差速器怎样传递力的

Question

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Answer 1

　　各类差速器的特性比较：

　　一． 开式差速器
　　切诺基的开式差速器的结构，是典型的行星齿轮组结构，只不过太阳轮和外齿圈的齿数是一样的。在这套行星齿轮组里，主动轮是行星架，被动轮是两个太阳轮。通过行星齿轮组的传动特性我们知道，如果行星架作为主动轴，两个太阳轮的转速和转动方向是不确定的，甚至两个太阳轮的转动方向是相反的。
　　车辆直行状态下，这种差速器的特性就是，给两个半轴传递的扭矩相同。在一个驱动轮悬空情况下，如果传动轴是匀速转动，有附着力的驱动轮是没有驱动力的，如果传动轴是加速转动，有附着力的驱动轮的驱动力等于悬空车轮的角加速度和转动惯量的乘积。
　　车辆转弯轮胎不打滑的状态下，差速器连接的两个半轴的扭矩方向是相反的，给车辆提供向前驱动力的，只有内侧的车轮，行星架和内侧的太阳轮之间由等速传动变成了减速传动，驾驶感觉就是弯道加速比直道加速更有力。
　　开式差速器的优点就是在铺装路面上转行行驶的效果最好。缺点就是在一个驱动轮丧失附着力的情况下，另外一个也没有驱动力。
　　开式差速器的适用范围是所有铺装路面行驶的车辆，前桥驱动和后桥驱动都可以安装。

　　二． 限滑差速器
　　限滑差速器用于部分弥补开式差速器在越野路面的传动缺陷，它是在开式差速器的机构上加以改进，在差速器壳的边齿轮之间增加摩擦片，对应于行星齿轮组来讲，就是在行星架和太阳轮之间增加了摩擦片，增加太阳轮与行星架自由转动的阻力力矩。
　　限滑差速器提供的附加扭矩，与摩擦片传递的动力和两驱动轮的转速差有关。
　　在开式差速器结构上改进产生的LSD，不能做到100％的限滑，因为限滑系数越高，车辆的转向特性越差。
　　LSD具备开式差速器的传动特性和机械结构。优点就是提供一定的限滑力矩，缺点是转向特性变差，摩擦片寿命有限。
　　LSD的适用范围是铺装路面和轻度越野路面。通常用于后驱车。前驱车一般不装，因为LSD会干涉转向，限滑系数越大，转向越困难。

　　三． 锁止式差速器（机械锁止、电动锁止、气动锁止）
　　为了保证车辆在复杂的越野路况下的行驶性能，通过一定的机械结构把差速器锁死，实现两个半轴的同步转动。通过行星齿轮组分析，就是把行星齿轮组的变速机构锁死，保证行星架和太阳轮之间，以及两个太阳轮之间的传动比都是1：1。可以把太阳轮和行星架锁止，可以把行星架和行星齿轮锁死，还可以把两个太阳轮锁死。
　　锁止式差速器，在没有锁止的时候，其传动特性与开式差速器完全相同，在锁止的情况下，传动比被固定为1：1。
　　这种差速器的优点不言而喻，在越野路面提供了最大的驱动力，缺点是在差速器锁止的情况下，车辆转向极其困难；存在单车轮承受发动机100％的扭矩的可能，半轴会因为扭矩过大而变形或折断；车辆在转向的过程中，两半轴承受相反的扭矩，如果两侧轮胎的附着力都很大，会扭断半轴。另外这种差速器，在车辆行驶过程中执行锁止动作会产生比较大的噪音。
　　锁止式差速器具备开式差速器的所有结构和特性，在未锁止的情况下，应用范围与开式差速器相同；在锁止的情况下，只适合于低速行驶在非铺装路面，不能在铺装路面上行驶，否则会导致车辆损坏和转向失控。
　　这类差速器以ARB的气动锁止产品和Eaton的电动锁止产品为代表。

　　四． 电子差速器锁
　　电子差速器锁与上述的几种相比，没有改变开式差速器的结构和特性，而是利用ABS或EBD系统来执行单侧制动打滑的车轮的动作，限制两驱动轮的转速差，保证两个驱动轮都有动力。
　　优点：安全性好，不会损坏车辆。缺点：需要ABS和EBD系统，造价昂贵；在严酷的越野环境下，电子产品的可靠性不如 机械产品；单侧车轮的驱动力，不如锁止式差速器的大。
　　这类差速器锁，由于成本原因，一般只应用于高档轿车和高档的SUV。

　　五． 自动机械锁止差速器
　　这类差速器的基本结构和机械锁止式差速器相同，不同的是，机械锁止差速器的锁止和解锁，完全由驾驶员人工控制；自动机械锁止式差速器则是根据路况自行锁止和解锁。它的锁止检测机构很精巧，检测量有两个，一个是差速器边齿轮和差速器壳子之间的转速差，另外一个就是差速器壳的转速。
　　锁止条件：差速器壳体转速不超过设定值（也就是车速低于设定值），变齿轮与差速器壳的转速差超过设定值（左右车轮的转速差太大），如果两个条件都符合，就会触发差速器的锁止，正常行驶中的转向不会引起它的锁止。整个锁止过程，车轮空转的角度差不超过360度。
　　解锁条件：差速器壳转速超过设定值（车速超过设定值），左右半轴的扭矩方向相反（车辆开式转向），满足两者中的任何一个，就会立即解锁。
　　优点：公路行驶特性与开式差速器完全相同。越野路面，与锁止式差速器特性完全相同，不会因为转向而扭断半轴，其锁止和解锁过程完全是自动的，不需要人为干预。可靠性非常高。
　　缺点：锁止噪音比较大，结构比机械锁止差速器复杂，每一种差速器只能适用于一种车型，不具有通用性。
　　适用性：可以直接替换开式差速器，前驱后驱都可以用，没有适用性方面的限制。
　　以Eaton公司的产品为代表的自动机械锁止差速器是最适合越野车适用的差速器，遗憾的是，没有能直接给小切用的产品。

　　六． PowerTrax NoSlip
　　我不确定它到底属于哪一类。叫的比较多的，是“无滑动动力牵引”。如果从功能上看，也可以叫“自动解锁差速器”。叫什么名字都无所谓，反正都是同一个产品。
　　PowerTrax NoSlip的工作原理和锁止差速器恰恰相反，这个产品设计的非常巧妙。锁止差速器工作的时候，是执行锁止操作；而PowerTrax NoSlip工作的时候，执行的是单边解锁操作。
　　PowerTrax NoSlip在车辆直行的时候，左右半轴通过齿轮与小齿轮轴同步转动，工作在锁止状态。当两驱动轮存在转动角度差的时候（车辆转向或者一个轮子打滑），PowerTrax NoSlip会通过它的机械机构，将一个轮子的离合器分离，取消它的动力输出。两个轮子转动角度相同的时候，离合器再结合。完成一次分离并重新结合的操作，两个车轮的角度差不小于18度。加油门的时候，分离的是转的稍快的车轮，收油门发动机制动的时候，分离的是转的稍慢的车轮。如果用于前桥驱动，车辆的转向系统会随着加减油门有失控的倾向。在附着力高的路面（土路或柏油路），如果两个驱动轮因为驱动力过大而同时打滑，则每一个车轮转动一周，与其相联的PowerTrax NoSlip离合器都会分离结合2到10次，两个车轮交替的获得分动箱输出的100％扭矩，驱动轮的动力输出状态不是连续的，而是脉动的，地面的附着力越大，两个驱动轮打滑转速越高，PowerTrax NoSlip离合器结合时的冲击力就会越大。为了承受这种高频的大扭矩冲击，制造PowerTrax NoSlip的材料强度必须特别耐冲击，所以使用的时钛合金。但原车半轴设计没有考虑这种冲击扭矩，往往承受不了。
　　优点：通用性好，安装简便，没有锁止式差速器的锁止噪音，在铺装路面上不会因为转向而扭断半轴。
　　缺点：不能用于全时四驱的前桥；在附着力比较高的平坦路面，提供的牵引力小于锁止式差速器；在高附着力路面，两个驱动轮同时打滑，对半轴的冲击力非常大，容易扭断半轴；安装PowerTrax NoSlip会导致自动档车换档冲击变大。
　　适用性：适合后桥驱动轻度越野和低附着力路面。不适合高附着力路面和大动力输出的场合的使用，不适合在前桥内安装（即使是4驱的切诺基，很容易断前半轴）。

Answer 2

在低附着力的路面，高速过弯中独步天下的斯巴鲁翼豹，采用了一种秘密武器——其安装了不等分扭矩的中央差速器，这可以在正常驾驶的时候，始终把更多的扭矩偏向与后轮，实现更好的运动性。

在通常这个机构的常规“武器”基本上都是伞齿型开放式中央差速器，在正常驾驶的时候是，这种伞齿开放式中央差速器将动力平均分配给前后轴的，但是翼豹的非常规“武器”之所以非常规，就是因为它能做到不等分扭矩，能把更多扭矩分给后轮，避免前轮打滑的同时，还提高了驱动效率。

伞齿型开放式中央差速器是主流的中央差速器，它分配动力很公平，但不一定符合所有车型的需求。普通的开放式中央差速器可以实现前后动力50：50的动力分配，它的结构形式及动力传输的路线，是由传动轴传递来的动力通过传动轴端的伞型齿轮与差速器中的盆型齿轮相互咬合，将动力传递到差速器中，在盆型齿轮一端还布置着二到四个行星齿轮（每个厂家的设计都会不同），行星齿轮的形状也是一个伞型的，它会始终随着盆型齿轮的旋转进行公转。与行星齿轮相互咬合的是两根前后传动轴端的伞型齿轮，通过行星齿轮的公转，将动力分别传递给两根传动轴。这些行星齿轮也会自传，通过它们的自传来消除前后轴的转速差。

在正常情况驾驶时，由于两根传动轴端的伞型齿轮的大小一致，所以它们的旋转速度相同，传递的动力也就是一样的。这样，开放式的中央差速器就把发动机传来的动力分成的两等份，分别传递给前后轴。这样的结构既满足了动力的分配，又可以自动调整输出轴之间的转速差别，而且可以通过控制机构实现前后轴动力从0-100%的调节，因此在大量的全时四驱车型上使用，并且成为四驱车型中的高级配置。这种结构很公平，会自然的分配动力，但正是因为这种公平，它很难做到主动的全时有差别的分配动力，这对于需要日常行驶就更多地将动力分配给后轴的车型，就无能为力了。

翼豹STI的中央差速器与传统的伞齿型中央差速器的结构完全不同，它更像是自动变速箱里的行星齿轮组，而这里面的行星齿轮是直齿的，因此我们把它称作直齿行星齿轮中央差速器。通过上面的关于开放式中央差速器的介绍，可以看出，它们之间的每一次动力的传递都是由伞型咬合盆型、伞型咬合伞型形成的。也就是说，它们之间的传递都是由两个锥面之间的齿轮咬合，而且改变了传递的方向。而翼豹的中央差速器则是采用的直齿行星齿轮结构，它的结构与一般的差速器完全不同，而是像自动变速器的行星齿轮机构。它分别是由一个大的外齿环、以及里面的三个行星齿轮构成的行星齿轮托架还有一个位于中间的太阳齿轮。外齿环、行星齿轮托架和太阳齿轮都是同心旋转的，行星齿轮则围绕着太阳齿轮公转。故得名太阳齿轮和行星齿轮。翼豹发动机的动力一分为二的工作就是由这个行星齿轮机构完成的。

那么它是怎么完成的动力传递呢？从发动机出来的动力首先传递到行星齿轮托架上，然后外齿环负责传递后轮的动力，太阳齿轮则负责传递前轮的动力。这时会发现，由于外齿环的旋转半径和太阳齿轮的旋转半径不一样，作为同为行星齿轮托架的输入齿轮，所以经过该中央差速器传递到前后轮的动力就不应该一样。这是因为外齿环的旋转半径大与太阳齿轮，所以输出后前后轮的传动比不是一样的，后轮的要大于前轮的。根据变速箱的变速的原理，如果以相同的转速进行输入时，齿轮比较小的输出转速就要大于齿轮比大时的输出转速。所以在原理上翼豹的前后的转速应该是不一样的，前轮的转速应该大于后轮，莫非翼豹的前后轮胎的大小不一样？

实际上翼豹的前后轮的大小是一样的，而且前后轮的转速也是一样的。那么中央差速器导致的这种转速差是什么用意呢？这就是变扭矩的奥秘了。这种转速差在现象上看是不存在的，之所以要在理论上设置这样的转速差是为了让扭矩自动分配到转得慢的车轮上。这种扭矩的倾斜会一直持续到转速的平衡。所以在翼豹上的后轮可以得到更多的扭矩，直到前后轮的转速达到一致时，扭矩的分配就达到了平衡值。所以在正常驾驶的时候，翼豹前轴输出的扭矩要小于后轴输出的扭矩，也就是说此时后轮可以分配到更多的动力。实际上这个比例是40：60。

在直齿行星齿轮差速器上，这样的转速与扭矩之间的矛盾是时时刻刻都存在的，所以后轮得到的扭矩就会一直比前轮多。这样的分配有什么好处吗？对于四驱车来说，更多的动

Answer 3

差速器怎样传递力的：
传动轴---锥形主动齿轮(伞齿轮)---从动盆角齿轮---框架---行星齿轮---左右半轴太阳齿轮---左右半轴。

汽车差速器是驱动轿的主件。它的作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。

Answer 4

差速器的这种调整是自动的，这里涉及到"最小能耗原理"，也就是地球上所有物体都倾向于耗能最小的状态。例如把一粒豆子放进一个碗内，豆子会自动停留在碗底而绝不会停留在碗壁，因为碗底是能量最低的位置(位能)，它自动选择静止(动能最小)而不会不断运动。同样的道理，三维效果车轮在转弯时也会自动趋向能耗最低的状态，自动地按照转弯半径调整左右轮的转速。
当转弯时，由于外侧轮有滑拖的现象，内侧轮有滑转的现象，两个驱动轮此时就会产生两个方向相反的附加力，由于"最小能耗原理"，必然导致两边车轮的转速不同，从而破坏了三者的平衡关系，并通过半轴反映到半轴齿轮上，迫使行星齿轮产生自转，使内侧半轴转速减慢，外侧半轴转速加快，从而实现两边车轮转速的差异。
驱动桥两侧的驱动轮若用一根整轴刚性连接，则两轮只能以相同的角度旋转。这样，当汽车转向行驶时，由于外侧车轮要比内侧车轮移过差速器原理图的距离大，将使外侧车轮在滚动的同时产生滑拖，而内侧车轮在滚动的同时产生滑转。即使是汽车直线行驶，也会因路面不平或虽然路面平直但轮胎滚动半径不等(轮胎制造误差、磨损不同、受载不均或气压不等)而引起车轮的滑动。
车轮滑动时不仅加剧轮胎磨损、增加功率和燃料消耗，还会使汽车转向困难、制动性能变差。为使车轮尽可能不发生滑动，在结构上必须保证各车轮能以不同的角度转动。
轴间:通常从动车轮用轴承支承在主轴上，使之能以任何角度旋转，而驱动车轮分别与两根半轴刚性连接，在两根半轴之间装有差速器。这种差速器又称为轴间差速器。
多轴驱动的越野汽车，为使各驱动桥能以不同角速度旋转，以消除各桥上驱动轮的滑动，有的在两驱动桥之间装有轴间差速器。