首先,你需要知道行星齿轮是什么
那么当黄色齿轮和外围灰色齿轮角速度相同(转速相同,或者说转动圈速相同)的时候,红色齿轮是不转动的,只是起一个连接作用,此时处于红色公转状态。那么当黄色不转,灰色转的时候,红色在公转的同时,也带一点自转,这就是所说的自由度理论。红色齿轮是周转齿轮,它具有两个自由度。一个自由度是公转,一个角度变量可描述,一个自由度是自转,再新建一个角度变量描述,这样,周转齿轮就两个自由度,就可以描述它的状态了。
那么,现在来研究红色齿轮这两个自由度的重要性。当内齿轮黄色齿轮不转动的时,灰色齿轮要转动,那么红色齿轮必然自转和公转。那么灰色转速是1500转/min,黄色是3000转/min。如果红色不自转,那个过程就叫打齿。所以这种情况下红色肯定自转的同时在公转。(其实这不是严格意义上的两个自由度,因为自转公转之间并不是相互独立的,两个相互影响。)也可以解释为,黄色和灰色之间的转速差被红色齿轮的自转和公转平衡掉了。
到此,我们给红色齿轮的中心蓝色三个轴连接传动轴,或者说发动机,那么理论上就会带动红色公转,如果红色不自转的话,黄色和灰色二齿就会以一个转速转动(它们是一个整体)。那么如果红色接左边轮胎,灰色接右边轮胎,发动机对蓝色轴的公转输出动力,那么两个轮胎都在水泥地上面,那是不是两个轮胎都能被发动机带动起来。此时红色是不自转的。
下面讲的就重点了,差速器最本质的作用。当拐弯的时候,内侧轮胎一定比外侧轮胎转动慢(如果两个转速相同,硬连接的话,那么肯定会和地面滑动摩擦,伤轮胎)所以,如果内侧接黄色齿轮,外侧轮接灰色外围齿轮,那么黄色轮肯定比灰色轮转动慢,中间就需要红色自转平衡掉,这就是差速器最本质的作用。目的就是,内外侧差速。
下面,我们把行星齿轮变一个形式。
差速器在保证输出动力时,两边轮胎也能有转速差
那么考虑一个极端情况,看上图,当把左边轮胎用千斤顶支起来,右边轮胎还在地上,那么右边就不会转了,左边转动很快,上图中红色齿轮在一直自转公转。那这样,是不是可以说,差速器让动力输出在了空转车轮上。当两个车轮都接地气的时候,红色齿轮不转,两个轮胎就都有动力了。所以,对于极端路况来说,如果一边轮胎打滑,这一侧摩擦力就小了,另一侧呢,也因为红色齿轮一直自转,并没有动力输出。这就尴尬了,所以差速器总是把转动的力分给了打滑的轮,对行驶根本没什么帮助,它只会一直打滑。
尴尬不怕,后面发明了一个东西,差速锁,可以理解为,把红色齿轮锁住,让红色不能自转,这就可以两个轮都有动力。这东西只有越野车才经常用到,所以越野车什么三把锁啊,指的就是有三处差速锁。增加极限路况的通过性。一般情况下不打开,用的时候打开。
还有一个用到差速锁的地方,就是漂移车,两侧轮胎硬连接,在这种公路赛的路面,转弯两个轮肯定一起滑了,这就很容易飘起来了。
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