【正文】 即使汽車在平路上直線行駛，也難以避免車輪與路面滑磨現(xiàn)象。這是因為輪胎氣壓的差別和磨損的不均勻等都可能引起兩個車輪半徑不相等。兩個半徑不等而用一根軸驅(qū)動的車輪，要沿直線運動，即要求在同一時間內(nèi)左右輪軸心移動相同距離，則必然兩個車輪要邊滾動邊滑動。即使兩輪半徑可以認為是相等的，但沿凹凸不平的道路行駛，兩輪在同一時間內(nèi)其軸心移動的距離不一樣，若用一根軸剛性連接左右兩輪，則仍然要產(chǎn)生滑磨現(xiàn)象。由上述可知，為了使車輪相對路面的滑磨盡可能地減少，同一驅(qū)動橋的左右兩側(cè)驅(qū)動輪不能由一根整軸直接驅(qū)動，而應(yīng)由兩根半軸分別驅(qū)動，使兩輪有可能以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，盡可能地接近于純滾動。兩根半軸則由主傳動器通過差速器驅(qū)動。差速器是汽車驅(qū)動橋中的重要部件，其主要功能是當汽車轉(zhuǎn)彎行駛或在不平路面上行駛時，使左右驅(qū)動輪以不同的轉(zhuǎn)速滾動，即保證兩側(cè)驅(qū)動輪作純滾動運動，并將動力分配給左右驅(qū)動輪。 差速器的工作原理圖。當汽車在泥濘、砂地、凍結(jié)等路面上行駛，驅(qū)動輪與路面之間的附著條件相差較大時，驅(qū)動輪的一個輪子將不能從滑動中脫出，由于普通差速器的“差速不差扭”，即平均分配扭矩的特性，好路面上的車輪扭矩只得減小以與壞路面上的車輪扭矩相等，以至總的牽引力不足以克服汽車的行駛阻力，汽車出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，從而嚴重影響了汽車的通過性。而防滑差速器是對普通差速器的革新與改進，它克服了普通差速器只能平均分配扭矩的缺點，可以使大部分甚至全部扭矩傳給另外一個不滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪，以充分利用這一驅(qū)動輪的附著力而產(chǎn)生足夠的牽引力，大大提高了汽車在低附著系數(shù)路面上的動力性和通過性，顯著改善了汽車的操縱穩(wěn)定性，有效地提高了汽車的行駛安全性，是普通差速器的理想替代產(chǎn)品。因此，防滑差速器首先在越野汽車、中型和重型汽車、多功能汽車、工程機械以及拖拉機等車輛上得到廣輝應(yīng)用，近年轎車和商務(wù)車也有采用了。最初防滑差速器多用在越野車或工程機械上，但隨著人們出行和運輸?shù)男枰?，人們對汽車性能的要求也越來越高，因此防滑差速器的?yīng)用也就日益廣泛，裝車率也迅速提高。當前，越來越多的越野車、跑車、高級轎車及大貨車，開始提供防滑差速器作為選裝件。在形式上，轉(zhuǎn)矩感應(yīng)式、轉(zhuǎn)速感應(yīng)式、主動控制式三種防滑差速器均有應(yīng)用。如蘭伯基尼的魔鬼GT型車上裝粘性式防滑差速器。保時捷9llGT3型跑車、尼桑總統(tǒng)、尊爵、寶馬M3跑車及國內(nèi)生產(chǎn)的長豐獵豹V6300o、開拓者SUV運動型多功能車均采用機械式或電子控制式防滑差速器。這是因為隨著人們對防滑差速器認識的深入，人們發(fā)現(xiàn)防滑差速器不僅可以改善汽車在壞路面上的通過性，而且防滑差速器對汽車的安全性、操縱穩(wěn)定性及平順性都有很大的改善作用。防滑差速器技術(shù)正在成為人們提高汽車性能的一項新技術(shù)。作為汽車驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)的一種重要實現(xiàn)方式，防滑差速器憑借其優(yōu)越的性價比和廣泛的市場前景而特別受到開發(fā)廠商的重視。國外對防滑差速器的研究開發(fā)比較早，早在20世紀60年代，為提高賽車的動力性和操縱穩(wěn)定性，已有采用防滑差速器的例子。，進入20世紀90年代以來，有關(guān)防滑差速器的專利數(shù)量有大幅度的提高，這說明國外對于防滑差速器的研究非常重視，也非常深入。 目前，國外的防滑差速器種類品種多樣，性能優(yōu)良。根據(jù)差動限制轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生機理可以分為以下三種方式:轉(zhuǎn)矩感應(yīng)式、轉(zhuǎn)速感應(yīng)式和主動控制式。(l)轉(zhuǎn)矩感應(yīng)式防滑差速器根據(jù)輸入轉(zhuǎn)矩決定差動限制轉(zhuǎn)矩的方式，從實現(xiàn)機構(gòu)上可分為外螺旋式防滑差速器和多片摩擦式防滑差速器。多片摩擦式防滑差速器應(yīng)用較廣，它是依靠濕式多片離合器產(chǎn)生差動轉(zhuǎn)矩，有轉(zhuǎn)矩比例式、預(yù)壓式及轉(zhuǎn)矩比例式加預(yù)壓式三種形式。典型產(chǎn)品有機械摩擦片式、錐盤式、蝸輪式等。(2)轉(zhuǎn)速感應(yīng)式防滑差速器這是一種差動限制轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速差的增加而增加的防滑差速器，被廣泛應(yīng)用的是粘性裝置的防滑差速器。一旦產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差就可以依靠硅油的粘度、填充率、片的直徑、件數(shù)等多種設(shè)計參數(shù)的不同而產(chǎn)生不同的防滑作用。該種防滑差速器工作平滑，能很好地提高驅(qū)動、轉(zhuǎn)彎、制動等諸性能的均衡，并且也可應(yīng)用于前輪驅(qū)動車或后輪驅(qū)動車上。典型產(chǎn)品有粘性聯(lián)軸式、Gerodisc式等。(3)主動控制式防滑差速器這是一種用電子裝置控制最大差動轉(zhuǎn)矩的防滑差速器，可以使兩側(cè)驅(qū)動輪獲得最佳驅(qū)動附著效果。這種裝置在奔馳車或波爾舍車上均有應(yīng)用。其構(gòu)造同前述的多片摩擦式相似，其特征是可由外部控制濕式多片離合器的壓緊力，因此在差速器罩殼上設(shè)有油壓活塞。、所以能獲得任意的最大差動限制轉(zhuǎn)矩。雖然其技術(shù)難度比較大，成本比較高，但是以其優(yōu)越的性能，在國外的汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。典型產(chǎn)品有電磁控制式、電子控制式等。(a)電磁控制式 (b)電子控制式防滑差速器是提高汽車性能的一項新技術(shù)，在國際汽車界得到了越來越廣泛的應(yīng)用。目前，國外廣泛使用電控防滑差速器，它有助于提高汽車的動力性、操作穩(wěn)定性、通過性、安全性、平順性等。與國外相比，國內(nèi)的防滑差速器研究起步較晚，尚無自主產(chǎn)品問世。應(yīng)用比較廣泛的都是一些機械式的，比如用于大眾高爾夫轎車上的摩擦片式自鎖差速器、用于中型和重型汽車上的牙嵌式自由輪差速器、用于奧迪80和奧迪90轎車上的托森差速器、用于高爾夫—辛克羅型轎車上的粘性聯(lián)軸差速器等等，但是電子控制式防滑差速器卻幾乎沒有應(yīng)用。在這一點上，我國和國外的差距比較明顯。我國幅員遼闊，地理和道路條件復(fù)雜，在各種路面條件下均可獲得良好行駛性能的裝有防滑差速器的汽車非常適合我國的道路條件。此外，隨著我國人民物質(zhì)生活水平的提高，以及對汽車安全性認識的提高，對于冰雪路面、坡路面較多的地區(qū)，裝防滑差速器的汽車以其良好的通過性和安全性得到了人們的重視。從我國汽車工業(yè)發(fā)展情況來看，由于我國汽車工業(yè)起步晚，技術(shù)相對落后，雖然有著良好的發(fā)展勢頭，但是車型中的關(guān)鍵總成——防滑差速器的生產(chǎn)卻幾乎是一片空白。因此，國內(nèi)汽車產(chǎn)品的更新?lián)Q代在多方面要受制于國外，這無疑對我國汽車工業(yè)的發(fā)展極為不利。防滑差速器使汽車左右驅(qū)動輪之間驅(qū)動力得到了更好的匹配，消除了一般汽車存在的寄生功率及由此引起的功率損失。它在大幅度提高汽車動力性與通過性的同時，極大地改善了汽車行駛時的操縱穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向安全性及制動性等性能，是汽車傳動系中極為理想的傳動裝置。防滑差速器在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛，是一個有著廣泛應(yīng)用前景的產(chǎn)品。為了適應(yīng)我國汽車工業(yè)的發(fā)展，迫切需要開發(fā)適用的防滑差速器，開發(fā)適用的防滑差速器無疑將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，對促進我國汽車工業(yè)的發(fā)展、增強國產(chǎn)汽車的產(chǎn)品競爭力是非常重要的。鑒于此種情況，開展機械鎖止式防滑差速器的設(shè)計研究，具有重要的理論意義和實用價值。（1）機械鎖止式防滑差速器設(shè)計的研究包括機械鎖止式防滑差速器的工作原理、工作環(huán)境、選型設(shè)計等。（2）機械鎖止式防滑差速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要指機械鎖止式防滑差速器相關(guān)零部件結(jié)構(gòu)和參數(shù)的計算與確定。第二章 機械鎖止式差速器總體方案研究目前常見的防滑差速器有強制鎖止式差速器、滑塊凸輪式差速器、牙嵌式自由輪式差速器、托森差速器、粘性聯(lián)軸差速器和摩擦片式自鎖差速器等。差速器受力滿足下列條件： （21） （22）式中:一旋轉(zhuǎn)較快的半軸齒輪上的轉(zhuǎn)矩。一旋轉(zhuǎn)較慢的半軸齒輪上的轉(zhuǎn)矩。一差速器殼上的轉(zhuǎn)矩。一差速器元件在相對運動時所產(chǎn)生的摩擦力矩。由此可見，差速器的內(nèi)摩擦使驅(qū)動橋左右半軸的轉(zhuǎn)矩分配改變，這有利于改善汽車的通過性。例如當汽車的一個驅(qū)動橋由于附著力變壞而開始滑轉(zhuǎn)時，傳給它的轉(zhuǎn)矩就減少，而傳到不滑轉(zhuǎn)的車輪的轉(zhuǎn)矩卻相應(yīng)的增大了。結(jié)果在汽車左右輪上的總牽引力可能達到的最大數(shù)值為: （23）式中:一左、右驅(qū)動輪總牽引力的最大值。一在附著力較小的車輪的牽引力。一車輪的滾動半徑。一差速器的內(nèi)摩擦力矩。由此可見，由于差速器的內(nèi)摩擦使汽車總牽引力增大了，但普通圓錐行星齒輪差速器內(nèi)摩擦不大，為了提高汽車的通過性，可采用我們前面提到的高摩擦式差速器。這時在驅(qū)動車輪的總牽引力可增加10%一15%。通常采用系數(shù) （24）表示兩側(cè)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩可能相差的最大倍數(shù)也是慢快轉(zhuǎn)驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)矩比因為它也說明了迫使差速器所需的力矩大小，即差速器“鎖緊”的程度，所以又被稱為差速器的鎖緊系數(shù)，因，故鎖緊系數(shù)K1。鎖緊系數(shù)有時亦可定義為 （25）這時它是一個小于1的數(shù)。差速器的轉(zhuǎn)矩分配特性可用轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)來表示: （26）綜上所述，系數(shù)及是汽車防滑差速器的重要性能指標。在汽車設(shè)計中是根據(jù)汽車的類型，性能及使用條件等來選擇差速器的鎖緊系數(shù)。及省主要決定于差速器的結(jié)構(gòu)形式，在一般情況下從汽車的通過性來看，希望值盡量大些，但從轉(zhuǎn)向操縱的靈活性、行駛的穩(wěn)定性，從延長有關(guān)傳動零件的使用壽命和減小輪胎磨損等方面考慮，鎖緊系數(shù)又不宜過大。 防滑差速器的選型研究目前常見的防滑差速器有強制鎖止式差速器、高摩擦自鎖式差速器（滑塊凸輪式差速器和摩擦片式自鎖差速器等）、牙嵌式自由輪式差速器、托森差速器和粘性聯(lián)軸差速器等。 強制鎖止式差速器強制鎖止式差速器是由駕駛員控制起作用的，在汽車儀表盤上設(shè)有信號裝置。當按電鈕接合差速鎖時，亮起紅燈信號，以提醒駕駛員注意，汽車駛?cè)牒寐访婧髴?yīng)及時摘下差速鎖。差速鎖一分離，紅燈即熄滅。強制鎖止式差速鎖結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。但操縱不便，一般要在停車時進行；而且如果過早接上或過晚摘下差速鎖，亦即在好路段上左、右車輪仍剛性連接，則將產(chǎn)生無差速器情況下出現(xiàn)的一系列問題。 強制鎖止式差速器 摩擦片式自鎖差速器摩擦片時自鎖差速器可以依靠機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)差速器的內(nèi)摩擦力矩的自動調(diào)整，限制差速器的差速作用，達到防止驅(qū)動輪