当前课程知识点：汽车底盘构造 > 第7章 最终传动和车轮传动 > 7.7 普通差速器的工作特性 > Video
这一节我们讲解
普通差速器的工作特性
对普通差速器来讲
它是一个功率的分流装置
对这个分流装置来讲
它是在接受主减速器
传过来的动力之后
它要把这个动力
按照合理的方式
分配到两个驱动轮
或者前后驱动轮上去
因此它就有两方面的（工作）特性
工作特性主要包括两方面
一个是运动学特性（另一为动力学特性）
首先我们看看它的运动学特性
在这张结构简图上
这是一个普通的
差速器的结构简图
我们看A点这一点的速度
在这个图里头
这时候差速器实际上
已经发生了一个差速动作
在路面（原动力）的作用下
这个差速动作
是左侧半轴转得更快一些
右侧的半轴转得更慢一些
是这种情况
在这种情形下
A点我们看它既在
左侧的半轴齿轮上
也在行星齿轮上
这一点的速度 线速度是一样的
从这个半轴齿轮的角度
和行星齿轮这个角度
行星齿轮因为既有自转又公转
从这个角度
可以分别求出它们的速度
就是A点对应的速度
B点也类似
通过这个式子求解
我们把这个做了相应的化简之后
就得到了这两个 就是左右半轴
它的转速跟差速器壳的转速
以及行星齿轮转速之间的转速关系
就是像图中所示的这两个公式
很显然这时候左侧半轴转速
是比差速器壳的转速要高
右侧是（比差速器壳的转速）低
而且（左侧）高出来的转速的量
跟（右侧）低下去的转速的量
少的量是相等的
根据这两个式子我们（进一步）化简
把这两个加起来
左右两边半轴的转速之和
我们看刚好是等于
差速器壳转速的两倍
这就是差速器的运动学的特性
从这个特性里我们可以看出来
当行星齿轮不转的时候
这三个转速都是相等的
就是两个半轴转速
和差速器壳的转速
这时候没有差速动作
不等于零的时候两边速度不一样
就产生这个差速动作
当某一侧的半轴转速为零的时候
另一侧半轴的转速
就是差速器壳转速的两倍
这是根据上面这个公式
就能推导出来的
我们平常如果有机会去看
比如说车陷在泥（潭）里的时候
一侧车轮是在好路上它不转
陷在泥里的一侧（车轮）的转速
会以非常高的转速转动
从这个公式里头
我们就能得到理解 解释
另外还有一种情况
如果ω0 等于零
就是说差速器壳是静止的
不转的时候
两侧车轮的转速
是大小相等 方向是相反
就是说以相同（大小）的转速
是反方向运转
这也是它的结构所决定的
由这就可以想到
如果有些车
带着中央驻车制动器
（即）手刹车（制动器）是在变速器的输出轴端
或者在主减速器的
输入端这个地方
带着中央驻车制动器
如果利用中央驻车制动器
紧急制动的时候
这时候一旦把它（传动轴）制停
相当于把差速器壳的转速
给它制（停）为零（转速）
这时候车辆会发生
一个急剧的甩尾和旋转
这个也可以从这个公式里
得到结果进行合理的解释
这也是很多赛车运动（员）
他有时候采取的甩尾
或者说控制的时候
也是利用了这个原理
就是说他通过手刹
把中央差速器壳的转速
给它减为零
这时候两侧车轮的转速正好
大小相等 方向相反
这时候如果稍微带一点方向
给它引导一下
两轮的转速不一样
这个车迅速的将实现
掉头和甩尾这个动作
这是它的运动学的特性
它的动力学特性
如果在没有差速的时候
行星齿轮没有自转
这时候这个行星齿轮
就相当于一个等臂杠杆
把差速器壳上的力矩
我们在这叫M0
这是差速器壳上
从主减速器传过来的
总的驱动力距
通过这个等臂杠杆
等量的分到两侧的半轴齿轮上
因此在这种情况下
两侧半轴齿轮得到转矩是
总转矩的一半
这是没有差速动作（的情形）
一旦有差速动作的时候
这时候原来的总驱动（转矩）还是M0
这时候由于差速器动作了
内部的两个半轴齿轮的转速不一样
差速器 行星齿轮也发生转动
这时候相当于差速器壳
跟这些半轴齿轮和行星齿轮
都有相对的转动
这时候不可避免的
就会产生摩擦
内部的这种摩擦实际上
就改变了动力的分配
这个动力分配通过一套
完整的一套受力分析
我们可以得到一个结果
就是说在左右两个半轴齿轮上
我们就得到了它们的驱动力矩
就跟原来没有差速的时候不一样
在这个例子里
我们假设仍然是左侧（半轴）转的是快
行星齿轮是顺时针旋转的（俯视方向）
左侧半轴齿轮转得快
右侧转得慢
在转得快的这一侧
我们看它的半轴上的转矩
是在原来的差速器壳
总转矩的一半的基础上
要减掉两个分量
这两个分量都是由于
差速器内部摩擦引起的
折算到这两个半轴上的转矩
而转的慢的这一侧
右侧半轴得到转矩
它是在原来的转矩基础上
加上两个分量
所以从这个分析我们知道
转得快的半轴上的转矩会减小
转得慢的这边
半轴的转矩会增大
这是一个初步的分析结果
在这个基础上
因为差速器壳内部的是对称的
我们这是普通的对称差速器
所以我们可以认为
它内部的摩擦力矩都一样
经过一系列的变形（化简）之后
我们就可以得到
把这两个式子相加
就是两侧半轴的转矩之和
我们看刚好是等于
差速器壳上得到的
总的转矩M0
两侧半轴转矩之差
我们用大的减去小的
也就是用转得慢的
这侧半轴的转矩
减去转到快的那侧
就可以得到一个公式
这个公式实际上就是
我们可以用一个变量把（公式右侧式子给）它代替
就是Mf等于右侧的这个变量
这时候变量Mf
实际上就是差速器内部
因为差速器发生动作之后
产生的这些摩擦
各个运动部件之内摩擦力矩
把它折算到两个半轴上的力矩
就说我们把它定义为
差速器的内摩擦转矩 Mf
从变形之后我们就知道
（差速器）两侧半轴转矩之差
等于它的内摩擦力矩
由此我们就得到了
差速器的动力学的特性
就是两侧半轴的转矩之和
是等于差速器壳上的总的（输入）转矩
两侧半轴转矩之差
是等于差速器的内摩擦转矩
由此我们可以提出两个评价
差速器工作特性的指标
一个叫转矩比 转矩比是用
转的慢的那一侧的转矩
除以转的快的这一侧转矩
因此它是一个大于1的一个系数
还有一个指标叫锁紧系数
它用的就是差速器的内摩擦力矩
除以差速器壳上
传来的总的（驱动）转矩 就是M0
实际上按照前面的推导
就是分子是两侧半轴转矩之差
分母是两侧半轴转矩之和
得到的是一个锁紧系数
这两个系数是评价差速器
工作性能的重要的指标
对普通的差速器
它的转矩比大概在1.1到1.35之间
锁紧系数也很小
大概在0.05到0.15之间
就是说普通的这种差速器
它的内摩擦力矩是非常小的
即使在发生差速动作的时候
它两侧半轴转矩 由于内摩擦（力矩）很小
因此两侧半轴转矩差不大
可以近似认为相等
所以对这种差速器
总结一句话叫“差速不差矩”
（这是）它的工作的特点
这种特点在好的路面上
行驶的时候非常有利
就（是）差速动作非常敏捷
稍微有一点
路面有一点不一样
路面有一点趋势
这个差速动作很快（就产生）
反应很敏捷
但是也有缺点
一旦某一侧驱动车轮
行驶到滑溜的路面上
它在不滑的 好的那侧路面上
也无法得到足够的牵引力
这时候造成的车辆
通过性就比较差
这个怎么来看
我们看两侧半轴转矩之差
等于内摩擦转矩
在这儿打滑的那一侧转矩就是M1
打滑那个（车轮转矩）很小
不打滑那一侧（转矩）是M2
M2就等于是M1加上Mf变形一下
这时候整个车驱动能量（实际指驱动力矩）
得到的总的驱动转矩
就是M1加上M2
实际上最终是等于
两M1加上一个Mf
按照我们上面的式子推导（就得到这个结果）
这样一侧车轮一打滑的时候
这侧打滑车轮就说明
M1就非常小
本来普通的限滑差速器
它的Mf内摩擦转矩也不大
所以两M1加上Mf
得到的总的转矩也不大
这个根本就不足以
脱离困境
这时候我们怎么办呢
我们有常规驾驶经验的知道
一般的处理办法是
在打滑的车轮那个地方
车轮底下要垫上
很多一些草 沙石
垫的过程实际上就是增大M1
增大M1之后
总的（驱动）转矩增大
这样可以帮助它脱困
在这个除此之外
还有一种办法就是采用（结构措施）
这个从结构上看
就采用差速锁或者用限滑差速器
可以来解决普通差速器
因为一侧车轮打滑
而无法脱困的这个问题
首先我们看看锁止式的
就是采用差速锁的这种方式
它的指导思想就是说
一旦车轮打滑
就不让差速器在起作用
起差速作用
就是说强制的
将差速器给它锁死
因为差速器本身
我们从前面的分析知道
它也是一个行星齿轮机构
只是它这个行星齿轮机构
它的齿圈跟太阳轮是同样（大小）的
两个都是外齿轮
是这样一种行星齿轮机构
因此从行星齿轮机构我们知道
一旦把两个部件
给它锁紧在一起的时候
就可以把整个行星齿轮给它锁死
这时候（差速器）整个是一个整体
（这样附着）好的那一侧（车轮）
就可以把发动机的驱动力
传到好的那一侧车轮上
帮助来脱困
这种一般是在差速器的
差速器壳和一侧的半轴之间
会加一个连接装置
一般是一个接合套
通过这个接合套
一个位置是不结合 一个是结合
在结合的时候
相当于把一侧的半轴
跟差速器壳可给它锁在一起
这样整个差速器就被锁死
这种的方式就是结构简单
制造也比较容易 成本低
但是操纵起来
需要人来移动这个接合套
把这个差速器相当于
一侧半轴跟差速器壳锁在一起
更多的（时候）为了可靠工作
需要提前给它锁在一起
并且一旦脱困之后
还要适时地把差速器给它解锁
这样操作起来有点繁琐
但是这种方式能够有效的
帮助我们来脱困
所以在一些极限越野车里头
它往往都是四轮驱动的车型
是前中后都有差速器
然后每一个差速器上
都会带一把锁
实际上说的这个锁
就是一种强制锁止式的
在一些极限情况下
它就会把这三个锁都锁上
这时候整个传动系统
就是一个刚性的
一个完整的整体
差速器就都不再起作用
这时候可以帮助它
来挑战这种极限越野
非常严峻的（路况）
适应这种行驶情况
普通差速器的工作特性
我们就讲到这里
-1.1 汽车简要发展历程
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-1.2 汽车底盘的定义和功能
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-1.3 汽车底盘的技术发展现状和趋势
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-1.4 汽车底盘实景教学
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-第1章课后作业
--第1章课后作业
-2.1 传动系统的功用和分类
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-2.2 传动系统布置型式
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-2.3 电力传动系统介绍
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-2.4 传动系统实景教学
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-第2章课后作业
-拓展教学—北汽新能源EU5纯电动乘用车电机驱动系统组成介绍视频
--Video
-拓展教学—北汽新能源EU5纯电动乘用车电机驱动装置介绍视频
--Video
-拓展教学—北汽新能源EU5纯电动乘用车四合一智能电控装置拆解视频
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-3.1 离合器概述
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-3.2 摩擦式离合器工作原理
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-3.3 离合器盖总成
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-3.4 膜片弹簧离合器
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-3.5 干式双离合器
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-3.6 从动盘
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-3.7 从动盘中的扭转减振器
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-3.8 离合器操纵机构
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-3.9 离合器部分实景教学视频
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-第3章课后作业
-4.1 变速器的功用和原理
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-4.2 变速器的类型
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-4.3 变速器的换挡方式
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-4.4 三轴式变速器
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-4.5 两轴式变速器
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-4.6 双离合变速器(DCT)
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-4.7 同步器
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-4.8 变速操纵机构
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-4.9 手动变速器实景教学
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-第4章课后作业
-5.1 自动变速器概述
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-5.2 液力自动变速器（AT）概述
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-5.3 AT中的液力变矩器
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-5.4 AT中的行星齿轮传动机构
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-5.5 AT中的换挡执行机构
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-5.6 AT中的液压操纵系统
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-5.7 无级变速器（CVT）
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-5.8 混合动力变速器
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-5.9 自动变速器实景教学
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-第5章课后作业
-拓展教学—丰田卡罗拉和雷凌双擎混合动力系统组成介绍视频
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-拓展教学—丰田卡罗拉和雷凌双擎混合动力乘用车镍氢动力电池包拆解视频
--Video
-拓展教学—丰田卡罗拉和雷凌双擎混合动力乘用车逆变器-变换器总成拆解视频
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-拓展教学—丰田卡罗拉和雷凌双擎P410混合动力变速器结构拆装分析视频
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-6.1 万向传动装置概述
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-6.2 十字轴万向节
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-6.3 传动轴
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-6.4 等速万向节
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-6.5 驱动轴
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-6.6 万向传动装置实景教学
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-第6章课后作业
-7.1 最终传动和车轮传动概述
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-7.2 主减速器的功用和基本结构
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-7.3 双级和双速主减速器
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-7.4 主减速器的支承
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-7.5 主减速器的调整
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-7.6 差速器的功用和原理
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-7.7 普通差速器的工作特性
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-7.8 普通限滑差速器
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-7.9 托森差速器
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-7.10 冠齿型限滑差速器
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-7.11 车轮传动
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-7.12 最终传动实景教学
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-第7章课后作业
-8.1 四轮驱动概述
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-8.2 分时四驱
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-8.3 固定分配式全时四驱
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-8.4 可变分配式全时四驱
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-8.5 适时四驱
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-8.6 独特型式的四驱
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-8.7 四轮驱动转矩矢量控制
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-第8章课后作业
-期中考试
-9.1 行驶系概述
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-9.2 车架
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-9.3 承载式车身
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-9.4 车桥
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-9.5 车轮总成
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-9.6 车轮定位
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-9.7 汽车悬架概述
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-9.8 悬架弹性元件
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-9.9 悬架减振器
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-9.10 导向机构和横向稳定杆
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-9.11 非独立悬架
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-9.12 独立悬架运动学基础
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-9.13 独立悬架类型
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-9.14 电控悬架简介
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-第9章课后作业
-行驶系实景教学 - 轮胎
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-行驶系实景教学 - 主销内倾和后倾
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-行驶系实景教学 - 弹簧
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-行驶系实景教学 - 减振器
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-行驶系实景教学 - 横向稳定杆
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-行驶系实景教学 - BJ2020钢板弹簧悬架
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-行驶系实景教学 - TATRA单横臂悬架
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-行驶系实景教学 - 长城哈弗前后悬架
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-10.1 转向系概述
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-10.2 转向操纵机构
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-10.3 机械式转向器
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-10.4 转向杆系
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-10.5 液压助力转向系统
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-10.6 电控转向系统简介
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-第10章课后作业
-液压助力转向器实景教学
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-电动助力转向器实景教学
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-角位移输出式转向器
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-11.1 制动系概述
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-11.2 鼓式制动器
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-11.3 盘式制动器
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-11.4 制动器间隙调整
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-11.5 行车制动操纵机构基础
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-11.6 伺服制动系统
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-11.7 动力制动系统
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-11.8 驻车制动系统
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-11.9 汽车防滑控制系统
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-11.10 混合制动及主动制动系统
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-第11章课后作业
-鼓式制动器的促动装置实景
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-凸轮促动与轮缸促动领从蹄式制动器比较实景
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-鼓式制动器间隙自动调整实景
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-盘式制动器实景
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-盘式制动器的驻车制动系统实景
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-盘鼓组合式制动器结构实景
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-真空助力器及制动主缸结构实景
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-长城哈弗制动系统布置实景
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-期末考试
