毕业论文差速锁的结构设计

差速锁的工作原理是摩擦片式通过摩擦片之间相对滑转时产生的摩擦力矩来使差速器锁止。

这种差速锁结构简单，工作平稳，在轿车和轻型汽车上最常见；滑块凸轮式利用滑块和凸轮之间较大的摩擦力矩来使差速器锁止，它可以在很大程度上提高汽车的通过性能，但是结构复杂，加工要求高，摩擦件磨损较大，成本较高。

手动机械差速锁的技术简单，生产成本低，但却仍然是最为可靠、最有效的提高车辆越野性能的驱动系统的装备。它可以实现两个半轴的动力完全机械式结合，很牢固。但是只有在恶劣路况或极限状态下使用差速锁，在正常行驶时使用会对汽车的轮胎等部件造成严重的损害。

优点：在越野路况可以使车辆所有车轮得到有效动力，在恶劣情况下摆脱困境；

缺点：必须在停车状态下切换。

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开放式差速器最为常用，其能向左右两驱动半轴分配同等大小的扭矩。车辆直线行驶时，左右车轮受力相等，两半轴齿轮不存在转速差，所以行星齿轮不发生自转，主减速器从动齿圈相当于直接驱动两半轴齿轮。

半轴齿轮通过驱动半轴与车轮相连，因此实质上经过一系列动力传递过程后，车轮得到了和主减速器从动齿圈相同的转速。车辆转弯时，外侧车轮希望能够获得比内侧车轮更高的转速，此时行星齿轮介入，在维持扭矩传递的同时允许两半轴齿轮出现轻微的转速差。

开放式差速器的缺点：如果一侧的半轴齿轮相对另一侧静止不动，那么输入差速器的所有动力都将被分配给阻力较小的车轮上。

这就是为何当车子一侧车轮在冰面上，另一侧在附着力良好的路面上时大脚加油，冰面一侧的车轮拼命打滑，而附着力良好的路面上的车轮却纹丝不动的原因。此时车辆根本动弹不得，因为引擎所有的动力都被输送到了阻力最小的——即处在冰面上的那个车轮上。

如果是一辆前后轴都使用开放式差速器的四轮驱动车辆，在越野时遇到单个前轮或后轮离地的状况，是没有脱困可能的。差速器会卖力的驱动悬空车轮空转，而留在路面上的车轮则不会得到任何驱动力

参考资料来源：百度百科-差速锁

差速锁的作用是当一个驱动轮打滑时，将差速器壳与半轴锁紧成一体，使差速器失去差速作用，可以把全部扭矩转移到另一侧驱动轮上。 差速锁可以看作是具有自动锁止功能的差速器。 对于有3个差速器、形式最简单的全时驱动系统，因为差速器的等扭矩作用，车辆可能会因为任何一个车轮失去附着力而陷入困境，尤其是对于那些经常通过泥泞等恶劣路况的车辆。解决的办法就是用差速锁把失去驱动力的那个轮子的半轴锁住，使该车轮对动力分配不再发生影响。可见差速锁最大的功用在于当车轮打滑时保证其他的驱动轮仍然能够获得足够的驱动力。 对于全时驱动车辆，车上装备有3个差速器，其4个车轮可以以各自不同的转速转动，并按照各自不同的地面附着力自动获得不同的扭矩分配，保证车辆获得良好的驱动力。对于大多数全时4驱车辆，由于装有中央差速器，当某个驱动轮打滑时，会使发动机动力全部消耗在打滑的车轮上，因此此时须手动操纵（有的只是车内的一个按键）差速锁将中央差速器壳与半轴锁紧成一体，使差速器失去差速作用，进而把扭矩转移到另外一个驱动桥上。 差速锁形式多样，常见的有摩擦片式和锥形式，其效果由锁紧系数确定。锁紧系数是指两侧半轴扭矩可能相差的最大倍数K，锁住作用随输入扭矩、扭矩差值的增大而增大。现代差速锁还采用电子控制形式来适应多变化的使用条件。

差速锁装置大体可以分为三类，第一类是LSD，也就是限滑差速器；第二类是自动控制机械差速锁；第三类是手动控制机械差速锁。

首先LSD是在单侧轮胎打滑时，自动通过差速器内数个摩擦片对打滑侧半轴施加相应的动力输出，最大只能传输40%左右的动力，并非机械锁止，所以LSD严格地说不算是差速锁。

自动控制机械差速锁是在差速器内设置机构，对轮胎单侧打滑时符合该设计条件时自动锁止差速器，因为其采用机械锁止，所以锁止后其动力传输可达到100%输出。

手动控制机械差速锁是在通过艰难路面需要锁止差速器时，使用手动进行控制，一般分为气动差速锁和手动差速锁，而在平时不需要使用时可手动解除差速器锁止，成为普通差速器。

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差速器越野路面行驶时就显出了弊端，差速器会成为汽车前进的障碍。比如一侧的车轮卡死另一侧车轮打滑的情况下，差速器就会起作用了。

因为差速器的作用就是允许两侧车轮出现速度差，这样，被卡死的一侧车轮仍静止不动，而另一侧车轮则会因为差速器的作用而疯狂的旋转，一侧卡死，一侧狂转，汽车自然也就无法前行。

为了让动力能够正常的传递到那个“静止”的车轮上，就必须有差速锁，它可以将两个半轴进行钢性连接，使其成为一个整体，这样两侧的车轮都可以得到相同的动力，使车辆可以摆脱困境，这就是差速锁的作用。

参考资料来源：百度百科-差速锁

差速锁是安装在中央差速器上的一种锁止机构，用于四轮驱动车。其作用是为了提高汽车在坏路面上的通过能力，即当汽车的一个驱动桥空转时，能迅速锁死差速器，使两驱动桥变为刚性联接。这样就可以把大部分的扭矩甚至全部扭矩传给不滑转的驱动桥，充分利用它的附着力而产生足够牵引力，使汽车能够继续行驶。差速锁分类：不同的差速器，所采用的锁止方式是不同的，现在常见的差速器锁，大致有以下几种锁止方式：强制锁止式、高摩擦自锁式、牙嵌式、托森式和粘性耦合式。其中牙嵌式常用于中重型货车。1、强制锁止式强制锁止式差速锁就是在普通对称式锥齿轮差速器上设置差速锁，这种差速锁结构简单，易于制造，转矩分配比率较高。但是操纵相当不便，一般需要停车；另外，如果过早接上或者过晚摘下差速锁，那么就会产生无差速器时的一系列问题，转矩分配不可变。2、高摩擦自锁式高摩擦自锁式有摩擦片式和滑块凸轮式等结构。摩擦片式通过摩擦片之间相对滑转时产生的摩擦力矩来使差速器锁止，这种差速锁结构简单，工作平稳，在轿车和轻型汽车上最常见；滑块凸轮式利用滑块和凸轮之间较大的摩擦力矩来使差速器锁止，它可以在很大程度上提高汽车的通过性能，但是结构复杂，加工要求高，摩擦件磨损较大，成本较高。以上两种高摩擦自锁式差速器锁都可以在一定范围内分配左右两侧车轮的输出转矩，并且接入脱离都是自动进行，因此应用日益广泛。3、托森式托森式差速器是一种新型的轴间差速器，它在全轮驱动的轿车（如奥迪TT）上有广泛运用。“托森”这个名称是格里森公司的注册商标，表示“转矩灵敏差速器”。它采用蜗轮蜗杆传动具有自锁特性的基本原理。托森式差速器结构紧凑，传递转矩可变范围较大且可调，故而广泛用于全轮驱动轿车的中央差速器以及后驱动桥轮间差速器。但是由于其在高转速转矩差时的自动锁止作用，一般不能用于前驱动桥轮间差速器。4、粘性耦合式部分四轮驱动轿车上采用粘性耦合联轴器作为差速器使用。这种新型的差速器使用的是硅油作为传递转矩的介质。硅油具有很高的热膨胀系数，当两车轴的转速差过大时，硅油温度急剧上升，体积不断膨胀，硅油推动摩擦叶片紧密结合，这时粘性耦合器两端驱动轴直接联成一体，即粘性耦合器锁死。这种现象被称为“驼峰现象”。这种现象的发生极其迅速，差速器骤然锁死，因此车辆很容易脱离抛锚地。一旦搅油停止之后，硅油的温度逐渐下降，直至充分冷却后，驼峰现象才会消失。鉴于粘性耦合器传递转矩柔和平稳，差速响应快，它被推广运用到了驱动桥的轴间差速系统，当作轴间差速器，使全轮驱动轿车的性能大幅度的提高。

差速锁的工作原理是它可以实现两个半轴的动力完全机械式结合,很牢固。但是只有在恶劣路况或极限状态下使用差速锁,在正常行驶时使用会对汽车的轮胎等部件造成严重的损害。

普通差速器，虽然可以允许左右车轮以不同速度转动，但当其中一个车轮空转时，另一个在良好路面上的车轮也得不到扭矩，汽车就失去了行驶的动力。在这种情况下，差速器不起作用。这样两个车轮连在一起，动力至少可以传递到另一侧车轮，使汽车得到行驶的动力，从而摆脱困境。这种情况在中央差速器也同样存在。这样，人们就开发了各种个样的差速器锁止机构。

差速锁的作用 ：

1.在泥泞或冰雪路段，当一侧车轮失去抓地后，相当于没有阻力，另一侧的车轮相当于固定在那里了，行星齿轮的自转将动力全部传递到失去抓地力的那侧车轮，而车子却只能呆在原地不动。

2.在这个时候差速器对车辆的正常行驶起到的是一个反作用，就不再需要差速器了。差速锁的作用就相当于进行一个强制干预，让差速器停止作用，左右两轴就变成刚性连接，有阻力的一侧有了动力，才能带动车辆走出泥潭，继续前进。