汽車(chē)是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常使用的交通工具。然而，汽車(chē)的起步并不容易，它體現(xiàn)了人類(lèi)幾百年來(lái)的技術(shù)結(jié)晶。今天，我將向您解釋汽車(chē)差速器中一個(gè)非常不起眼但卻至關(guān)重要的裝置。汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)自哪里？傻子都知道是發(fā)動(dòng)機(jī)！但是你有沒(méi)有想過(guò)在普通的兩輪驅(qū)動(dòng)上，動(dòng)力是如何從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到兩個(gè)輪胎的？由于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力經(jīng)過(guò)變速箱后只是一根傳動(dòng)軸，而且有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，這就需要一個(gè)把傳動(dòng)軸的動(dòng)力分成兩部分傳遞給車(chē)輪的裝置。這個(gè)裝置就是差速器！

為了解釋微分原理，我們首先引用百度百科中的解釋:

"...汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，車(chē)輪的軌跡是一條弧線。如果汽車(chē)向左轉(zhuǎn)彎，圓弧的中心在左邊。同時(shí)，右輪的圓弧比左輪的長(zhǎng)。為了平衡這種差異，左輪應(yīng)該慢一些，右輪應(yīng)該快一些，用不同的速度來(lái)彌補(bǔ)距離的差異?！?/P>

"...普通差速器由行星齒輪、行星架、半軸齒輪等部分組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)軸進(jìn)入差速器，直接驅(qū)動(dòng)行星架，再由行星輪驅(qū)動(dòng)左右半軸分別驅(qū)動(dòng)左右車(chē)輪。差速器的設(shè)計(jì)要求滿足:+=2。當(dāng)汽車(chē)直線行駛時(shí)，左右車(chē)輪和行星架的轉(zhuǎn)速相等，處于平衡狀態(tài)，但當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，三個(gè)車(chē)輪的平衡狀態(tài)被破壞，導(dǎo)致內(nèi)輪轉(zhuǎn)速下降，外輪轉(zhuǎn)速上升?！?

“這種調(diào)整是自動(dòng)的，其中涉及到能量消耗最小的原則，即地球上所有物體往往消耗的能量最少。比如你把一顆豆子放入碗中，豆子會(huì)自動(dòng)停留在碗底，但絕不會(huì)停留在碗壁，因?yàn)橥氲资悄芰孔畹偷奈恢茫鼤?huì)自動(dòng)選擇靜止而不是連續(xù)運(yùn)動(dòng)。同理，轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)輪會(huì)自動(dòng)趨向能耗最低的狀態(tài)，并根據(jù)轉(zhuǎn)彎半徑自動(dòng)調(diào)整左右車(chē)輪的速度。轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于外輪有滑動(dòng)拖動(dòng)現(xiàn)象，內(nèi)輪有滑動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，此時(shí)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪會(huì)產(chǎn)生相反方向的附加力。由于‘能耗最小’的原理，必然會(huì)導(dǎo)致兩側(cè)車(chē)輪速度不同，破壞三者之間的平衡關(guān)系，通過(guò)半軸反映在半軸齒輪上，迫使行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使外側(cè)半軸速度加快，內(nèi)側(cè)半軸速度減慢，從而實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車(chē)輪速度的差異?！?/P>

對(duì)于專(zhuān)業(yè)人士來(lái)說(shuō)，這篇文章可以到此結(jié)束，但作為普通的愛(ài)車(chē)人士，我們需要的不是死板的書(shū)本知識(shí)，所以有必要用通俗易懂的語(yǔ)言解釋清楚差速器是如何工作的。

●為什么要安裝差速器？

首先要說(shuō)的是差速裝置安裝的位置，它的位置應(yīng)該在傳動(dòng)軸和左右半軸的相交處，變速箱輸出的動(dòng)力在這里分配給左右半軸。至于為什么要裝差速器，就不用多解釋了。百度百科很清楚。我們都知道，直線行駛時(shí)左右驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速是一樣的，但轉(zhuǎn)彎時(shí)兩側(cè)車(chē)輪的距離不相等，所以車(chē)輪的轉(zhuǎn)速肯定會(huì)不一樣。差速器的功能是允許左右驅(qū)動(dòng)輪以不同的速度行駛。

●差速器的結(jié)構(gòu):

其實(shí)說(shuō)白了，整個(gè)差速器系統(tǒng)的核心就是四個(gè)齒輪:兩個(gè)行星齒輪和兩個(gè)與傳動(dòng)軸連接的半軸齒輪。這四個(gè)齒輪都在差速器箱內(nèi)，差速器箱與傳動(dòng)軸連接，自行轉(zhuǎn)動(dòng)。行駛時(shí)，其旋轉(zhuǎn)方向與車(chē)輪相同。

我們可以用一個(gè)球體來(lái)解釋微分問(wèn)題！我們假設(shè)這個(gè)球體和地球一樣，有兩極和以兩極連線為軸的自傳。這個(gè)球體可以理解為差速器箱，這個(gè)箱的兩極與汽車(chē)的左右半軸連接。這里安裝了兩個(gè)半軸齒輪，兩個(gè)齒輪中心的連線是差速器箱的旋轉(zhuǎn)軸。

除了兩個(gè)半軸齒輪，還有兩個(gè)行星齒輪。了解兩個(gè)行星齒輪的狀態(tài)是理解差動(dòng)原理的關(guān)鍵。以剛才提到的球體為例。兩個(gè)齒輪相對(duì)安裝，與半軸齒輪垂直，相當(dāng)于6點(diǎn)和12點(diǎn)。這兩個(gè)齒輪往往要反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，才能實(shí)現(xiàn)差速動(dòng)作。在自我旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，外殼會(huì)隨著兩個(gè)齒輪旋轉(zhuǎn)。

這四個(gè)齒輪雖然安裝在殼體內(nèi)部，但都可以獨(dú)立于差速器殼體旋轉(zhuǎn)，但它們相互嚙合，每個(gè)齒輪的兩側(cè)都與另外兩個(gè)齒輪嚙合。只要其中一個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，另外三個(gè)齒輪就會(huì)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，其中一個(gè)齒輪向某個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，與之相對(duì)的另一個(gè)齒輪也必須向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)！這個(gè)現(xiàn)象可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證:如果一輛車(chē)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪都懸空空，一個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)車(chē)輪就會(huì)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

●差速器的工作原理:

“車(chē)輛直行時(shí)的差速狀態(tài)”

直線行駛時(shí)，左右驅(qū)動(dòng)輪的阻力大致相同。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力首先傳遞到差速器殼，使差速器殼開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。接下來(lái)，我們應(yīng)該把動(dòng)力從外殼傳遞到左右半軸。我們可以理解為兩邊的半軸齒輪是互相“競(jìng)爭(zhēng)”的。因?yàn)閮蛇呠?chē)輪的阻力是一樣的，所以都無(wú)法突破另一邊。因此，差速器殼體中的行星齒輪隨殼體一起旋轉(zhuǎn)，不會(huì)同時(shí)旋轉(zhuǎn)。兩個(gè)行星齒輪咬合兩個(gè)半軸齒輪，同速旋轉(zhuǎn)，讓汽車(chē)直線行駛！

“一個(gè)輪子遇到阻力”

假設(shè)車(chē)輛現(xiàn)在左轉(zhuǎn)，左驅(qū)動(dòng)輪會(huì)行駛一小段距離，會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較大的阻力。差速器殼通過(guò)齒輪與輸出軸連接，在傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速不變的情況下，差速器殼的轉(zhuǎn)速不會(huì)改變，所以左半軸齒輪會(huì)比差速器殼轉(zhuǎn)動(dòng)慢，相當(dāng)于行星齒輪驅(qū)動(dòng)左半軸更費(fèi)力。此時(shí)，行星齒輪會(huì)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，將更多的扭矩傳遞給右半軸齒輪。由于行星齒輪的公轉(zhuǎn)加上自身的自轉(zhuǎn)，右半軸齒輪會(huì)在差速器殼轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上增加，使右輪比左輪轉(zhuǎn)得快，從而使車(chē)輛平穩(wěn)。

為了讓大家更容易理解微分的原理，我就用上面的視頻來(lái)解釋一下。首先，視頻中的差別和我們之前講的差別有點(diǎn)不一樣。視頻中的差速器有四個(gè)行星齒輪，而我們所說(shuō)的差速器有兩個(gè)行星齒輪。其實(shí)你不用在意行星齒輪的數(shù)量，本質(zhì)原理是一樣的。

在這個(gè)視頻中，從屏幕最左邊延伸出來(lái)的軸就是傳動(dòng)軸，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)軸傳遞到差速器殼。視頻中最大的齒輪固定在差速器殼上，這個(gè)大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于差速器殼的轉(zhuǎn)動(dòng)。

在視頻的前7秒，演示了車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的狀態(tài)。我們可以清楚地看到，下半軸比另一個(gè)半軸和差速器殼慢。此時(shí)，差速器箱中的行星齒輪將旋轉(zhuǎn)并將扭矩傳遞給另一半軸。從第7秒到第14秒，演示直線行駛，兩側(cè)阻力相同，所以殼體內(nèi)的行星齒輪不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩側(cè)半軸轉(zhuǎn)速相同。第14秒后，證明上半軸遇到阻力。

●普通差速器的缺點(diǎn):

現(xiàn)在有一個(gè)問(wèn)題:如果驅(qū)動(dòng)輪的一側(cè)失去抓地力，為什么車(chē)輛不能前進(jìn)？那是因?yàn)楫?dāng)一個(gè)車(chē)輪失去對(duì)地面的抓地力時(shí)，這個(gè)側(cè)輪的阻力等于零，而另一個(gè)側(cè)輪的阻力對(duì)于失去對(duì)地面抓地力的一側(cè)來(lái)說(shuō)太大了。隨著外殼旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，差速器中的行星齒輪會(huì)瘋狂旋轉(zhuǎn)，不斷將動(dòng)力傳遞給失去地面抓地力的側(cè)輪，所以汽車(chē)只會(huì)停留在原地。

所以可以說(shuō)，我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|到的兩輪驅(qū)動(dòng)家用車(chē)其實(shí)是非常脆弱的。只要路面鋪得不好或泥濘，就有可能拋錨！這與這輛車(chē)的馬力無(wú)關(guān)。這也是為什么很多高性能車(chē)和越野車(chē)都配備限滑差速器的原因。

限滑差速器的作用是，如果左右半軸之間的速度差過(guò)大，限滑差速器會(huì)鎖住普通差速器，使動(dòng)力在左右半軸之間合理分配。但有些專(zhuān)業(yè)越野車(chē)配備了四驅(qū)裝置和差速鎖，當(dāng)抓地力不足時(shí)，通過(guò)手動(dòng)控制或電子裝置鎖止差速器。此時(shí)差速器不工作，動(dòng)力均勻分配到四個(gè)車(chē)輪，幫助車(chē)輛脫困。四輪驅(qū)動(dòng)裝置的原理將在下面的文章中詳細(xì)解釋。

●汽車(chē)技術(shù)難懂？汽車(chē)設(shè)計(jì)太遠(yuǎn)？誰(shuí)說(shuō)的？這些內(nèi)容也可以很有趣！

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