差速器的工作原理是基于最小能耗原理的,这个原理可以应用于各种物体,例如将一粒豆子放进碗里,豆子会自动停留在碗底,因为碗底是能量最低的位置。同样,车轮在转弯时也会自动趋向能耗最低的状态,自动地按照转弯半径调整左右轮的转速。
当车辆转弯时,由于外侧轮有滑拖的现象,内侧轮有滑转的现象,导致两个驱动轮产生两个方向相反的附加力。根据最小能耗原理,车轮的转速会自动调整,使内侧半轴转速减慢,外侧半轴转速加快,从而实现两边车轮的转速差异。
如果驱动桥两侧的驱动轮用一根整轴刚性连接,那么当车辆转向行驶时,外侧车轮会比内侧车轮移过的距离大,因此外侧车轮在滚动的同时会产生滑拖,而内侧车轮在滚动的同时产生滑转。这会导致轮胎磨损、增加功率和燃料消耗,还会使汽车转向困难、制动性能变差。因此,在结构上必须保证各车轮能以不同的角度转动。
通常,从动车轮用轴承支承在主轴上,使之能以任何角度旋转,而驱动车轮分别与两根半轴刚性连接,在两根半轴之间装有差速器。这种差速器又称为轴间差速器。
对于多轴驱动的越野汽车,为了使各驱动桥能以不同的角速度旋转,以消除各桥上驱动轮的滑动,有的在两驱动桥之间装有轴间差速器。