差速器是汽车传动系统中的一种重要部件,其工作原理是基于最小能耗原理。当车辆转弯时,内外侧车轮的转速会自动调整以达到能耗最小的状态。这种调整是自动的,通过行星齿轮和半轴齿轮的作用,使内侧半轴转速减慢,外侧半轴转速加快,从而实现两边车轮转速的差异。
在转弯时,由于外侧轮有滑拖的现象,内侧轮有滑转的现象,两个驱动轮会产生方向相反的附加力。这种力会通过半轴反映到半轴齿轮上,迫使行星齿轮产生自转,从而破坏了三者的平衡关系。通过这种方式,差速器可以实现两边车轮转速的差异,从而保证车辆在转弯时能够保持稳定。
如果驱动桥两侧的驱动轮用一根整轴刚性连接,两个车轮只能以相同的角度旋转。这样,在汽车转向行驶时,由于外侧车轮要比内侧车轮移过的距离大,将使外侧车轮在滚动的同时产生滑拖,而内侧车轮在滚动的同时产生滑转。即使是汽车直线行驶,也会因路面不平或虽然路面平直但轮胎滚动半径不等(轮胎制造误差、磨损不同、受载不均或气压不等)而引起车轮的滑动。
车轮滑动时不仅会加剧轮胎磨损、增加功率和燃料消耗,还会使汽车转向困难、制动性能变差。为使车轮尽可能不发生滑动,在结构上必须保证各车轮能以不同的角度转动。这就是差速器的作用。