眾所周知,當汽車轉彎行駛時,外側車輪比內側車輪所走過的路程長;汽車在不平路面上直線行駛時,兩側車輪走過的曲線長短也不相等;即使路面非常平直,但由于輪胎制造尺寸誤差,磨損程度不同,承受的載荷不同或充氣壓力不等,各個輪胎的滾動半徑實際上不可能相等,若兩側車輪都固定在同一剛性轉軸上,兩輪角速度相等,則車輪必然出現(xiàn)邊滾動邊滑動的現(xiàn)象。
車輪對路面的滑動不僅會加速輪胎磨損,增加汽車的動力消耗,而且可能導致轉向和制動性能的惡化。若主減速器從動齒輪通過一根整軸同時帶動兩側驅動輪,則兩側車輪只能同樣的轉速轉動。為了保證兩側驅動輪處于純滾動狀態(tài),就必須改用兩根半軸分別連接兩側車輪,而由主減速器從動齒輪通過差速器分別驅動兩側半軸和車輪,使它們可用不同角速度旋轉。這種裝在同一驅動橋兩側驅動輪之間的差速器稱為輪間差速器。
一般差速器主要由行星齒輪、行星輪架(差速器殼)、半軸齒輪等零件組成,發(fā)動機的動力經傳動軸進入差速器,直接驅動差速器殼,再由行星輪帶動左、右兩條半軸,分別驅動左、右車輪。車輛直行時,左右兩邊車輪受到的阻力相當,差速器殼體內的行星齒輪只是跟著殼體公轉而不會自轉。
當車輛轉彎時,內側車輪會產生更大的阻力,兩側半軸受力不同會使得中間的行星齒輪產生自轉,兩側半軸就會有轉速差。外側比內側車輪轉的更快,這樣車輛就能夠順利的轉彎了。
差速器直線行駛時的特點是左右兩邊驅動輪的阻力大致相同。從發(fā)動機輸出的動力首先傳遞到差速器殼體上使差速器殼體開始轉動。接下來要把動力從殼體傳遞到左右半軸上,我們可以理解為兩邊的半軸齒輪互相在“較勁”,由于兩邊車輪阻力相同,因此二者誰也掰不過對方,因此差速器殼體內的行星齒輪跟著殼體公轉同時不會產生自轉,兩個行星齒輪咬合著兩個半軸齒輪以相同的速度轉動,這樣汽車就可以直線行駛了!
假設車輛現(xiàn)在向左轉,左側驅動輪行駛的距離短,相對來說會產生更大的阻力。差速器殼體通過齒輪和輸出軸相連,在傳動軸轉速不變情況下差速器殼體的轉速也不變,因此左側半軸齒輪會比差速器殼體轉得慢,這就相當于行星齒輪帶動左側半軸會更費力,這時行星齒輪就會產生自傳,把更多的扭矩傳遞到右側半軸齒輪上,由于行星齒輪的公轉外加自身的自傳,導致右側半軸齒輪會在差速器殼體轉速的基礎上增速,這樣以來右車輪就比左車輪轉得快,從而使車輛實現(xiàn)順滑的轉彎。