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差速器的作用是什么？


差速器的工作原理
凯伦奈斯 著
如果你已经阅读了汽车发动机工作原理，你就能懂得汽车动力是如何产生的；如果你已经阅读了手动变速器的工作原理，你就会懂得下一步动力会传到哪里 。对大多数汽车来说，差速器在其传动系中 ， 位于驱动轮之前的最后一级 。本文将阐述差速器的工作原理 。
差速器有三大功用：
把发动机发出的动力传输到车轮上；
充当汽车主减速齿轮，在动力传到车轮之前将传动系的转速减下来
将动力传到车轮上，同时，允许两轮以不同的轮速转动
在本文中，你将会了解到汽车为什么需要一个差速器，它工作的方式及其优缺点 。我们也将会了解到防滑差速器 。
为什么需要差速器
当汽车转向时，车轮以不同的速度旋转 。在下面的动画中你可以看到，在转弯时，每个车轮驶过的距离不相等，即内侧车轮比外侧车轮驶过的距离要短 。因为车速等于汽车行驶的距离除以通过这段距离所花费的时间，所以行驶距离短的车轮转动的速度就慢 。同时需要注意的是：前轮较之后轮，所走过的路程是不同的 。
对于后轮驱动型汽车的从动轮 ， 或前轮驱动型汽车的从动轮来说，不存在这样的问题 。由于它们之间没有相互联结，它们彼此独立转动 。但是两主动轮间相互是有联系的 。因此一个引擎或一个变速箱可以同时带动两个车轮 。如果你的车上没有差速器，两个车轮将不得不固定联结在一起，以同一转速驱动旋转 。这会导致汽车转向困难 。此时，为了使汽车能够转弯 ， 一个轮胎将不得不打滑 。对于现代轮胎和混凝土道路来说，要使轮胎打滑则需要很大的外力，这个力通过车桥从一个轮胎传到另一个轮胎 ， 这样就给车桥零部件产生很大的应力 。
什么是差速器
差速器就是一种将发动机输出扭矩一分为二的装置 ， 允许转向时输出两种不同的转速 。
在现代轿车或货车，包括许多四轮驱动汽车上，都能找到差速器 。这些四轮驱动车的每组车轮之间都需要差速器 。同样，其两前轮和两后轮之间也需要一个差速器 。这是因为汽车转弯时，前轮较之后轮，走过的距离是不相同的 。
部分四轮驱动车前后轮之间没有差速器 。相反的 ， 他们被固定联结在一起，以至于前后轮转向时能够以同样的平均转速转动 。这就是为什么当四轮驱动系统忙碌时，这种车辆转向困难的原因 。
不同车速下转弯
我们将从最简单的一类差速器——开式差速器，讲起 。首先 ， 我们需要了解一些技术：下图就是一个开式差速器部件 。
当一辆轿车沿着一条路直线行驶时，两侧车轮以同一转速转动 。输入小齿轮带动螺旋锥齿轮和壳体 。壳体内的小齿轮都不转动，两边的齿都有效的将壳体锁住 。
注意到输入小齿轮的齿比螺旋锥齿轮的齿小 。如果主减速比为4.10，螺旋锥齿轮的齿数就要比输入小齿轮的齿多4.10倍 。更多关于传动率的信息请参阅齿轮是如何工作的 。
当一辆汽车转弯时，车轮必须以不同的转速旋转 。
从上图中 ， 你可以看到壳体内的小齿轮在车辆转向时开始转动 。以此实现两侧车轮以不同的转速旋转 。内侧车轮要比壳体转得慢 。但外侧车轮就要转得相对快点 。
在薄冰上行驶
开式差速器一般都是将相同大小的扭矩分配到两侧车轮上 。有两个因素决定分配到车轮扭矩的多少：设备及牵引力 。在干燥的环境、有充足的牵引力的情况下，分配到车轮的扭矩受到发动机及齿轮的限制；在牵引力较小的情况下 ， 诸如在冰面上行驶 。在这种情况下，扭矩的大小受限于车轮不至于打滑 。所以 ， 即使一辆车可以产生更大的扭矩，同样需要足够的牵引力用以将这些扭转力矩传输到地面上 。如果当车轮开始打滑时 ， 你用力睬油门，只会使车轮转得更快 。
如果你曾经在冰面上开过车，你可能知道使加速变得容易的方法 。那就是你不以一档起步而是二档起步 ， 甚至是三档 。因为变速器里的档位越高，传到车轮上的扭矩会变的更少 。这样就会让车轮在不转的情况下加速更快 。
当一个汽车主动轮在附着系数较高的路面上 ， 而另一个主动轮却在冰面上时，会发生什么情况呢？这就是开式差速器的问题所在 。
记住 ， 开式差速器总是运用于两轮转矩相等的情况下，最大扭矩受限于最大防滑系数的限制 。他并不会给在冰面上的车轮以更大的扭矩 。而且牵引力好的那个车轮仅获得很少量的扭矩 。此时 ， 你的车就不能正常运行 。
越野行驶
除此之外 ， 开式差速器可能在你越野的时候给你带来麻烦 。如果你有一辆前后都有差速器的四轮驱动车或越野车，你可能被卡住 。
现在 ， 记得——就如我们之前已经提到过的，开式差速器一般都是给两轮传递相等的扭矩 。如果一侧前轮及一侧后轮陷入地中 ， 两轮只能在空无助的旋转，汽车根本无法移动 。
这类问题只能通过防滑式差速器（LSD）来解决，有时也叫做“positraction” 。防滑差速器使用多种机械技术来实现常规差速器使车辆转弯的行为 。当一侧车轮打滑时，提供更多的扭矩给不打滑的轮子 。
【差速器的作用是什么？】接下去的几章将详细介绍不同类型的防滑差速器 ， 包括离合器式防滑差速器，粘性锁止式差速器 ， 托森差速器等 。

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