Question

汽车在转向拐弯时采用了什么机构,如何实现前轮转向和后轮转速不同的?

Answer 1

差速器
前置引擎前轮驱动的汽车驱动系统，即我们通常所说的FF。除了一些高性能跑车以外，目前我们在大街上见到的小轿车一般都采用前置引擎。为什么呢？显而易见，把引擎放置在车头，可以增大车箱内部空间，令乘坐更加舒适，所以只要不是为了追求高性能表现的超级跑车好像房车或者SUV这类汽车都是采用前置引擎的布局。 　　
而采用前置驱动的好处又在哪里呢？前置驱动的结构，引擎的动力直接传递给前轮，因而不需要一条驱动轴把动力从前面输送到后面，这样车厢内部地板的中央就不会有一条突起，增大了腿部空间。而且前置引擎可以横置于车头，变速箱和差速器可以连成一体，相对于后轮驱动得汽车，制造技术上相对简单，而且采用得零件也要少，这样也可以降低汽车的制造成本。 　　前轮驱动车辆在行驶间的动态安全性要比后轮驱动要高，前轮驱动的汽车在直路行驶的稳定性较好，最常见的例子是在高速过弯的情况下，一般驾驶人比较能适应并处理前轮驱动车的转向不足现象，因为前轮驱动的汽车在高速过弯会产生推头作用，这时驾驶者只要松油门减速，车子的转弯角度就会收窄，使车子返回到转弯的路线上来，然而对于后轮驱动车的转向过 度情形，除非是专业车手，不然发生意外的机率将远大于前轮驱动汽车。 　　
FF的另外一个优点是引擎的曲轴与驱动轴成一条直线,这样就缩短了引擎动力输出到车轮的距离，提高了效率，也有助于减少不必要的损耗。但是如果前置引擎前轮驱动的汽车将驱动和转向的功能都集中在车子的前轮上，在动力输出较大的汽车上，会很容易出现扭力转向的情况，什么叫扭力转向呢？
是存在于转向轴附近所产生的扭力，转向轴的位置是偏离轮子中心的地方，当车子向左或向右转向时，“摩擦面积”会转移到各边的前面以及后面，这样的转移产生了一个“扭力条件”，这个扭力条件会影响车子的操控性。还有就是当车子起步的时候，重心通常都会后移，这样就会尾重头轻，驱动轮（也就是前轮）的抓地能力会下降，出现原地空转地情况，会白白浪费动力，因此起步不及后驱的车子快。还有一个问题就是车身重量的问题，因为前轮驱动的汽车把引擎，变速箱，差速器，驱动轴这些部件都集中在车头，会令车身的重量不均匀，车子的动态难以获得很好的平衡。 接着我们看看奥迪A4是怎样消除扭力转向的，新Audi A-4 四分连结是以在轮子的中线放置转向轴，其他汽车制造厂也曾试着以别的方式来解释同样的问题。Honda以及其他日本和美国的汽车制造厂曾经试着将转向关结弯曲在轮胎上方，将上支臂（上控制臂）球接头移至接近轮胎的中线。
因为差速器允许传动轴两侧的车轮以不同的转速转动，如果传动轴某一侧的车轮打滑或者悬空时，会造成另一侧车轮完全没了动力，当EDS电子差速锁通过ABS 系统的传感器，自动探测到由于车轮打滑或悬空而产生的两侧车轮转速不同的现象时，就会通过ABS系统对打滑一侧的车轮进行制动，从而使驱动力有效地作用到非打滑侧的车轮，保证汽车平稳起步。当车辆的行驶状况恢复正常后，电子差速锁即停止作用。
同普通车辆相比，带有EDS的车辆可以更好地利用地面附着力，从而提高车辆的运行性，尤其在倾斜的路面上，EDS的作用更加明显。但它有速度限制，只有在车速低于40km／h时才会启动，主要是防止起步和低速时打滑。
安装不等分扭矩的中央差速器，可以在正常驾驶的时候，始终把更多的扭矩偏向与后轮，实现更好的运动性。
这个机构基本上都是伞齿型开放式中央差速器，在正常驾驶的时候是，这种伞齿开放式中央差速器将动力平均分配给前后轴的，就是因为它能做到不等分扭矩，能把更多扭矩分给后轮，避免前轮打滑的同时，还提高了驱动效率。

Answer 2

差速器
为解释其工作原理，工程师们制造了这样一个模型：左右两侧轮胎安装在支架上，且分别与两根半轴相连，半轴末端分别连接一根竖起的小杆，两侧轮胎可分别以任意速度自由旋转。
现在用一根横杆拨动竖杆，当两侧轮胎转速一致时，没有任何问题（类似于汽车直行），再对这个横杆稍作改进，用一个支架把它连在一侧半轴上，同样可以自由旋转。
当两侧轮胎速度一致时（即汽车直行时），没有任何阻碍，但是当实验人员试图让一侧车轮的速度慢一点时（即模拟转弯时，内轮的转速要慢于外轮），两侧车轮依然保持同样的速度，这样的轮子是无法转弯的。并且如果这个阻力够大，整个传动系统都会卡住。为了让两侧车轮在转弯时能够具有不同速度，我们对这个横杆稍作改动，让它可以自由旋转。
当两侧车轮速度一致时（即汽车直行时），横杆正常旋转，但当两侧车轮速度不一致时（即车辆转弯时），横杆通过自身的旋转“化解”了这一速度差异，差速器诞生了！
我们先来了解下汽车是怎么跑起来的，用最简单直白的话来说，就是两个后轮装在后轴上，两个前轮装在前轴上另加一套转向机构，再想办法把发动机传出的动力（旋转运动）经过变速（换挡）后通过传动轴分别传递到前后车轴上，由此带动车轮旋转（分别与四个车轮相连的那一半前/后轴，形象的称之为半轴）。