汽车差速器的发展史-中文翻译

汽车差速器的发展史在火车和汽车出现之前，马车一直都是人们出行十分重要交通工具。人们喜欢乘坐马车从容地穿过乡村的大道或古旧的城区街巷去拜访朋友。追溯以往，我们已经没有办法知道是谁第一个发明了车轮子，谁又造出了第一辆带轮子的车辆。虽然车轮技术在初期并不太理想，但是它的出现还是提高了人类搬运物品的速度，促进了人类的发展。公元前 2000 年，有的部落开始用马来拉有轮子的车，这种车轮已经开始像圆形，而不是早期车轮那样以整个木头块做成的。约公元前 1 世纪，罗马制车匠发明了四轮马车并逐渐加以改进，使得四轮马车可以以前轮为导向前进。为了让四轮马车的性能更高，他们在车轮上镶嵌金边用来减少车轮与车体的摩擦。此后这种用作长途运输的马拉车成为各国主要的运输车辆。它的优点是运输量大和运行平稳，缺点是需要较为平坦的路面才能行驶。随着用于四轮马车行驶的道路年久失修，人们又改用实用的两轮车，因为它可以在崎岖的地形条件能够行驶。后来经过再次改进，但人们对四轮马车的速度始终不能满意，希望发明一种比马更有耐力和更强壮的动力机器，以使车轮能够转得更快。几千年后，在英国和美国的一些地方，少数人开始试验用蒸汽做动力，以钢铁做道路。蒸汽火车便这样出现了，它的使用大大缩短了人们远程旅行的时间。不过由于铁轨铺设的限制，人们去大多数地方还只有依靠马车。为了解决这个问题，寻找一种能够完全替代马车的物品，发明家们又开始忙碌了起来。后来经过不懈努力，卡尔本茨研发出了一种能够代替马车的，就是由钢铁制成的三轮汽车。本茨发明的三轮汽车装载量只相当于两轮马车，并没有舒适的车箱可供乘客遮风挡雨，不能获得大家认可。可金子早晚都会发光的，不久有人对三轮汽车进行了改造，将它变为了四个轮子，并且具有像马车一样的带窗箱子，还让它有了一个好听的名字“无马马车” 。在这种四轮汽车出现后，它与四轮马车最大不同的地方在于转弯的时候。四轮马车在转弯的时候是控制马拖动改变前面两个轮子的前进方向，再由与两个前轮相连接的车箱拖动后轮进行转向运动。由于马是动力的来源，前轮只是被马拖着完成转向的，后轮通过车体带动完成的，所以不存在转向困难的问题。而汽车的结构则完全不同，它将发动机安装在车身上，但是驱动汽车前进的力却必须直接传送到轮子上。动力传递要经过离合器、变速器、万向节、传动轴等装置。这样汽车的前轮与后轮之间就多出来了一根杠杆，而杠杆只能以一种速度传给后面的两个轮，这样的直接后果就是后轮不能以不同速度转动，就会造成转弯困难。若汽车顺利转弯，两个后轮就不能以相同的速度转动。汽车在转弯的时候，车轮的行驶轨迹是一个圆弧，如果向左转弯，圆弧的中心点就在左侧，同一时间，右侧轮子走的弧线就比左侧轮子长。汽车转弯时要平衡左右轮的差异，右侧的轮子转的快一点，左侧的轮子转的慢一点，用转速的不同来弥补距离上的差异。汽车工程师为了解决这个问题。他们先是试着让两个后轮不再使用一根杠杆进行连接而是断开，让两个后轮独自拥有一根杠杆，也就是两个独立的轴，就是半轴。只要对两个半轴上的杠杆分别施以不同的力量，就能使得左右两个车轮具有不同的转速。断开后麻烦就来了，汽车只有一根传动轴，怎么能分别给两个半轴合理传输动力呢?这就需要一个装置来做中间“人” 。先用两根杠杆在垂直角度与两个连接后轮的杠杆相连，然后再通过一个杠杆在水平的位置与垂直的位置两个杠杆相交，从而带动两个后轮的转动。这样的连接方式虽然可以使得两个后轮进行转动，但不能实现两个车轮以不同的速度转动，因为它们实际的意义上还是一个整体。经过不断的实验发现，在连接两个后轮的杠杆上各安装一个十字杠杆，并且与它们的垂直角度也安装一个相同的十字杠杆，并用这个十字杠杆来带动两个轮上的十字杠杆。随着垂直角度的十字杠杆的转动，中间的这个十字杠杆并不会在同一时间内带动连接两个后轮的十字杠杆，从而实现了两个车轮处于有不同的转速。这样虽然能解决了两后轮不同转速的问题，但是十字杠杆的空间过大，三个十字杠杆就容易出现带动困难的情况。后又在十字杠杆的基础上增加更多的杠杆，总共增加到了十二根，就形成了三个有十二根杠杆的风车轮，这样三个风车轮都能够很好的转动。解决方案的模型已经造出，总不可能在汽车上直接就安装吧。在机械上与风车轮具有相同功能的就是齿轮，而且齿轮可以根据需要打造更多的齿进行咬合，使用寿命还比较长，出现脱落的机率微乎其微，完全是实现这个模型的最佳选择。当时这样的设计只是简单的完成了原始的方案，并没有实际上应用到汽车上。就像任何一幅大作都需要画龙点睛的一笔，完成这一笔的人就是法国雷诺汽车的创始人路易斯雷诺。雷诺在看到了这个原始的设计后，要想若将它应用到汽车上还需要改进才行。不光需要齿轮紧紧咬合，还需要使齿轮可以随着其他齿轮一起转动，但齿轮还不能太多，六个就足够。东西是有了，还是应该给它取个好听的名字， “差速器”就不错，形象而且生动。就这样，解决汽车转弯问题的差速器诞生了。在此后的一百多年里，汽车外观和其他部件换了一代又一代，但这个关键部件还是没有多大的改变，因为它的组成原理注定了它就是那个样子。什么样子呢?简单一点的说就是由六个齿轮所组成。复杂一点，就是由一组行星齿轮组成，核心是两个行星齿轮和两个与左右后轮传动轴相连接的半轴齿轮。什么是行星齿轮?在浩瀚的宇宙中，有这样一种星球，它不仅围绕着自己的轴线进行转动，而且还围绕着其他的星球进行转动。如地球，地球就是一个行星。不仅要自转，还要围绕着太阳进行不停地公转。明白了什么是行星后，就容易理解行星齿轮了。行星齿轮是指那些不仅自身要转动，而且还要围绕着其他齿轮转动的齿轮。差速器是由六个齿轮组成的，两个行星齿轮+两个半轴齿轮=四个齿轮，还有两个。剩下的这两个齿轮就是负责与传动杆连接的，将发动机输出的动力，在经过了变速箱和传动轴顺利的交接给差速器，再由差速器根据实际的情况将动力分配到左右两个后轮。只有将差速器安装在传动杆与两个后轮半轴之间才可以实现合理的控制车轮的转速，从而实现两个车轮具有不同速度的目的。在将这六个齿轮安装到相应位置后，总不能让它们裸露在外吧，还需要安一个遮风挡雨的保护壳，以保护齿轮不受到其他位置零部件的干扰。为了节省空间，现代的差速器很少再使用经典的平面齿轮了，更多的是使用曲齿圆锥齿轮、交错轴斜齿轮、准双曲面齿轮甚至蜗杆，但基本的六个齿轮的结构一直延续了下来。