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汽车各部位工作原理---变速器和差速器原理

汽车各部位工作原理：

差速器具有三种功能：

使发动机动力指向车轮

相当于车辆上的最终传动减速器，在变速器撞击车轮之前最后一次降低其旋转速度

在以不同的速度旋转期间向车轮传输动力（这是将它称为差速器的原因）

本文将介绍汽车需要差速器的原因，以及差速器的作用和缺点。我们还将介绍几种防滑差速器，也称为限滑差速器。为什么需要差速器？车轮旋转的速度是不同的，尤其是转弯时。在以下动画中可以看到转弯时每个车轮行驶不同的距离，并且内侧车轮比外侧车轮行驶的距离短。由于速度等于行驶的路程除以通过这段路程所花费的时间，因此行进路程较短的车轮行驶的速度就较低。同时请注意，前轮与后轮的行驶距离也不同。对于汽车上的非驱动轮（后轮驱动汽车的前轮或前轮驱动汽车的后轮），这并不是问题。因为在前轮和后轮之间没有连接，所以它们独立旋转。但是驱动轮被连接到一起，以便单个发动机和变速器可以同时使两个车轮转动。如果汽车没有差速器，车轮必须锁止在一起，以便以相同的速度旋转。这样汽车将不便于转弯——为了使汽车能够转弯，一个轮胎必须滑动。对于现代轮胎和混凝土路面，轮胎需要很大的动力才会滑动。此动力必须由轴从一个车轮传输到另一个车轮，这会在轴组件上形成很大的压力。什么是差速器？差速器是将发动机扭矩按两个方向分开的设备，可允许每次输出的扭矩以不同的速度旋转。现在在所有汽车或卡车上都配备差速器，一些全轮驱动车辆上（全时四轮驱动）也配备差速器。这些全轮驱动车辆的每组驱动轮之间都需要一个差速器，并且在前轮和后轮之间也需要一个，因为在转弯时前轮行驶的距离与后轮不同。分时四轮驱动系统在前轮和后轮之间没有差速器，相反，他们被锁止在一起，以便前轮和后轮以相同的平均速度转弯。这就是当四轮驱动系统啮合时这些车辆在混凝土路面上很难转弯的原因。以不同的速度旋转我们将介绍最简单的差速器——开式差速器。首先，我们需要了解一些术语：下面的图像标示的是开式差速器的组件。

态的简单两速变速器。让我们来看看图中的每一个部件，以及它们是如何装配的：

绿色轴将发动机与离合器连接起来。绿色轴和绿色齿轮连在一起，形成一个整体。（离合器是用于连接发动机和变速器或断开其间连接的装置。踩下离合器踏板时，发动机与变速器断开，此时虽然汽车并不移动，但发动机仍在运转。而松开离合器踏板时，发动机和绿色轴就直接连在一起。绿色轴和齿轮的转速与发动机相同。)

红色轴及红色齿轮称为副轴。它们也连为一个整体，因此副轴上的所有齿轮和副轴本身作为整体旋转。绿色轴与红色轴直接通过各自的啮合齿轮连接起来，所以当绿色轴转动时，红色轴也会转动。因此，一旦离合器接合，副轴就直接从发动机获得动力。

黄色轴是花键轴，通过连接到汽车驱动轮的差速器直接与驱动轴相连。如果车轮转动，黄色轴也将随之转动。

蓝色齿轮连在轴承上，因此会随黄色轴转动。如果发动机已关闭，但汽车还在滑行，则在蓝色齿轮和副轴停止运动时，黄色轴仍可能在蓝色齿轮内部转动。

轴环将两个蓝色齿轮中的一个连接到黄色驱动轴上。它通过齿槽直接与黄色轴相连，并与黄色轴一起转动。但轴环也可以沿着黄色轴左右滑动，从而选择性地接合两个蓝色齿轮中的一个。轴环中的齿称为犬齿，可与蓝色齿轮侧面的孔相接合。

一挡齿轮下图显示了当轴环换到一挡时如何结合右边的蓝色齿轮：图中，发动机的绿色轴转动副轴，副轴则转动右边的蓝色齿轮。齿轮通过轴环驱动黄色驱动轴。同时，左边的齿轮也在转动，但只是在其轴上空转，对黄色轴并不产生影响。当轴环位于两个齿轮之间时（如第一图所示），变速器为空挡状态。黄色轴上以不同速率运转的两个蓝色齿轮都通过其与副轴的速比来控制。通过以上讨论，您可以回答以下几个问题：

在换挡时，如果操作错误，听到可怕的碾磨声，这个声音不是误啮合齿轮发出的。从图中可以看出，所有轮齿总是处于完全啮合状态。这种碾磨声是犬齿接合蓝色齿轮侧孔失败发出的。

这里显示的变速器没有“同步”（在下文中讨论），所以使用此变速器时，您必须双踩离合。双踩离合在老式汽车中很常见，而在一些现代赛车中也仍然很常用。在双踩离合时，先合下离合踏板，使发动机与变速器分离。这样可消除犬齿的压力，从而将轴环切换至空挡状态。然后松开离合器踏板，使发动机恢复“正确速度”。该速度就是发动机下一齿轮的运转速度。这样做的目的，在于使下一个蓝色齿轮与轴环以相同的转速运行，这样犬齿就能接合。然后再次踩下踏板并将轴环锁定到新齿轮中。每换一个齿轮，都必须踩下和松开两次离合器，因此称为“双离合”。

另外，您还可以了解换挡按钮的微小线性位移怎样实现齿轮更换。换挡按钮移动连接到拨叉的杆。拨叉使轴环在黄色轴上滑动，从而与两个齿轮中