当我们扒开汽车内部,发动机、变速箱、车身结构这些“核心部件”被我们津津乐道,但有这么一位“黑暗骑士”守护着我们每一次驾车出行,它就是躲在在车底默默付出的差速器。
“转弯”遇见差速器
从第一辆双轮马车到公元前1世纪欧洲四轮马车出现,困扰马车工匠的不是马匹有多快、车身多豪华,而是如何让马车在快速转弯时更安全、更快捷。
他们发现:车轮安装在同轴上,转弯会导致内侧车轮卡死,甚至有翻车的风险。
如上图车辆转弯状态下,内侧车轮D、B要比外侧车轮A、C行驶路程短,车轮旋转圈速也少。设想一下:如果两侧车轮固定在同一根轴上转弯,两侧车轮转速无法同步,就会出现内侧车轮卡死,车辆翻车。
举个易懂的例子:我们在走路拐弯时,外侧脚跨的幅度一定大于内侧,同幅度迈步,你是无法拐弯的。
所以,无论是早期两轮马车还是具有前轮转向功能的豪华马车,它们两侧的车轮都是采用独立自转结构来满足车辆转弯时两侧车轮不同的旋转圈速。
馆藏四轮豪华马车,四个轮子独立旋转,避免转弯时两侧车轮转速不一致
直到19世纪蒸汽机车及内燃机车概念出现,马车上那套四轮独立旋转的“转弯技巧”还能应用吗?显然是不能的,因为没有马匹拉动的自驱车辆需要靠自身动力装置发力,再通过车轮传递动力。若仍旧使用四轮独立旋转设计,虽然能转弯,但无法驱动车辆了。
这时急需一种差速器(Differential)来满足自驱动车辆高难度需求:两侧车轮驱动车辆前进,哪怕转弯时两侧车轮在不同转速情况下也能有驱动力。
1769年库诺发明的蒸汽车,采用前轮单轮驱动,这是因为当时没有差速器实现双轮驱动,同时又能在过弯时两
与钟表师同病相怜
自驱动车辆的超高难度要求同样困扰着19世纪初的钟表业,机械钟表中的齿轮如何做到高精度?也是当时钟表匠朝思夜想的事。
19世纪的发明潮中不缺天才。1815年,法国巴黎一位年轻钟表匠佩克库尔(Onésiphore Pecqueur)运用自己天赋异禀的数学基础发明了“齿轮调节摆”,成功解决困扰机械钟表的精度不足问题,这位不到20岁的天才几乎颠覆了当时全世界钟表业。