差速器的原理及应用

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,差速器的原理及应用,一、差速器的基本原理,差速器的基本作用,差速器的分类,普通差速器的组成,差速器的工作原理,差速器的基本作用,汽车在拐弯时车轮的轨线是圆弧，如果汽车向左转弯，圆弧的中心点在左侧，在相同的时间里，右侧轮子走的弧线比左侧轮子长，为了平衡这个差异，就要左边轮子慢一点，右边轮子快一点，用不同的转速来弥补距离的差异。,如果后轮轴做成一个整体，就无法做到两侧轮子的转速差异，也就是做不到自动调整。为了解决这个问题，早在一百年前，法国雷诺汽车公司的创始人路易斯雷诺就设计出了差速器这个东西。,差速器的分类,普通齿轮式差速器,限滑差速器(LSD),托森差速器(Torque-sensing Traction),普通差速器的组成,普通差速器由行星齿轮、行星轮架（差速器壳）、半轴齿轮等零件组成。发动机的动力经传动轴进入差速器，直接驱动行星轮架，再由行星轮带动左、右两条半轴，分别驱动左、右车轮。当汽车直行时，左、右车轮与行星轮架三者的转速相等处于平衡状态，而在汽车转弯时三者平衡状态被破坏，导致内侧轮转速减小，外侧轮转速增加。,普通差速器的组成,差速器的工作原理,原理：,差速器对驱动力的调整是自动的，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，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，使外侧半轴转速加快，内侧半轴转速减慢，从而实现两边车轮转速的差异。,差速器的工作原理,缺陷：,虽然差速器在附着力良好的平坦路面上能够使得汽车的驱动力合理分配在各驱动轮上；然而一旦遇到崎岖、泥泞的路况，当其中一个驱动轮打滑甚至完全空转时，差速器会将全部驱动力浪费在打滑的车轮上，从而导致附着良好的驱动轮得不到动力分配，使汽车无法前进。,解决方法：,采用限滑、锁止机构,差速器的工作原理,视频伺候！,二、差速器的应用,1、轮式车辆应用,2、履带式车辆及其他应用,1、轮式车辆,实现转向差速,多轴动力分配,混合动力耦合,实现转向差速,多轴动力分配（中央差速器）,开放式中央差速器,限滑中央差速器,扭力感应式LSD,螺旋齿轮LSD,滚珠锁定LSD,黏性耦合式LSD,机械式LSD,主动式LSD,*视频演示,多轴动力分配（中央差速器）,托森差速器,原理：,核心是蜗轮、蜗杆齿轮啮合系统，从Torsen差速器的结构视图中可以看到双蜗轮、蜗杆结构，正是它们的相互啮合互锁以及扭矩单向地从蜗轮传送到蜗杆齿轮的构造实现了差速器锁止功能，这一特性限制了滑动。,多轴动力分配（中央差速器）,在在弯道正常行驶时，前、后差速器的作用是传统差速器，蜗杆齿轮不影响半轴输出速度的不同，如车向左转时，右侧车轮比差速器快，而左侧速度低，左右速度不同的蜗轮能够严密地匹配同步啮合齿轮。此时蜗轮蜗杆并没有锁止，因为扭矩是从蜗轮到蜗杆齿轮。而当一侧车轮打滑时，蜗轮蜗杆组件发挥作用，通过托森差速器或液压式多盘离合器，极为迅速地自动调整动力分配。,应用：,奥迪全时四驱（quattro）系统,多轴动力分配（中央差速器）,*四驱车分类,分时四驱,全时四驱,适时四驱,混合动力耦合,输入,输出,输出,输出,内燃机输入,电动机输入,2、履带式车辆及其他应用,履带式车辆,履带式车辆采用插速机构可以方便地实现直行、转向、倒车等功能要求。,输入轴,左输出轴,右输出轴,左制动钳,右制动钳,前进,分离,分离,正转,正转,传动路线,倒退,锁止,锁止,反转,反转,传动路线,转向,锁止,分离,反转,正转,传动路线,2、履带式车辆及其他应用,其他,类似以上的机构也被运用到部分船舶的动力系统中。,THE END,