差速器的组成及其工作原理（差速器的基本结构）

最近忙于调校，累的跟狗似的，好久没有写文章了，今天开启差速器篇，希望大家喜欢！这篇先讲讲差速器的基本知识吧！下篇介绍下差速器中的金字招牌，奥迪御用差速器——托森差速器。

为什么需要差速器

汽车为什么需要差速器呢？道理很简单啦，拿汽车的前轴举例，车辆在拐弯的时候，内侧的车轮走过的路程要比外侧的车轮要少。如果左右车轮是一根轴连接的话，会使转弯的时候两侧车轮相互较劲，不仅使转向的时候不稳定，还会使得轮胎在滚动的时候产生滑动，加速轮胎的磨损。

所以，聪明的工程师发明了差速器这个零件。顾名思义，就是使得动力输出轴上的两侧车轮断开耦合，实现不等速。不等速只是现象，真正的意义在于实现了动力（扭矩）的不等分配。汽车的驱动轴必须有差速器，从动轴就不需要啦（大家想想为什么？）对于四驱车而言，则更复杂，需要前后驱动轴的轮间差速器和轴间的差速器共3套差速器（知道为啥四驱车贵了吧！）发动机的动力通过变速箱到减速器再到轴间差速器，轴间差速器将扭矩分配给前轴和后轴；前轴和后轴在通过轮间差速器分配给左右车轮。

结构及工作原理

先看看最简单的差速器的工作原理。请看下面的图示和动画：

图1 差速器结构图

这是一个老外做的差速器模型。先看图1，差速器的结构主要是一对减速器锥齿轮（小的橘黄色和大的蓝色），然后是两对差速器伞齿轮（一对粉色、一对蓝色）。差速器的奥妙就在于这4个伞齿轮。

图2 等速状态

等速状态

当两边等速状态时，请看图2。这时候，你会发现，那两对伞齿轮其实是不工作的，相互之间没有啮合转动，左右车轮的转速也是一样的。这种时候，车辆是直线行驶的，动力平均分配给左右两个车轮。

图3 差速状态

差速状态

当认为的将右边车轮固定死的时候，奇迹就发生了！请看图3，你会发现，这个时候4个伞齿轮相互之间是有啮合转动的。这样就实现了差速。在图3中这种状态下，减速器输入的动力全部提供给了左轮。

差速器的弊端

世上没有免费的午餐，就拿图3为例，其实是模拟了一种常见的工况：车辆驶入左右附着不对称的路面上，比如左轮陷入了泥浆（冰雪路面）中，右轮在良好的路面上。这个时候，差速器反而帮了倒忙，它会导致动力全部分配给了左轮，而左轮的路面附着又小，导致左轮一直在快速空转，而右轮虽然附着良好，但没有动力输入，最终使得车辆无法脱困。

具有这种特性的差速器，称之为“开放式差速器”，理解为“最Low的差速器”即可。为了解决这个问题，工程师发明了很多其他各种差速器，比如：限滑差速器、强制锁止式差速器、带多片离合的差速器等等。其实，非开放式的差速器的分类和命名很乱，大家不要刻意去记，都只是用不同的方式来解决这个问题而已。

差速器的性能指标

对于一个差速器，如何来评价它的好坏呢？主要就是以下几个关键点：

• 能否锁止或限滑（锁止指的是直接通过人为或者电控的方式将左右两根轴耦合，使差速功能消失，帮助车辆脱困；限滑一般指当左右两个车轮转速差达到一定程度后，差速器自动锁死）。现代汽车的差速器基本都有限滑或锁死功能，对于一些硬派越野车，用的一般都是强制锁死式的差速器。
• 扭矩分配比，即差速器能够实现左右（或前后）多少的扭矩分配，扭矩分配范围是否足够。
• 响应速度、噪音、可靠性、布置空间等

差速器的分类

尽管差速器的分类比较混乱，小P还是列举一些大家默认的分类：

开放式差速器（不解释）

强制锁止式差速器

一般指开放式差速器 锁止机构（差速锁）组成的差速器。锁止既可以是人为的锁止，也可以通过电控系统根据路况实现自动锁止。常见的有牙嵌式锁止机构。

图4 牙嵌式锁止机构

限滑式差速器

限滑顾名思义就是限制两边转速不同。根据限滑的方式，可以分多片离合器、各种齿轮的巧妙设计、黏性耦合式等。

• 多片离合器，指的是通过电控控制多片离合器接合来实现差速器的锁止

图5 多片离合器式差速器

• 齿轮，依靠各种巧妙的齿轮的设计，如涡轮蜗杆、行星轮机构等实现限滑。这种差速器的特点是：完全的纯机械，相对于电控实现的限滑而言，其可靠性、响应的速度是最大的卖点。各种性能车上的中央差速器一般都采用这种形式的差速器结构。下篇我们介绍的托森差速器就属于这一种。

图6 托森A型差速器

• 黏性耦合式差速器，这种差速器是由多片离合器加上硅油组合而成。利用硅油摩擦受热膨胀后，迫使离合器片结合来锁定轮间速差，结构最简单且体积小、造价低。缺点是响应慢，容易过热。

总结

比较有趣的是，差速器的核心技术不在于“差速”，反而在于“限滑”。差速器对于四驱车来说，尤其是中央差速器，是消费者最应该注意的一点。

另外，小P一直觉得差速器的分类实在太过混乱。各厂家在宣传自己产品的时候，会加上很多花里胡哨的科技名词，大家务必要理解其实现“限滑”的原理，是依靠机械还是依靠电子？是通过多片离合器还是通过齿轮啮合的特性来实现？如果是带锁止的，是机械锁还是电子锁止？

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