差速器以及中央差速器其它知识

差速器原理

如果不看到实物，你很难理解差速器的工作原理。因为你从图片上无论如何都看不到整个差速器的部件，它是个封闭体，你看到的只能是部分结构。最普通的差速器由4 个伞形齿轮组成，左右两个侧齿轮分别与左右驱动轮相连，另外2 个小伞齿轮（也称行星齿轮）则夹在左右侧齿轮中间。4 个伞形齿轮合扣在一起。2 个行星齿轮与外面的环齿轮相连，而环齿轮则由传动轴驱动旋转。

当汽车直线行驶时，传动轴过来的驱动力转向90°传递到环齿轮上，环齿轮带动2 个行星齿轮一起旋转（和车轮旋转方向一样），并带动侧齿轮旋转，从而驱动车轮前进。此时由于是直线行驶，左右两个驱动轮所遇到的阻力一样，因此，中间2 个行星齿轮并不自转。当汽车转弯时，左右车轮遇到的阻力就不同，左侧齿轮和右侧齿轮间就会产生阻力差，它便会使中间2个行星齿轮在绕半轴旋转的同时还要产生自转，从而吸收阻力差，使左右车轮能够以不同的速度旋转，让汽车顺利转弯。

差速器锁

为了克服差速器可能造成车轮打滑而无法脱困的弱点，人们发明了差速器锁。但是，当中央差速器的锁死装置在分离和接合时，会影响汽车的行驶稳定性，许多四驱汽车在锁死差速器时都要求降低车速甚至停车后才能操作。后来人们又发明了限滑差速器（LSD），它的启动更柔和，对行驶稳定性和舒适性较为有利，城市SUV 和四驱轿车基本都采用限滑差速器。限滑差速器壳体中有多片离合器。通过这些多片离合器，中央差速器可以自动按照比例主动向前后桥分配动力。一旦某一组车轮打滑，利用轮速差的作用，限滑差速器会自动把部分动力分配给不打滑的那组车轮。不过，限滑差速器往往是通过摩擦片来实现动力分配的，所以在重负荷、高强度越野时，由于摩擦片的长时间工作会产生高温，从而影响到可靠性。因此即使配备了限滑差速器的四驱汽车，也会再配置一个中央差速锁，在高强度、重负荷的越野路况时使用。

差速器是一种巧妙的机械结构，它能把相同大小的驱动力分配给两个转速不同的轴，从而可使两轴的转速不一样。但也正因为这个特点，如果一根半轴上的车轮打滑时，或者说一根半轴上的驱动力为零时，由于差速器具有保证两轴驱动力相等的作用，不打滑的驱动轮上的驱动力势必也要为零。这样的结果是，汽车仍不能从困境中脱险。此时无论如何踩加速踏板也不能使汽车前进，只能想法在打滑车轮下垫干土、碎石、树枝、干草等，增大打滑车轮的行驶阻力，让差速器将驱动力进行重新分配，以使汽车脱离险境。

中央差速器锁

当然，光有中央差速器还不够，由于差速器的特性是把动力传递给受阻力较小的车轮，那么对于装备了前、中、后三个差速器的全时四驱车来说一旦有一个车轮打滑或者悬空那么整个发动机的动力都会传递给这个打滑的车轮，这样即便其他的三个车轮还有抓地力，但车子也无法动弹。

这样的四驱显然是没有任何的越野价值。所以为了提高全时四驱的通过性，往往在中央差速器上还需要配备各种限滑机构。最常见的就是中央差速锁。驾驶者通过驾驶室中的4WD LOCK按钮来锁死中央差速器。当中央差速器锁死以后，四驱系统会按照前后50：50的固定比例分配动力，而不是把动力一味地传递给阻力小的车轮。这种情况就跟分时四驱挂上了4WD模式一样。如果后桥有一个车轮打滑，那么前桥提供的50%的驱动力还能把车拉出抛锚的困境。

铃木超级维特拉 2012款 2.4AT豪华导航版(5门)采用了带有中央差速器锁的全时四驱系统

LSD限滑差速器

如果觉得带中央差速器锁的全时四驱操作起来太麻烦，没有问题，还有一种性能更好的中央差速器，这就是LSD限滑差速器。这种差速器通过一系列布置再差速器壳体中的多片离合器来实现限滑的目的。通过这些多片离合器，中央差速器可以自动按照比例主动向前后桥分配动力。一旦某一组车轮打滑，那么LSD会自动把动力分配给不打滑的车轮。不过，LSD往往是通过摩擦片来实现动力分配的，所以在重负荷高强度越野时，由于摩擦片的长时间工作会产生高温影响到可靠性。因此即便配备了LSD限滑差速器的四驱车，也会在配置一个中央差速锁，在高强度、高负荷的越野路况下使用。不过配备了LSD限滑中央差速器的四驱车在易于驾控、主动安全、越野等性能方面都有着卓越的性能。

为了应对差速器的这个弱点，解决方案之一是采用限滑差速器（LSD），减小差速器的作用；另一个方案就是干脆将差速器锁死，不让它起丝毫的差速作用。如果将轮间差速器锁死，则左右两个车轮会同速旋转；如果将轴间差速器（又称中央差速器）锁死，则前轮和后轮保持同样转速。如能将四驱车的前差速器、后差速器和中央差速器全部锁死，那么，即使有3 个车轮打滑，汽车也能摆脱困境。

托森C型中央差速器

奥迪quattro四轮驱动系统一直采用托森差速器作为中央差速器，并随着托森差速器的进步而进步。目前最先进的托森差速器已发展到第三代，也就是托森C型。托森C适用于将驱动力从前往后传递的全轮驱动车辆的中央差速器。与普通的速度感应式限滑差速器不同，托森C是全时转矩感应。前轴和后轴上的转矩分配可以根据道路行驶情况的变化而实时变化。当任何车轮打滑之前，托森差速器便自动地将动力向抓地力最大的车轮转移。得益于托森C型差速器的特别设计，没有离合装置，也不需要预负载，托森C型差速器就能依靠机械设计及时做出反应。奥迪采用的托森C 型中央差速器，在正常情况下按前后40:60 分配驱动力。根据行驶情况需要，它最多可把60%的驱动力输出到前轴，或把80% 的驱动力输出到后轴。奥迪采用的转矩感应式托森C 型中央差速器主要由差速器外壳、行星齿轮、太阳轮、环形齿轮及摩擦盘等组成。行星齿轮与环形齿轮、太阳轮内外相互啮合。太阳轮和环形齿轮分别与前驱动轴和后驱动轴的动力连接。当环形齿轮与太阳轮的转速不等时（某一驱动轴有打滑趋势），行星齿轮会被迫产生自转运动，这个自转运动又会导致与环形齿轮或太阳轮的轴向相对运动。轴向运动的压力对安装在装置内的摩擦盘施加压力，产生内摩擦力，因此限制了相对运动，也就限制了打滑驱动轴的运动，从而增加不打滑驱动轴的转矩。

奥迪A4 Allroad 2012款 40TFSI quattro舒适型采用了托森差速器的全时四驱系统

冠齿中央差速器

当我们还没完全弄明白托森C型差速器是怎么回事的时候，奥迪又推出最新一代的中央差速器，并已装备在RS5、A7 和最新款A6 轿车上。它比奥迪现在正使用的托森C 型中央差速器性能更好，重量更轻。正如其名称所示，冠齿差速器中有两个冠形齿轮并相扣在一起。它们的外侧分别通过平行轴与前传动轴和后传动轴相连，分别负责向前轮和后轮传递驱动力。它们的内侧则与组成十字形的四个小齿轮啮合。

但是，请注意，由于两个冠形齿轮与中间小齿轮的啮合点高低不同，“后冠形齿轮”的啮合点高，“前冠形齿轮”的啮合点低，而且高低之比为60:40，根据杠杆原理，“力臂”更长的“后冠形齿轮”得到的力矩就较大，并且与“前冠形齿轮”所得的力矩之比为60:40。因此，在正常条件下，虽然两个冠形齿轮以同样转速旋转（四个小齿轮自身并不旋转），但向后轴和前轴传递的动力却不同，而且后轴/ 前轴的驱动力比为60:40。当某个车轴出现滑动时，两个冠形齿轮的转速就会不同，导致四个小齿轮产生自转，进而导致两端的离合器片（图中红色）相互挤压，从而产生自锁反应，最终改变传向后轴和前轴的驱动力分配比例，并且使后轴/ 前轴的驱动力比例可以在85:15 到30:70 之间连续变化。

奥迪RS5 2012款 coupe

电子差速制动

这是另外一种通过电脑控制差速器制动力分配的手段。由于差速器的特征是把动力分配给受阻力小的车轮，那么当一个车轮打滑时，电脑可以通过给打滑轮制动（通过ABS的EBD功能给单个车轮制动）的方式增加阻力，让动力能够传递到有附着力一侧的车轮。这种方式更加主动，对于让车辆摆脱抛锚困境十分有效。通常由于LSD差速器成本过高，并且由于摩擦片的限制不太适合在前后差速器上使用，那么为了解决左右车轮打滑的问题，往往一些配备了LSD中央限滑差速器的车型会在通过电子差速制动来向左右车轮分配动力。这样，即便只有一个车轮有附着力，也能让车脱困。

斯巴鲁森林人 2013款 2.5CVT精英版采用了LSD限滑中央差速器以及电子差速制动的全时四驱系统