由主减速器从动齿轮 通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮,使它们可用 不同角速度旋转。这种装在同一驱动桥两侧驱动轮 之间的差速器称为轮间差速器。
汽车差速器
.
1
.
2
.
差速器的结构及工作原理

汽车差速器是一个差速传动机构,用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递,避免轮胎与地面间打滑。
当汽车转弯行驶时,外侧车轮比内侧车轮所走过的路程长(图D-C5-5);汽车在不平路面上直线行驶时,两侧车轮走过的曲线长短也不相等;即使路面非常平直,但由于轮胎制造尺寸误差,磨损程度不同,承受的载荷不同或充气压力不等,各个轮胎的滚动半径实际上不可能相等,若两侧车轮都固定在同一刚性转轴上,两轮角速度相等,则车轮必然出现边滚动边滑动的现象。
差速器的作用车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损,增加汽车的动力消耗,而且可能导致转向和制动性能的恶化。
若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮,则两侧车轮只能同样的转速转动。
为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态,就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮,而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮,使它们可用不同角速度旋转。
这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。
在多轴驱动汽车的各驱动桥之间,也存在类似问题。
为了适应各驱动桥所处的不同路面情况,使各驱动桥有可能具有不同的输入角速度,可以在各驱动桥之间装设轴间差速器。
布置在前驱动桥(前驱汽车)和后驱动桥(后驱汽车)的差速器,可分别称为前差速器和后差速器,如安装在四驱汽车的中间传动轴上,来调节前后轮的转速,则称为中央差速器。
差速器可分为普通差速器和防滑差速器两大类。
普通差速器的结构及工作原理目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。
对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴(十字轴或一根直销轴)和差速器壳等组成12-13(见图D-C5-6)。
(从前向后看)左半差速器壳2和右半差速器壳8用螺栓固紧在一起。
主减速器的从动齿轮7用螺栓(或铆钉)固定在差速器壳右半部8的凸缘上。
十字形行星齿轮轴9安装在差速器壳接合面处所对出的园孔内,每个轴颈上套有一个带有滑动轴承(衬套)的直齿圆锥行星齿轮6,四个行星齿轮的左右两侧各与一个直齿圆锥半轴齿轮4相啮合。
汽车差速器原理

汽车差速器原理
汽车差速器是一种重要的传动装置,其主要作用是在汽车行驶过程中协调左右车轮的速度差异,保证汽车在转弯行驶或不平整的路面上的稳定行驶。
差速器的主要原理如下:
1. 差速器的结构:差速器主要由行星齿轮、行星架(差速器壳)、侧齿轮等部件构成。
发动机动力经过传动轴进入差速器,直接驱动行星架旋转。
2. 动力传输:发动机动力驱动行星架旋转,行星齿轮随之旋转。
行星齿轮与两侧的半轴齿轮相连,将动力传递给左右车轮。
3. 转速调整:在汽车转弯行驶时,左右车轮所经过的路程不一致。
差速器通过调整左右轮的转速差,使车轮在转弯过程中保持纯滚动运动,避免边滚动边滑动的情况。
4. 原理简述:当汽车直线行驶时,左右车轮的转速相同。
当汽车转弯时,差速器根据车轮所经过的弧线长度差异,自动调整左右车轮的转速。
外侧车轮的转速高于内侧车轮,以弥补转弯时距离上的差距。
总之,汽车差速器原理主要是通过调整左右车轮的转速差,使汽车在转弯行驶或不平整路面上保持稳定行驶。
差速器的应用使得汽车在复杂路况下,能够灵活应对,确保行驶的安全性和舒适性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
差速器的结构及工作原理(图解)汽车差速器是一个差速传动机构,用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递,避免轮胎与地面间打滑。
当汽车转弯行驶时,外侧车轮比内侧车轮所走过的路程长(图D-C5-5);汽车在不平路面上直线行驶时,两侧车轮走过的曲线长短也不相等;即使路面非常平直,但由于轮胎制造尺寸误差,磨损程度不同,承受的载荷不同或充气压力不等,各个轮胎的实际上不可能相等,若两侧车轮都固定在同一转轴上,两轮角速度相等,则车轮必然出现边滚动边滑动的现象。
差速器的作用车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损,增加汽车的动力消耗,而且可能导致转向和制动性能的恶化。
若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮,则两侧车轮只能同样的转速转动。
为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态,就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮,而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮,使它们可用不同角速度旋转。
这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。
在多轴驱动汽车的各驱动桥之间,也存在类似问题。
为了适应各所处的不同路面情况,使各驱动桥有可能具有不同的输入角速度,可以在各驱动桥之间装设轴间差速器。
布置在前驱动桥(前驱汽车)和后驱动桥(后驱汽车)的差速器,可分别称为前差速器和后差速器,如安装在四驱汽车的中间传动轴上,来调节前后轮的转速,则称为中央差速器。
差速器可分为普通差速器和两大类。
普通差速器的结构及工作原理目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。
对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴(十字轴或一根直销轴)和差速器壳等组成12-13(见图D-C5-6)。
(从前向后看)左半差速器壳2和右半差速器壳8用螺栓固紧在一起。
主减速器的从动齿轮7用螺栓(或)固定在差速器壳右半部8的上。
十字形行星齿轮轴9安装在差速器壳接合面处所对出的园孔内,每个轴颈上套有一个带有滑动轴承(衬套)的直齿圆锥行星齿轮6,四个行星齿轮的左右两侧各与一个直齿圆锥半轴齿轮4相啮合。
半轴齿轮的轴颈支承在差速器壳左右相应的孔中,其内花键与半轴相连。
与差速器壳一起转动(公转)的行星齿轮拨动两侧的半轴齿轮转动,当两侧车轮所受阻力不同时,行星齿轮还要绕自身轴线转动--自转,实现对两侧车轮的差速驱动。
行星齿轮的背面和差速器壳相应的内表面,均做成球面,这样作能增加行星齿轮轴孔长度,有利于和两个半轴齿轮正确地啮合。
差速器的工作原理在传力过程中,行星齿轮和半轴齿轮这两个锥齿轮间作用着很大的轴向力,为减少齿轮和差速器壳之间的磨损,在半轴齿轮和行星齿轮背面分别装有平垫片3和球面垫片5。
垫片通常用软钢、铜或者聚甲醛塑料制成。
差速器的润滑是和主减速器一起进行的。
为了使润滑油进入差速器内,往往在差速器壳体上开有窗口。
为保证能顺利到达行星齿轮和行星齿轮轴轴颈之间,在行星齿轮轴轴颈上铣出一平面,并在行星齿轮的齿间钻出径向油孔。
在中级以下的汽车上,由于驱动车轮的转矩不大,差速器内多用两个行星齿轮。
相应的行星齿轮轴相为一根直销轴,差速器壳可以制成开有大窗孔的整体式壳,通过大窗孔,可以进行拆装行星齿轮和半轴齿轮的操作。
差速器的工作原理图解一般的差速器主要是由两个侧齿轮(通过半轴与车轮相连)、两个行星齿轮(行星架与环形齿轮连接)、一个环形齿轮(动力输入轴相连)。
传动轴传过来的动力通过主动齿轮传递到环齿轮上,环齿轮带动行星齿轮轴一起旋转,同时带动侧齿轮转动,从而推动驱动轮前进。
当车辆直线行驶时,左右两个轮受到的阻力一样,行星齿轮不自转,把动力传递到两个半轴上,这时左右车轮转速一样(相当于刚性连接)。
当车辆转弯时,左右车轮受到的阻力不一样,行星齿轮绕着半轴转动并同时自转,从而吸收阻力差,使车轮能够与不同的速度旋转,保证汽车顺利过弯。
普通齿轮式差速器的两个特性对称式锥齿轮差速器中的运动特性关系式如图D-C5-7gif-20所示为普通对称式锥齿轮差速器简图。
差速器壳3作为差速器中的主动件,与主减速器的从动齿轮6和行星齿轮轴5连成一体。
半轴齿轮1和2为差速器中的从动件。
行星齿轮即可随行星齿轮轴一起绕差速器旋转轴线公转,又可以绕行星齿轮轴轴线自转。
设在一段时间内,差速器壳转了N0圈,半轴齿轮1和2分别转了N1圈和N2(N0、N1 和N2不一定是整数)圈,则当行星齿轮只绕差速器旋转轴线公转而不自转时,行星齿轮拨动半轴齿轮1和2同步转动,则有:N1 =N2 =N0当行星齿轮在公转的同时,又绕行星齿轮轴轴线自转时,由于行星齿轮自转所引起一侧半轴齿轮1比差速器壳多转的圈数(N4)必然等于另一侧半轴齿轮2比差速器壳少转的圈数。
于是有: N1 =N0 +N4 和 N2 =N0 -N4以上两种情况,N1 、N2 与N0之间都有以下关系式:N1 +N2=2N0若用角速度表示,应有:ω1 +ω2=2ω0其中ω1 、ω2和ω0分别为左、右半轴和差速器壳的转动角速度。
上式表明,左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍,这就是两半轴齿轮直径相等的对称式锥齿轮差速器的运动特性关系式。
B 对称式锥齿轮差速器中的转矩分配关系式在以上差速器中,设输入差速器壳的转矩为M0 ,输出给左、右两半轴齿轮的转矩为M1和M2。
当与差速器壳连在一起的行星齿轮轴带动行星齿轮转动时,行星齿轮相当于一根横向杆,其中点被行星齿轮轴推动,左右两端带动半轴齿轮转动,作用在行星齿轮上的推动力必然平均分配到两个半轴齿轮之上。
又因为两个半轴齿轮半径也是相等的。
所以当行星齿轮没有自转趋势时,差速器总是将转矩M0平均分配给左、右两半轴齿轮,即M1=M2= M0。
当两半轴齿轮以不同转速朝相同方向转动时,设左半轴转速nl大于右半轴转速n2,则行星齿轮将按图D-C5-8gif-21上实线箭头n4的方向绕行星齿轮轴轴颈5自转,此时行星齿轮孔与行星齿轮轴轴颈间以及行星齿轮背部与差速器壳之间都产生摩擦,半轴齿轮背部与差速器壳之间也产生摩擦。
这几项摩擦综合作用的结果,使转得快的左半轴齿轮得到的转矩M1减小,设减小量为;而转得慢的右半轴齿轮得到的转矩M1增大,增大量也为。
因此,当左右驱动车轮存在转速差时,M1 = (M0-Mf)M2 = (M0+Mf)左、右车轮上的转矩之差等于折合到半轴齿轮上总的内摩擦力矩Mf。
1,2-半轴齿轮;3-差速器壳;4-行星齿轮;5-行星齿轮轴;6-主减速器从动齿轮图D-C5-7 差速器运动原理示意图1-半轴齿轮;2-半轴齿轮;3-行星齿轮轴;4-行星齿轮图D-C5-8 差速器分配示意图差速器中折合到半轴齿轮上总的的内摩擦力矩Mf与输入差速器壳的转矩M0之比叫作差速器的锁紧系数K,即K=Mf/M0输出给转得快慢不同的左右两侧半轴齿轮的转矩可以写成:M1= M0(1-K)M2= M0(1+ K)输出到低速半轴的转矩与输出到高速半轴的转矩之比Kb可以表示为: Kb=M2/M1=(1+K)/(1-K)锁紧系数K可以用来衡量差速器内摩擦力矩的大小及转矩分配特性,目前广泛使用的对称式锥齿轮差速器,其内摩擦力矩很小,锁紧系数K为~, 输出到两半轴的最大转矩之比Kb =~。
因此可以认为无论左右驱动轮转速是否相等,对称式锥齿轮差速器总是将转矩近似平均分配给左右驱动轮的。
这样的转矩分配特性对于汽车在良好路面上行驶是完全可以的,但当汽车在坏路面行驶时,却会严重影响其通过能力。
例如当汽车的一侧驱动车轮驶入泥泞路面,由于附着力很小而打滑时,即使另一车轮是在好路面上,汽车往往不能前进。
这是因为对称式锥齿轮差速器平均分配转矩的特点,使在好路面上车轮分配到的转矩只能与传到另一侧打滑驱动轮上很小的转矩相等,以致使汽车总的牵引力不足以克服行驶阻力而不能。
为了提高汽车在坏路上的通过能力,可采用各种型式的抗滑差速器。
抗滑差速器的共同特点是在一侧驱动轮打滑时,能使大部分甚至全部转矩传给不打滑的驱动轮,充分利用另一侧不打滑驱动轮的附着力而产生足够的牵引力,使汽车继续行驶。
抗滑差速器为了防止车轮打滑而无法脱困的弱点,差速器锁应用而生。
但是差速器的锁死装置在分离和接合时会影响汽车行驶的稳定性。
而限滑差速器(LSD)启动柔和,有较好的驾驶稳定性和舒适性,不少城市SUV和四驱轿车都采用限滑(抗滑)差速器。
限滑差速器主要通过摩擦片来实现动力的分配。
其壳体内有多片离合器,一旦某组车轮打滑,利用车轮差的作用,会自动把部分动力传递到没有打滑的车轮,从而摆脱困境。
不过在长时间重负荷、高强度越野时,会影响它的可靠性。
抗滑差速器常用的抗滑差速器有:强制锁止式差速器、高摩擦自锁式差速器(有摩擦片式、滑块凸轮式等结构型式)、牙嵌式自由轮差速器和托森差速器等。
下面对强制锁止式差速器和托森差速器的结构和工作原理作比较简单的介绍。
强制锁止式差速器:在对称式锥齿轮差速器上设置差速锁(见图D-C5-9)。
可以用电磁阀控制的气缸操纵一个离合机构,使一侧半轴与差速器壳相接合。
由该种差速器中的运动特性关系式:ω1+ω2=2 ω0如ω1或ω2=ω0,则必有ω1=ω2,这就相当于把左右两半轴锁成一体一同旋转。
这样,当一侧驱动轮打滑而牵引力过小时,从主减速器传来的转矩绝大部分部分配到另一侧驱动轮上,使汽车得以通过这样的路段。
强制锁止式差速器结构简单,但一般要在停车时进行操纵。
而且接上差速锁时,左右车轮刚性连接,将产生前转向困难,轮胎磨损严重等问题。
托森差速器托森差速器的结构如图D-C5-10所示,该差速器由差速器壳,左、右半轴蜗杆、蜗轮轴和蜗轮等。
差速器壳与主减速器的被动齿轮相连。
三对蜗轮通过蜗轮轴固定在差速器壳上,分别与左、右半轴蜗杆相啮合,每个蜗轮两端固定有直齿圆柱直齿轮。
成对的蜗轮通过两端相互啮合的直齿圆柱齿轮发生联系。
差速器外壳通过蜗轮轴带动蜗轮绕差速器半轴轴线转动,蜗轮再带动半轴蜗杆转动。
托森当汽车转向时,左、右半轴蜗杆出现转速差,通过成对蜗轮两端相互啮合的直齿圆柱齿轮相对转动,使一侧半轴蜗杆转速加快,另一侧半轴蜗杆转速下降,实现差速作用。
比差速器壳快的半轴蜗杆受到三个蜗轮给予的与转动方向相反的附加转矩,转速比差速器壳慢的半轴蜗杆受到另外三个蜗轮给予的与转动方向相同的附加转矩,从而使转速低的半轴蜗杆比转速高的半轴蜗杆得到的驱动转矩大,即当一侧驱动轮打滑时,附着力大的驱动轮比附着力小的驱动轮得到的驱动转矩大。
托森差速器又称蜗轮-蜗杆式差速器,其锁紧系数K为, 输出到两半轴的最大转矩之比Kb =。
托森差速器内部为蜗轮蜗杆行星齿轮结构。
托森差速器一般在四驱汽车上作为中央差速用。
它的工作是纯机械的而无需任何电子系统介入,基本原理是利用蜗轮蜗杆的单向传动(运动只能从蜗杆传递到蜗轮,反之发生自锁)特性,因此比电子控制的中央差速系统能更及时可靠地调节前后扭矩分配。