拒绝专业术语！详解汽车差速器构造原理

汽车是我们日常生活中经常使用的交通工具。然而，汽车的起步并不容易，它体现了人类几百年来的技术结晶。今天，我将向您解释汽车差速器中一个非常不起眼但却至关重要的装置。汽车的动力来自哪里？傻子都知道是发动机！但是你有没有想过在普通的两轮驱动上，动力是如何从发动机传递到两个轮胎的？由于发动机输出的动力经过变速箱后只是一根传动轴，而且有两个驱动轮，这就需要一个把传动轴的动力分成两部分传递给车轮的装置。这个装置就是差速器！

为了解释微分原理，我们首先引用百度百科中的解释:

"...汽车转弯时，车轮的轨迹是一条弧线。如果汽车向左转弯，圆弧的中心在左边。同时，右轮的圆弧比左轮的长。为了平衡这种差异，左轮应该慢一些，右轮应该快一些，用不同的速度来弥补距离的差异。”

"...普通差速器由行星齿轮、行星架、半轴齿轮等部分组成。发动机的动力通过传动轴进入差速器，直接驱动行星架，再由行星轮驱动左右半轴分别驱动左右车轮。差速器的设计要求满足:+=2。当汽车直线行驶时，左右车轮和行星架的转速相等，处于平衡状态，但当汽车转弯时，三个车轮的平衡状态被破坏，导致内轮转速下降，外轮转速上升。……"

“这种调整是自动的，其中涉及到能量消耗最小的原则，即地球上所有物体往往消耗的能量最少。比如你把一颗豆子放入碗中，豆子会自动停留在碗底，但绝不会停留在碗壁，因为碗底是能量最低的位置，它会自动选择静止而不是连续运动。同理，转弯时车轮会自动趋向能耗最低的状态，并根据转弯半径自动调整左右车轮的速度。转弯时，由于外轮有滑动拖动现象，内轮有滑动转动现象，此时两个驱动轮会产生相反方向的附加力。由于‘能耗最小’的原理，必然会导致两侧车轮速度不同，破坏三者之间的平衡关系，通过半轴反映在半轴齿轮上，迫使行星齿轮转动，使外侧半轴速度加快，内侧半轴速度减慢，从而实现两侧车轮速度的差异。”

对于专业人士来说，这篇文章可以到此结束，但作为普通的爱车人士，我们需要的不是死板的书本知识，所以有必要用通俗易懂的语言解释清楚差速器是如何工作的。

●为什么要安装差速器？

首先要说的是差速装置安装的位置，它的位置应该在传动轴和左右半轴的相交处，变速箱输出的动力在这里分配给左右半轴。至于为什么要装差速器，就不用多解释了。百度百科很清楚。我们都知道，直线行驶时左右驱动轮的转速是一样的，但转弯时两侧车轮的距离不相等，所以车轮的转速肯定会不一样。差速器的功能是允许左右驱动轮以不同的速度行驶。

●差速器的结构:

其实说白了，整个差速器系统的核心就是四个齿轮:两个行星齿轮和两个与传动轴连接的半轴齿轮。这四个齿轮都在差速器箱内，差速器箱与传动轴连接，自行转动。行驶时，其旋转方向与车轮相同。

我们可以用一个球体来解释微分问题！我们假设这个球体和地球一样，有两极和以两极连线为轴的自传。这个球体可以理解为差速器箱，这个箱的两极与汽车的左右半轴连接。这里安装了两个半轴齿轮，两个齿轮中心的连线是差速器箱的旋转轴。

除了两个半轴齿轮，还有两个行星齿轮。了解两个行星齿轮的状态是理解差动原理的关键。以刚才提到的球体为例。两个齿轮相对安装，与半轴齿轮垂直，相当于6点和12点。这两个齿轮往往要反方向转动，才能实现差速动作。在自我旋转的过程中，外壳会随着两个齿轮旋转。

这四个齿轮虽然安装在壳体内部，但都可以独立于差速器壳体旋转，但它们相互啮合，每个齿轮的两侧都与另外两个齿轮啮合。只要其中一个齿轮转动，另外三个齿轮就会一起转动，其中一个齿轮向某个方向转动，与之相对的另一个齿轮也必须向相反的方向转动！这个现象可以通过实验来验证:如果一辆车的两个驱动轮都悬空空，一个车轮转动，另一个车轮就会反方向转动。

●差速器的工作原理:

“车辆直行时的差速状态”

直线行驶时，左右驱动轮的阻力大致相同。发动机输出的动力首先传递到差速器壳，使差速器壳开始转动。接下来，我们应该把动力从外壳传递到左右半轴。我们可以理解为两边的半轴齿轮是互相“竞争”的。因为两边车轮的阻力是一样的，所以都无法突破另一边。因此，差速器壳体中的行星齿轮随壳体一起旋转，不会同时旋转。两个行星齿轮咬合两个半轴齿轮，同速旋转，让汽车直线行驶！

“一个轮子遇到阻力”

假设车辆现在左转，左驱动轮会行驶一小段距离，会产生相对较大的阻力。差速器壳通过齿轮与输出轴连接，在传动轴转速不变的情况下，差速器壳的转速不会改变，所以左半轴齿轮会比差速器壳转动慢，相当于行星齿轮驱动左半轴更费力。此时，行星齿轮会产生自转，将更多的扭矩传递给右半轴齿轮。由于行星齿轮的公转加上自身的自转，右半轴齿轮会在差速器壳转速的基础上增加，使右轮比左轮转得快，从而使车辆平稳。

为了让大家更容易理解微分的原理，我就用上面的视频来解释一下。首先，视频中的差别和我们之前讲的差别有点不一样。视频中的差速器有四个行星齿轮，而我们所说的差速器有两个行星齿轮。其实你不用在意行星齿轮的数量，本质原理是一样的。

在这个视频中，从屏幕最左边延伸出来的轴就是传动轴，发动机输出的动力通过传动轴传递到差速器壳。视频中最大的齿轮固定在差速器壳上，这个大齿轮的转动相当于差速器壳的转动。

在视频的前7秒，演示了车辆转弯时的状态。我们可以清楚地看到，下半轴比另一个半轴和差速器壳慢。此时，差速器箱中的行星齿轮将旋转并将扭矩传递给另一半轴。从第7秒到第14秒，演示直线行驶，两侧阻力相同，所以壳体内的行星齿轮不会转动，两侧半轴转速相同。第14秒后，证明上半轴遇到阻力。

●普通差速器的缺点:

现在有一个问题:如果驱动轮的一侧失去抓地力，为什么车辆不能前进？那是因为当一个车轮失去对地面的抓地力时，这个侧轮的阻力等于零，而另一个侧轮的阻力对于失去对地面抓地力的一侧来说太大了。随着外壳旋转的同时，差速器中的行星齿轮会疯狂旋转，不断将动力传递给失去地面抓地力的侧轮，所以汽车只会停留在原地。

所以可以说，我们日常生活中接触到的两轮驱动家用车其实是非常脆弱的。只要路面铺得不好或泥泞，就有可能抛锚！这与这辆车的马力无关。这也是为什么很多高性能车和越野车都配备限滑差速器的原因。

限滑差速器的作用是，如果左右半轴之间的速度差过大，限滑差速器会锁住普通差速器，使动力在左右半轴之间合理分配。但有些专业越野车配备了四驱装置和差速锁，当抓地力不足时，通过手动控制或电子装置锁止差速器。此时差速器不工作，动力均匀分配到四个车轮，帮助车辆脱困。四轮驱动装置的原理将在下面的文章中详细解释。

●汽车技术难懂？汽车设计太远？谁说的？这些内容也可以很有趣！

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