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差速器的作用是什么？


差速器的工作原理
凱倫奈斯 著
如果你已經閱讀了汽車發動機工作原理，你就能懂得汽車動力是如何產生的；如果你已經閱讀了手動變速器的工作原理，你就會懂得下一步動力會傳到哪里 。對大多數汽車來說，差速器在其傳動系中 ， 位于驅動輪之前的最后一級 。本文將闡述差速器的工作原理 。
差速器有三大功用：
把發動機發出的動力傳輸到車輪上；
充當汽車主減速齒輪，在動力傳到車輪之前將傳動系的轉速減下來
將動力傳到車輪上，同時，允許兩輪以不同的輪速轉動
在本文中，你將會了解到汽車為什么需要一個差速器，它工作的方式及其優缺點 。我們也將會了解到防滑差速器 。
為什么需要差速器
當汽車轉向時，車輪以不同的速度旋轉 。在下面的動畫中你可以看到，在轉彎時，每個車輪駛過的距離不相等，即內側車輪比外側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的時間，所以行駛距離短的車輪轉動的速度就慢 。同時需要注意的是：前輪較之后輪，所走過的路程是不同的 。
對于后輪驅動型汽車的從動輪 ， 或前輪驅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結，它們彼此獨立轉動 。但是兩主動輪間相互是有聯系的 。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結在一起，以同一轉速驅動旋轉 。這會導致汽車轉向困難 。此時，為了使汽車能夠轉彎 ， 一個輪胎將不得不打滑 。對于現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生很大的應力 。
什么是差速器
差速器就是一種將發動機輸出扭矩一分為二的裝置 ， 允許轉向時輸出兩種不同的轉速 。
在現代轎車或貨車，包括許多四輪驅動汽車上，都能找到差速器 。這些四輪驅動車的每組車輪之間都需要差速器 。同樣，其兩前輪和兩后輪之間也需要一個差速器 。這是因為汽車轉彎時，前輪較之后輪，走過的距離是不相同的 。
部分四輪驅動車前后輪之間沒有差速器 。相反的 ， 他們被固定聯結在一起，以至于前后輪轉向時能夠以同樣的平均轉速轉動 。這就是為什么當四輪驅動系統忙碌時，這種車輛轉向困難的原因 。
不同車速下轉彎
我們將從最簡單的一類差速器——開式差速器，講起 。首先 ， 我們需要了解一些技術：下圖就是一個開式差速器部件 。
當一輛轎車沿著一條路直線行駛時，兩側車輪以同一轉速轉動 。輸入小齒輪帶動螺旋錐齒輪和殼體 。殼體內的小齒輪都不轉動，兩邊的齒都有效的將殼體鎖住 。
注意到輸入小齒輪的齒比螺旋錐齒輪的齒小 。如果主減速比為4.10，螺旋錐齒輪的齒數就要比輸入小齒輪的齒多4.10倍 。更多關于傳動率的信息請參閱齒輪是如何工作的 。
當一輛汽車轉彎時，車輪必須以不同的轉速旋轉 。
從上圖中 ， 你可以看到殼體內的小齒輪在車輛轉向時開始轉動 。以此實現兩側車輪以不同的轉速旋轉 。內側車輪要比殼體轉得慢 。但外側車輪就要轉得相對快點 。
在薄冰上行駛
開式差速器一般都是將相同大小的扭矩分配到兩側車輪上 。有兩個因素決定分配到車輪扭矩的多少：設備及牽引力 。在干燥的環境、有充足的牽引力的情況下，分配到車輪的扭矩受到發動機及齒輪的限制；在牽引力較小的情況下 ， 諸如在冰面上行駛 。在這種情況下，扭矩的大小受限于車輪不至于打滑 。所以 ， 即使一輛車可以產生更大的扭矩，同樣需要足夠的牽引力用以將這些扭轉力矩傳輸到地面上 。如果當車輪開始打滑時 ， 你用力睬油門，只會使車輪轉得更快 。
如果你曾經在冰面上開過車，你可能知道使加速變得容易的方法 。那就是你不以一檔起步而是二檔起步 ， 甚至是三檔 。因為變速器里的檔位越高，傳到車輪上的扭矩會變的更少 。這樣就會讓車輪在不轉的情況下加速更快 。
當一個汽車主動輪在附著系數較高的路面上 ， 而另一個主動輪卻在冰面上時，會發生什么情況呢？這就是開式差速器的問題所在 。
記住 ， 開式差速器總是運用于兩輪轉矩相等的情況下，最大扭矩受限于最大防滑系數的限制 。他并不會給在冰面上的車輪以更大的扭矩 。而且牽引力好的那個車輪僅獲得很少量的扭矩 。此時 ， 你的車就不能正常運行 。
越野行駛
除此之外 ， 開式差速器可能在你越野的時候給你帶來麻煩 。如果你有一輛前后都有差速器的四輪驅動車或越野車，你可能被卡住 。
現在 ， 記得——就如我們之前已經提到過的，開式差速器一般都是給兩輪傳遞相等的扭矩 。如果一側前輪及一側后輪陷入地中 ， 兩輪只能在空無助的旋轉，汽車根本無法移動 。
這類問題只能通過防滑式差速器（LSD）來解決，有時也叫做“positraction” 。防滑差速器使用多種機械技術來實現常規差速器使車輛轉彎的行為 。當一側車輪打滑時，提供更多的扭矩給不打滑的輪子 。
【差速器的作用是什么？】接下去的幾章將詳細介紹不同類型的防滑差速器 ， 包括離合器式防滑差速器，粘性鎖止式差速器 ， 托森差速器等 。

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