差速器的结构及工作原理（图解）

大家好，小太来为大家解答以上问题。差速器的结构及工作原理，图解很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

汽车差速器是一种差速传动机构，用于保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面之间的打滑。汽车转弯时，外轮覆盖的路面比内轮覆盖的路面长(图D-C5-5)；当汽车在不平的路面上直线行驶时，两侧车轮行驶的曲线长度不相等；即使路面很平，由于轮胎的制造尺寸误差、磨损程度不同、载荷不同或充气压力不同，每个轮胎的滚动半径实际上也不可能相等。如果两边车轮固定在同一个刚性轴上，两个车轮的角速度相等，车轮必然会滚动和滑动。车轮在路面上的滑动不仅会加速轮胎磨损，增加汽车的动力消耗，还会导致转向和制动性能的恶化。如果主减速器的从动齿轮通过一整轴同时驱动两侧的驱动轮，则两侧的车轮只能以相同的速度转动。为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态，需要用两个半轴分别连接两侧车轮，主减速器的从动齿轮通过差速器带动半轴和两侧车轮，使它们以不同的角速度转动。

这种安装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。

多轴驱动车辆的驱动轴之间也存在类似的问题。为了适应每个驱动桥的不同路况，并使每个驱动桥有可能具有不同的输入角速度，可以在每个驱动桥之间安装桥间差速器。

布置在前驱动桥(前驱动汽车)和后驱动桥(后驱动汽车)上的差速器可以分别称为前差速器和后差速器。如果安装在四驱汽车的中间传动轴上，以调节前后轮的转速，则称为中央差速器。

差速器可分为普通差速器和防滑差速器。普通差速器的结构和工作原理目前国内轿车和其他种类的轿车基本都采用对称锥齿轮普通差速器。

对称锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴(十字轴或直轴)和差速器壳等组成。12-13(见图D-C5-6)。左半差速器壳2和右半差速器壳8用螺栓固定在一起(从前向后看)。终传动的从动齿轮7通过螺栓(或铆钉)固定在差速器壳右半部分8的法兰上。十字行星齿轮轴9安装在与差速器壳接合面相对的圆孔中。每个轴颈上套有带滑动轴承(衬套)的直齿锥行星齿轮6，四个行星齿轮的左右两侧分别与直齿锥侧齿轮4啮合。半轴齿轮的轴颈支撑在差速器壳左右两侧相应的孔中，其内花键与半轴连接。随着差速器壳旋转(公转)的行星齿轮带动两侧的半轴齿轮旋转。当两侧车轮的阻力不同时，行星齿轮也绕自身轴线转动——自转，从而实现两侧车轮的差动驱动。

行星齿轮的背面和相应位置的差速器壳内表面都做成球面，可以增加行星齿轮轴的孔长，便于与两侧齿轮正确啮合。

差速器的工作原理

在力的传递过程中，行星齿轮的锥齿轮和半轴齿轮之间施加了很大的轴向力。为了减少齿轮和差速器壳之间的磨损，在半轴齿轮和行星齿轮的背面分别安装了一个平垫片3和一个球面垫片5。垫圈通常由低碳钢、铜或聚甲醛塑料制成。差速器的润滑与主减速器一起进行。为了让润滑油进入差速器，差速器壳体上通常有窗口。为了保证润滑油能顺利到达行星齿轮和行星齿轮轴的轴颈之间，在行星齿轮的轴颈上铣一个平面

一般差速器主要由两个半轴齿轮(通过半轴与车轮相连)、两个行星齿轮(通过行星架与齿圈相连)和一个齿圈(与动力输入轴相连)组成。

来自传动轴的动力通过主动齿轮传递给齿圈，齿圈带动行星齿轮轴一起转动，同时带动半轴齿轮转动，从而推动驱动轮前进。

车辆直线行驶时，左右车轮阻力相同，行星齿轮不转动，使动力传递到两个半轴，然后左右车轮同速转动(相当于刚性连接)。

车辆转弯时，左右车轮的阻力不同。行星齿轮绕半轴转动，同时转动，吸收阻力差，使车轮以不同的速度转动，保证车辆转弯平稳。

差速器的工作原理图解

普通齿轮差速器的两个特性对称锥齿轮差速器的运动特性关系如图D-C5-7GIF-20所示，是普通对称锥齿轮差速器的简图。作为差速器的驱动部分，差速器壳3与最终传动的从动齿轮6和行星齿轮轴5成一体。半轴齿轮1和2是差速器中的从动构件。行星齿轮可以与行星齿轮轴一起绕差动旋转的轴线公转，也可以绕行星齿轮轴的轴线自转。在一定时间内，差速器箱转N0圈，半轴齿轮1和2分别转N1圈和N2圈(N0、N1和N2不一定是整数)，那么当行星齿轮只绕差速器的转轴公转而不自转时。

左、右车轮上的转矩之差等于折合到半轴齿轮上总的内摩擦力矩Mf。

图D－C5－7 差速器运动原理示意图

锁紧系数K可以用来衡量差速器内摩擦力矩的大小及转矩分配特性，目前广泛使用的对称式锥齿轮差速器，其内摩擦力矩很小，锁紧系数K为0.05～0.15， 输出到两半轴的最大转矩之比Kb ＝1.11～1.35。因此可以认为无论左右驱动轮转速是否相等，对称式锥齿轮差速器总是将转矩近似平均分配给左右驱动轮的。这样的转矩分配特性对于汽车在良好路面上行驶是完全可以的，但当汽车在坏路面行驶时，却会严重影响其通过能力。

例如当汽车的一侧驱动车轮驶入泥泞路面，由于附着力很小而打滑时，即使另一车轮是在好路面上，汽车往往不能前进。这是因为对称式锥齿轮差速器平均分配转矩的特点，使在好路面上车轮分配到的转矩只能与传到另一侧打滑驱动轮上很小的转矩相等，以致使汽车总的牵引力不足以克服行驶阻力而不能前进。

为了提高汽车在坏路上的通过能力，可采用各种型式的抗滑差速器。抗滑差速器的共同特点是在一侧驱动轮打滑时，能使大部分甚至全部转矩传给不打滑的驱动轮，充分利用另一侧不打滑驱动轮的附着力而产生足够的牵引力，使汽车继续行驶。

抗滑差速器

为了防止车轮打滑而无法脱困的弱点，差速器锁应用而生。

但是差速器的锁死装置在分离和接合时会影响汽车行驶的稳定性。而限滑差速器（LSD）启动柔和，有较好的驾驶稳定性和舒适性，不少城市SUV和四驱汽车都采用限滑（抗滑）差速器。

限滑差速器主要通过摩擦片来实现动力的分配。其壳体内有多片离合器，一旦某组车轮打滑，利用车轮差的作用，会自动把部分动力传递到没有打滑的车轮，从而摆脱困境。不过在长时间重负荷、高强度越野时，会影响它的可靠性。

强制锁止式差速器：

在对称式锥齿轮差速器上设置差速锁（见图D－C5－9）。可以用电磁阀控制的气缸操纵一个离合机构，使一侧半轴与差速器壳相接合。由该种差速器中的运动特性关系式：

强制锁止式差速器结构简单，但一般要在停车时进行操纵。而且接上差速锁时，左右车轮刚性连接，将产生前转向困难，轮胎磨损严重等问题。

托森差速器的结构如图D－C5－10所示，该差速器由差速器壳，左、右半轴蜗杆、蜗轮轴和蜗轮等组成。差速器壳与主减速器的被动齿轮相连。

三对蜗轮通过蜗轮轴固定在差速器壳上，分别与左、右半轴蜗杆相啮合，每个蜗轮两端固定有直齿圆柱直齿轮。成对的蜗轮通过两端相互啮合的直齿圆柱齿轮发生联系。差速器外壳通过蜗轮轴带动蜗轮绕差速器半轴轴线转动，蜗轮再带动半轴蜗杆转动。https:///

托森差速器工作原理

当汽车转向时，左、右半轴蜗杆出现转速差，通过成对蜗轮两端相互啮合的直齿圆柱齿轮相对转动，使一侧半轴蜗杆转速加快，另一侧半轴蜗杆转速下降，实现差速作用。转速比差速器壳快的半轴蜗杆受到三个蜗轮给予的与转动方向相反的附加转矩，转速比差速器壳慢的半轴蜗杆受到另外三个蜗轮给予的与转动方向相同的附加转矩，从而使转速低的半轴蜗杆比转速高的半轴蜗杆得到的驱动转矩大，即当一侧驱动轮打滑时，附着力大的驱动轮比附着力小的驱动轮得到的驱动转矩大。

托森差速器又称蜗轮－蜗杆式差速器 ，其锁紧系数K为0.56， 输出到两半轴的最大转矩之比Kb ＝3.5。

托森差速器内部为蜗轮蜗杆行星齿轮结构。托森差速器一般在四驱汽车上作为中央差速用。

它的工作是纯机械的而无需任何电子系统介入，基本原理是利用蜗轮蜗杆的单向传动（运动只能从蜗杆传递到蜗轮，反之发生自锁）特性，因此比电子液压控制的中央差速系统能更及时可靠地调节前后扭矩分配。https:///

如图奥迪A4 Quattro四驱系统中，托森中央差速器（Torsen）在不同路况时对前后轮的动力分配图

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