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摘 要：汽车差速器是驱动轿的主件。它的作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。本文主要讲述差速器构成、差速原理和常见差速器种类等方面知识。
關键词：差速器；转动；扭矩
概述
早在一百年前，法国雷诺汽车公司的创始人路易斯.雷诺就设计出了差速器。它是能将同一桥两侧车轮以不同角速度转动的装置，为使两侧驱动轮必要时能以不同角速度转动，保证车轮纯滚动状态下，必须将驱动轮两侧车轮的整体轴断开（即为半轴）。
1差速器构成
普通差速器由行星齿轮、行星轮架（差速器壳）、半轴齿轮等零件组成，结构图如下所示：
1-轴承；2-左外壳；3-垫片；4-半轴齿轮；5-垫圈；
6-行星齿轮；7-从动齿轮；8-右外壳；9-十字轴；10-螺栓
1.1轴承支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。
1.2左右外壳用于包络行星齿轮和半轴齿轮等零部件，传递动力。
1.3垫片降低磨损，增加润滑。
1.4半轴齿轮接受动力，带动驱动轴转动。
1.5垫圈起到防松作用。
1.6汽车需要差速时，行星齿轮接受半轴齿轮阻力，发生自转，进而实现差速。
1.7从动齿轮接收主动齿轮的转动并改变方向。
1.8十字轴固定行星齿轮、垫圈。
1.9螺栓紧固左右外壳。
2差速器差速原理
2.1汽车直线行驶，左右驱动轮的路面状况相同，即两个半轴齿轮处所受的阻力相等，行星齿轮不发生转动，差速器壳、行星齿轮轴以相等的转矩同时带动两侧半轴齿轮的旋转，左右两驱动轮以相同速度滚动，实现汽车直线行驶（如图1）。
2.2汽车向右转弯时，路面要求右轮滚动慢些，左轮滚动快些，这时候右测半轴齿轮会比差速器壳体转的慢，相当于行星齿轮带动右侧半轴齿轮会更费力些，右侧半轴齿轮迫使行星齿轮发生自转，把更多扭矩传递到左侧半轴齿轮上，行星齿轮的公转外加自身的自转，导致左侧半轴齿轮会在差速器壳体转速的基础上增速，导致右轮减慢，左轮加快，实现车轮顺滑的转弯（如图2）。这种调整是自动的，这里涉及到“最小能耗原理”，也就是地球上所有物体都倾向于耗能最小的状态。例如把一粒豆子放进一个碗内，豆子会自动停留在碗底而绝不会停留在碗壁，因为碗底是能量最低的位置（位能），它自动选择静止（动能最小）而不会不断运动。同样的道理，车轮在转弯时也会自动趋向能耗最低的状态，自动地按照转弯半径调整左右轮的转速。
3常见差速器种类
3.1普通差速器
普通锥齿轮式差速器锁紧系数一般为0.05～0.15，两半轴转矩比为1.11～1.35，广泛应用的对称锥齿轮式差速器内摩擦力矩很小，无论左右轮驱动转速是否相等，转矩上基本上总是平均分配的。这样的分配比例对于汽车再好的路面上直线行驶或转弯时，都是满意的。
3.2防滑差速器
为提高汽车在坏路上的通过能力，可采用各种行驶防滑差速器，在一个驱动轮滑动时，设法使大部分转矩甚至全部转矩传给不滑动的驱动轮，充分利用这一侧驱动轮的附着力而产生足够的牵引力，使汽车能继续行驶。
3.2.1强制锁止式差速器采用电控气动式操纵差速锁，结构简单，易于操作。操作不便，一般要在停车时进行，若过早或过晚摘下差速锁，即使在好路段上会出现一系列的问题。
3.2.2高摩擦自锁式差速器锁紧系数可以达0.6，当一侧车轮在路面上滑转或转弯时，行星齿轮自转，左右半轴齿轮转速产生差异，这种转速差的存在和轴向力的作用，主、从动摩擦片间产生摩擦力矩，其数值大小与差速器传递的转矩和摩擦片数值成正比，而摩擦力矩方向与转速较高的半轴旋向相反，与转速较慢的半轴旋向相同。这种差速器结构简单、工作平稳、锁紧系数高，常用于轿车、SUV和轻型载货汽车。
3.2.3托森差速器是一种新型的差速器，利用涡轮蜗杆传动的不可逆转性原理和齿面高摩擦条件，使差速器能根据内部差动转矩的大小自动在“差速”和“锁死”之间转换，有效提高汽车通过能力，因而在现代四轮驱动轿车上应用广泛，但由于在转速较大时该结构具有自动锁止作用，故一般不用作转向驱动桥的轮间差速器。
3.2.4黏性联轴差速器是现代四轮驱动轿车作为两驱动轴的差速器，黏性联轴器、工作介质硅油、主从动轴之间的转速差、内传力片上的叶片数和半径等参数成正比，而与内外传力片之间的间隙成反比。输入轴与输出轴转速差越大，由输入轴传递到转速低的输出轴的转矩越大。主要应用于全轮驱动汽车的前后桥之间，鉴于其转矩传递平稳，差速响应特性好，故有些车辆也将其推广运用在驱动橋的轮间差速器中，以便提高汽车驱动性能。
结束语：为满足整车性能的要求，选择一款合适的差速器总成与主减速器总成相匹配，是保证汽车正常行驶的重要因素，也是是产品工程师的首要任务。
關键词：差速器；转动；扭矩
概述
早在一百年前，法国雷诺汽车公司的创始人路易斯.雷诺就设计出了差速器。它是能将同一桥两侧车轮以不同角速度转动的装置，为使两侧驱动轮必要时能以不同角速度转动，保证车轮纯滚动状态下，必须将驱动轮两侧车轮的整体轴断开（即为半轴）。
1差速器构成
普通差速器由行星齿轮、行星轮架（差速器壳）、半轴齿轮等零件组成，结构图如下所示：
1-轴承；2-左外壳；3-垫片；4-半轴齿轮；5-垫圈；
6-行星齿轮；7-从动齿轮；8-右外壳；9-十字轴；10-螺栓
1.1轴承支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。
1.2左右外壳用于包络行星齿轮和半轴齿轮等零部件，传递动力。
1.3垫片降低磨损，增加润滑。
1.4半轴齿轮接受动力，带动驱动轴转动。
1.5垫圈起到防松作用。
1.6汽车需要差速时，行星齿轮接受半轴齿轮阻力，发生自转，进而实现差速。
1.7从动齿轮接收主动齿轮的转动并改变方向。
1.8十字轴固定行星齿轮、垫圈。
1.9螺栓紧固左右外壳。
2差速器差速原理
2.1汽车直线行驶，左右驱动轮的路面状况相同，即两个半轴齿轮处所受的阻力相等，行星齿轮不发生转动，差速器壳、行星齿轮轴以相等的转矩同时带动两侧半轴齿轮的旋转，左右两驱动轮以相同速度滚动，实现汽车直线行驶（如图1）。
2.2汽车向右转弯时，路面要求右轮滚动慢些，左轮滚动快些，这时候右测半轴齿轮会比差速器壳体转的慢，相当于行星齿轮带动右侧半轴齿轮会更费力些，右侧半轴齿轮迫使行星齿轮发生自转，把更多扭矩传递到左侧半轴齿轮上，行星齿轮的公转外加自身的自转，导致左侧半轴齿轮会在差速器壳体转速的基础上增速，导致右轮减慢，左轮加快，实现车轮顺滑的转弯（如图2）。这种调整是自动的，这里涉及到“最小能耗原理”，也就是地球上所有物体都倾向于耗能最小的状态。例如把一粒豆子放进一个碗内，豆子会自动停留在碗底而绝不会停留在碗壁，因为碗底是能量最低的位置（位能），它自动选择静止（动能最小）而不会不断运动。同样的道理，车轮在转弯时也会自动趋向能耗最低的状态，自动地按照转弯半径调整左右轮的转速。
3常见差速器种类
3.1普通差速器
普通锥齿轮式差速器锁紧系数一般为0.05～0.15，两半轴转矩比为1.11～1.35，广泛应用的对称锥齿轮式差速器内摩擦力矩很小，无论左右轮驱动转速是否相等，转矩上基本上总是平均分配的。这样的分配比例对于汽车再好的路面上直线行驶或转弯时，都是满意的。
3.2防滑差速器
为提高汽车在坏路上的通过能力，可采用各种行驶防滑差速器，在一个驱动轮滑动时，设法使大部分转矩甚至全部转矩传给不滑动的驱动轮，充分利用这一侧驱动轮的附着力而产生足够的牵引力，使汽车能继续行驶。
3.2.1强制锁止式差速器采用电控气动式操纵差速锁，结构简单，易于操作。操作不便，一般要在停车时进行，若过早或过晚摘下差速锁，即使在好路段上会出现一系列的问题。
3.2.2高摩擦自锁式差速器锁紧系数可以达0.6，当一侧车轮在路面上滑转或转弯时，行星齿轮自转，左右半轴齿轮转速产生差异，这种转速差的存在和轴向力的作用，主、从动摩擦片间产生摩擦力矩，其数值大小与差速器传递的转矩和摩擦片数值成正比，而摩擦力矩方向与转速较高的半轴旋向相反，与转速较慢的半轴旋向相同。这种差速器结构简单、工作平稳、锁紧系数高，常用于轿车、SUV和轻型载货汽车。
3.2.3托森差速器是一种新型的差速器，利用涡轮蜗杆传动的不可逆转性原理和齿面高摩擦条件，使差速器能根据内部差动转矩的大小自动在“差速”和“锁死”之间转换，有效提高汽车通过能力，因而在现代四轮驱动轿车上应用广泛，但由于在转速较大时该结构具有自动锁止作用，故一般不用作转向驱动桥的轮间差速器。
3.2.4黏性联轴差速器是现代四轮驱动轿车作为两驱动轴的差速器，黏性联轴器、工作介质硅油、主从动轴之间的转速差、内传力片上的叶片数和半径等参数成正比，而与内外传力片之间的间隙成反比。输入轴与输出轴转速差越大，由输入轴传递到转速低的输出轴的转矩越大。主要应用于全轮驱动汽车的前后桥之间，鉴于其转矩传递平稳，差速响应特性好，故有些车辆也将其推广运用在驱动橋的轮间差速器中，以便提高汽车驱动性能。
结束语：为满足整车性能的要求，选择一款合适的差速器总成与主减速器总成相匹配，是保证汽车正常行驶的重要因素，也是是产品工程师的首要任务。