汽车传动系统检修-差速器的作用

1.差速器的功用

差速器的功用是将主减速器传来的动力传给左、右两半轴，并在必要时允许左、右两半轴以不同转速旋转，使左、右车轮相对地面纯滚动而不是滑动。

当汽车转弯行驶时，内外两侧车轮中心在同一时间内移过的曲线距离不同，即外侧车轮移过的距离大于内侧车轮移过的距离，如图2－41所示。若两侧车轮都固定在同一刚性轴上，两轮加速度相等，则此时外侧车轮必然是边滚动边滑移，内侧车轮必然是边滚动边滑转。

图2-41　汽车转向时驱动车轮的运动示意

车轮对地面的滑动不仅会加速轮胎的磨损、增加汽车的动力消耗，而且可能导致转向和制动性能的恶化。所以，在正常行驶条件下，应使车轮尽可能不发生滑动。差速器的作用就在于此。

2.对称式锥齿轮差速器

1）结构

如图2－42所示，常用的对称式锥齿轮差速器主要由4个行星齿轮、行星齿轮轴（十字轴）、2个半轴齿轮及差速器壳等组成。差速器壳用螺栓或铆钉与主减速器从动齿轮相连接，与另一半差速器壳用螺栓相连。行星齿轮轴的4个轴颈上通过滑动轴承（衬套）装着4个行星齿轮。4个行星齿轮的两侧各与一个半轴齿轮相啮合。行星齿轮与半轴齿轮均装在差速器壳内。垫片和垫圈用来减少齿轮与差速器壳的磨损。行星齿轮轴装在两个差速器左外壳和右外壳装配时形成的4个圆孔内。

图2-42　对称式锥齿轮差速器

由于中级以下轿车传递转矩不大，行星齿轮多用两个，如图2－43所示，相应的行星齿轮轴（十字轴）为一字轴，而差速器壳作成两边开孔的整体式。

图2-43　一字轴差速器(www.xing528.com)

2）工作原理

来自主减速器的动力传给差速器壳、行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮，再经左右两半轴传至驱动轮。根据左、右两驱动轮遇到阻力的情况不同，差速器可使其等速转动或不等速转动。

差速器的工作原理如图2－44所示。主减速器传来的动力带动差速器壳（转速为n0）转动，经过行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮、半轴（转速分别为n1和n2），最后传给两侧驱动车轮。

图2-44　差速器的工作原理

（1）汽车直线行驶时。

此时，两侧驱动车轮所受到的地面阻力相同，并经半轴、半轴齿轮反作用于行星齿轮两啮合点A和B（见图2－44）。这时行星齿轮相当于等臂杠杆，即行星齿轮不自转，只随差速器壳和行星齿轮轴一起公转，两半轴无转速差，即n1＝n2＝n0，n1＋n2＝2n0。

同样，由于行星齿轮相当于等臂杠杆，主减速器传动差速器壳体上的转矩等分给两半轴齿轮（半轴），即

（2）汽车转向行驶时。

此时，两侧驱动车轮所受到的地面阻力不同。如果车辆右转，右侧（内侧）驱动车轮所受的阻力大，左侧（外侧）驱动车轮所受的阻力小。这两个阻力经半轴、半轴齿轮反作用于行星齿轮两啮合点A和B（见图2－44），使行星齿轮除了随差速器壳公转外还顺时针自转。设自转转速为n0，则左半轴齿轮的转速增加，右半轴齿轮的转速降低，且左半轴齿轮增加的转速等于右半轴齿轮降低的转速。设半轴齿轮的转速变化为Δn，则n1＝n0＋Δn，n2＝n0－Δn，即汽车右转时，左侧（外侧）车轮转得快，右侧（内侧）车轮转得慢，实现纯滚动。此时依然有n1＋n2＝2n0。

由于行星齿轮的自转，行星齿轮孔与行星齿轮轴轴径间以及齿轮背部与差速器壳体之间都产生摩擦。如图2－45所示，行星齿轮所受的摩擦力矩MT，方向与其自转方向相反，并传到左、右半轴齿轮，使转得快的左半轴的转矩减小，转得慢的右半轴的转矩增大。因此，当左、右驱动车轮存在转速差时，M1＝（M0－MT）/2，M2＝（M0＋MT）/2。但由于有推力垫片的存在，实际中的MT很小，可以忽略不计，则

图2-45　差速器转矩分配原理