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差速器

差速器

差速器,英文Differential。差速器是一种特定类型的简单行星齿轮系,它的特点是该装置的角速度等于其太阳齿轮和环形齿轮的角速度的平均值,这样的装配保证了齿轮系有一个固定的比率R=-1,可以实现齿轮系以不同的转速运行,因此也就被称之为差速器。普通的差速器有两种结构,一种为正齿轮差速器,可以通过连接有两个相同的、同轴周转的行星齿轮系来实现。另外是通过使用锥型的太阳和环形齿轮组合来完成,也被称为伞齿轮差速器,汽车差速器基本采用的是后一种结构。

汽车差速器

在汽车或者其他轮式运输工具里,由于在转弯的时候,内侧车轮和外侧车轮的转弯半径不同,也就导致了其运行距离是不等长的。因此如果想要汽车能够顺畅和精确的做转弯动作,就需要安装一个装置来转换和允许内外侧以不同的速率运动,从而以不同的转速来弥补运行距离的差异,也就是汽车差速器,如下图所示为一汽车加速器结构示意图。

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汽车差速器系统的核心组件是两个行星齿轮和两个与传动轴相连的半轴齿轮。这四个齿轮配置在差速器的一个内部壳体内,并且相互之间互相咬合在一起,每个齿轮都咬合着另外两个齿轮 (每个半轴齿轮都咬合两个行星齿轮,而每个行星齿轮又咬合两个半轴齿轮),所以只要其中一个齿轮转动,势必会牵动其他三个齿轮一同转动,而其中一个半轴齿轮朝某个方向转动时,另外一侧的半轴齿轮势必会向反方向旋转,这个现象可以通过实验证明,当把车辆的两个驱动轮悬空,转动一侧的车轮向一个方向旋转势必会使另一侧的车轮往反方向旋转。

汽车差速器工作原理

当汽车以直线行驶时,由于左右两边的驱动轮受到的阻力大致相同,从引擎输出轴 (即差速器的输入轴) 会带动左右两边的半轴齿轮,此时由于两边所受阻力一致,因此中间的两个行星齿轮跟着两边的半轴齿轮转动而不产生自转,如图。当车辆进行转弯时,由于一侧车轮行驶的距离会比另一侧的要短,即使得产生的阻力变得比另一侧要大,这就意味着行星齿轮转动这一侧车轮时会更加费力,这个平衡遭到破坏,迫使行星齿轮产生自转,使外侧车轮转速加快,从而使车辆得以顺畅的转弯。

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