1.??差速器的作用

? ? ? ? 在汽車行駛過程中，車輪對路面有兩種相對運動狀態(tài)——純滾動和滑動?；瑒舆€包括滑轉(zhuǎn)和滑移。純滾動很好理解，就是車輪中心速度V=ωr。ω為角速度，r為車輪半徑。滑轉(zhuǎn)是V<ωr，類似燒胎?；剖荲>ωr，類似抱死。

? ? ? ? 而當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時，如果兩側(cè)車輪通過一根軸剛性連接（即兩側(cè)車輪角速度相同），由于內(nèi)側(cè)車輪要比外側(cè)車輪走過的路徑更短，轉(zhuǎn)速要求更慢的內(nèi)側(cè)車輪，在轉(zhuǎn)速要求更快的外側(cè)車輪“拉動”下，就會產(chǎn)生“轉(zhuǎn)彎制動”現(xiàn)象，這樣就會互相干涉，那么勢必會造成內(nèi)側(cè)車輪滑轉(zhuǎn)，外側(cè)車輪滑移。這就會造成車輛動力消耗，輪胎磨損，以及轉(zhuǎn)向和制動性能惡化，也就是我們常說的車輪之間互相較勁。因此，為了使兩側(cè)驅(qū)動輪擁有不同的角速度，使兩側(cè)車輪沒有相對地面的滑動，就需要用到差速器。

? ? ? ? 對于任何車型，他的驅(qū)動軸上必定存在輪間差速器，用來保證車輛可以正常的轉(zhuǎn)彎。

同樣的，不只是一個軸上的兩個車輪有這種現(xiàn)象，對于四驅(qū)汽車來說，前后軸也會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不同的情況。因此，四驅(qū)車型不止在兩個驅(qū)動軸上擁有輪間差速器，兩軸之間也有中央差速器（軸間差速器）。

2.??差速器的原理

?? ? ? ?先說差速器的特點：保持差速器兩端的車輪的驅(qū)動力相同，這樣才能保證車輛直線行駛不發(fā)生打轉(zhuǎn)，車輛在轉(zhuǎn)彎時可以正常行駛。

我們知道，車輪行駛的直接原因是車輪和地面的摩擦力給車輪一個向前的力，我們把它成為驅(qū)動力。我們把傳動軸上傳遞給車輪的力矩叫做驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。以四驅(qū)汽車為例，假設(shè)從發(fā)動機輸出的轉(zhuǎn)矩全部輸出到中央差速器和分動器上，中央差速器將轉(zhuǎn)矩分配給前后軸，比如前后軸轉(zhuǎn)矩50：50。然后前后軸各自的輪間差速器在分配到4個車輪上，例如50：50。這時，4個輪子的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩均為25%。在正常行駛的道路上，每個車輪的得到的25%驅(qū)動轉(zhuǎn)矩可以獲得25%的驅(qū)動力。注：不要混淆驅(qū)動力和驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。在未發(fā)生打滑的情況下驅(qū)動力和驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的分配比例保持一致。

? ? ? ? 但是，當(dāng)某一個車輪發(fā)生打滑，即車輪和地面的摩擦力減小，那么獲得的驅(qū)動力也就隨之減小。假設(shè)某一時刻右前輪壓到了積水，只能獲得10%的驅(qū)動力，那么由于差速器要保持兩端的車輪的驅(qū)動力相同，使得未發(fā)生打滑的左前輪也只能獲得10%的驅(qū)動力，這時差速器傳給左前輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩只有10%，而右前輪將獲得40%驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，并且其中30%被浪費掉。

3.??圓錐齒輪差速器

? ? ? ? 圓錐齒輪差速器主要用作輪間差速器。圓錐齒輪差速器主要是由4個（或6個）圓錐齒輪，左右兩個半軸齒輪，以及中間2個行星齒輪組成。當(dāng)左右半軸轉(zhuǎn)速相同時，中間的行星齒輪只有繞著半軸軸線的公轉(zhuǎn)。若兩個半軸產(chǎn)生了轉(zhuǎn)速差，此時行星齒輪在繞半軸軸線進(jìn)行公轉(zhuǎn)的同時還會產(chǎn)生繞自身軸線的自轉(zhuǎn)，從而吸收兩個半軸之間的轉(zhuǎn)速差，使車輛正常行駛。

差速器轉(zhuǎn)速原理分析：

差速器殼3與行星齒輪軸5形成行星架為主動件，角速度為ω0，半軸齒輪1，2為從動件，角速度分別為ω1，ω2?。4為行星齒輪，C是行星齒輪中心點，AB是行星齒輪與半軸齒輪的嚙合點。ABC三點到半軸軸線距離均為r?。

（1）?當(dāng)兩個半軸未產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差

行星齒輪僅公轉(zhuǎn)，A,B,C點角速度一樣，即

ω1=ω2=ω0

（2）?當(dāng)兩個半軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差

行星齒輪除了公轉(zhuǎn)，還要繞自身的行星齒輪軸5自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)角速度設(shè)為ω4?，

嚙合點A,B的線速度分別為：

ω1r=ω0r+ω4r4?;?ω2r=ω0r-ω4r4 ???????其中r4 為行星齒輪半徑。

那么有，

ω1r+ω2r=ω0r+ω4r4+ω0r-ω4r4=2ω0r，

ω1+ω2=2ω0

?

差速器轉(zhuǎn)矩原理分析：

（1）?當(dāng)兩個半軸未產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差

??????主減速器轉(zhuǎn)矩M0轉(zhuǎn)矩平均分配給左右兩個半軸，即

M1=M2=M0/2

（2）?當(dāng)兩個半軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差

????假設(shè)左半軸的轉(zhuǎn)速n1比右半軸轉(zhuǎn)速n2更快，此時行星齒輪順時針自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為n4，行星齒輪受到的摩擦力矩Mr與轉(zhuǎn)速方向n4相反，這樣會使轉(zhuǎn)速快的左半軸產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩。

左右半軸的轉(zhuǎn)矩M1,M2分別為，

???我們常用鎖緊系數(shù)K來表征限滑差速器的限滑能力，

? ?Mb為轉(zhuǎn)矩較高側(cè)半軸轉(zhuǎn)矩，Ms為轉(zhuǎn)矩較低側(cè)半軸轉(zhuǎn)矩。

?

?

4.??差速器的缺陷

但是，我們可以想象，差速器會引發(fā)一個致命性的缺陷：當(dāng)一輛四驅(qū)汽車前軸其中一個車輪完全失去驅(qū)動力時，由于輪間差速器的存在，另一側(cè)的車輪也失去驅(qū)動力。又由于中央差速器的存在，要保持前后軸驅(qū)動力一致，所以后軸也失去驅(qū)動力，車輛便徹底癱瘓了。

限滑差速器（limited slip differential）應(yīng)運而生。教主常說的，前驅(qū)車的靈魂LSD就值得是這個。LSD的存在可以讓車輛過彎時內(nèi)側(cè)車輛驅(qū)動力下降的情況下，依然給足外側(cè)車輪驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，讓車頭更好的完成轉(zhuǎn)向。