问一个关于差速器的问题

Question

把汽车放上举升机，挂上一挡，如果将一个驱动轮停止，另一个驱动轮的速度会在原来的基础上增加吗？难道行星齿轮的转动对另一边的太阳轮一点作用不起吗？停止驱动轮损失的动能都是转化为了行星齿轮转动了吗？

Answer 1

车辆举升后着车，挂档运转后，设法锁死一侧驱动轮，另一侧驱动轮会以原两倍速度旋转。因为差速器内部结构可简化为两侧车轮矢量均值等于差速器壳体矢量转速，若一侧锁死，另一侧必然加速以平衡壳体转速。这个原理是因为转速由齿比决定，与功率无关，传动轴-差速器-半轴，一路都是靠车轮硬连接，将差速器看成黑箱，传动轴输入、2个半轴输出。若传动轴转速恒定，其中1个半轴的转速变化需要另一侧半轴变化补偿，这种补偿是矢量的，若传动轴转速为零，旋转半轴，另一次半轴将等速反转（可以举升挂1档不着车试试，我用带差速器的遥控车试过）。额外需要考虑的是，传动轴需经差速器伞齿减速再与半轴做速度比较，因此差速器壳体角速度实际低于传动轴角速度。
第2个问题应该这么考虑，力或扭矩的传动是从太阳轮到半轴，不能反向考虑。
第3个问题需要区分能量和力的差异。由于锁止一个驱动轮，此时这一侧半轴、驱动轮在完全锁止前会有动能损失，但一旦锁止完成，它不转了，就没有能量损失了，只有扭矩力存在，根据中学物理老师的强调，只有力而没有这个力作用下的位移，是没有做功的。此时传动轴提供的能量都被传递到对侧驱动轮，当然差速器内部行星齿轮公转和自转也是有能量传递损耗的。

Answer 2

用手固定一个驱动车轮，另一个车轮加速运转，是原转速的2倍。追问

固定一个后，我猜测另一个应该也是加速运转，但是原来的2倍有根据吗？为什么加速运转？

追答

可以从功率守恒方法判断。因为，传动比是固定的，两个半轴齿轮的扭矩相同；当两个半轴齿轮转速相同时，输出相同的功率；当固定一个半轴齿轮时，它不输出功率，另一个半轴齿轮输出原来的总功率；因为扭矩是固定的，所以另一个半轴齿轮，只能以原来的2倍转速转动。

追问

原来两个轮子转的时候，行星齿轮是不转的，当固定一个轮子后，行星齿轮就会转动，也会损失一部分能量，固定轮损失的能量=行星齿轮转动能量+另一个车轮增加的转速能量

追答

原先，两个行星齿轮公转，不自转；固定一个轮子后，行星齿轮既公转又自转，将转速全部传到转动的车轮上。一般在讨论运动、传动时，不考虑损失、效率。