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目录
- 1 相关概念简介
- 2 分类
- ▪ 普通式中央差速器
- ▪ 多片离合器式中央差速器
- ▪ 托森式中央差速器
- ▪ 粘性联轴节式中央差速器
- 3 弊端
- ▪ 锁止中央差速器(分时四驱)的危险性
相关概念简介
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当
汽车
转弯行驶时，内外两侧车轮中心在同一时间内移过的曲线距离显然不同，即外侧车轮移过的距离大于内侧车轮。若两侧车轮都固定在同一刚性转轴上，两轮角速度相等，则此时外轮必然是边滚动边滑移，内轮必然是边滚动边滑转。同样，汽车在不平路面上直线行驶时，两侧车轮实际移过曲线距离也不相等。即使路面非常平直，但由于轮胎制造尺寸误差，磨损程度不同，承受的载荷不同或充气压力不等，各个轮胎的滚动半径实际上不可能相等。因此，只要各车轮角速度相等，车轮对路面的滑动就必然存在。车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损，增加汽车的动力消耗，而且可能导致转向和制动性能的恶化。所以，在正常行驶条件下，应使车轮尽可能不发生滑动。为此，在汽车结构上，必须保证各个车轮(尤其是驱动车轮)有可能以不同角速度旋转。
若主减速器从动齿轮通过一根整体轴同时带动两侧驱动轮，则两轮角速度只能是相等的。为使两侧驱动轮必要时能以不同角速度转动，保证车轮纯滚动状态，必须将驱动两侧车轮的整体轴断开(即为半轴)。能使同一桥两侧车轮以不同角速度转动的装置，称为差速器。这种差速器又称为轮间差速器。
多轴驱动的汽车，各驱动桥间由传动轴相连。若各桥的驱动轮均以相同的角速度旋转，同样也会发生上述轮间无差速器时的类似现象。为使各驱动桥有可能具有不同的输入角速度，以消除各桥驱动轮的滑动现象，可以在各驱动桥之间装设中央差速器（轴间差速器）。
汽车差速器是驱动桥的主件。它的作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。
分类
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普通式中央差速器
普通式中央差速器就（open differential）就是采用普通对称圆锥齿轮结构、可以在汽车转弯时正常工作的差速器，在其行星齿轮组没有设置任何锁止装置。假如一辆四驱车配备了前中后三个开放式差速器，那么如果其中一个轮子打滑，那么这个车的全部动力都会浪费在这个车轮上，而其余三个车轮则无法到的动力。在越野车领域，开放式差速器会影响非铺装路面的脱困性。
优点：没有特别的优点，因为差速是汽车正常行驶的必备条件。
缺点：在越野车领域，开放式差速器会影响非铺装路面的脱困性。
多片离合器式中央差速器
图1 多片离合器式
在直线行驶时，其前后轴的转速相同，主动盘与从动盘之间没有转速差，此时盘片分离，车辆基本处于前驱或后驱状态，可达到节省燃油的目的。在转弯过程中，前后轴出现转速差，主、从动盘片之间也产生转速差。但由于转速差没有达到电子系统预设的要求，因而两组盘片依然处于分离状态，此时车辆转向不受影响。
当前后轴的转速差超过一定限度，例如前轮开始打滑，电控系统会控制液压机构将多片离合器压紧，此时主动盘与从动盘开始发生接触，类似离合器的结合，扭矩从主动盘传递到从动盘上从而实现四驱。多片摩擦式限滑差速器的接通条件和扭矩分配比例由电子系统控制，反应速度快，部分车型还具备手动控制的“LOCK”功能，即主、从动盘片可保持全时结合状态，功能接近专业越野车的四驱锁止状态。但摩擦片最多只能传递50%的扭矩给后轮，并且高强度的使用会使摩擦片过热而失效。
优点：反映速度很快，可瞬间结合；多数车型都是电控结合，无需手动控制。
缺点：最多只能将50%的动力传递给后轮，高负荷工作时容易过热。
托森式中央差速器
图2 托森式
简单地说，托森差速器就是一个全自动纯机械差速器，即不需要人为控制+100%可靠的+传动直接的限滑差速器，从某个角度来说是一种很均衡的设计。
优点：能够在瞬间对驱动轮之间出现的阻力差提供反馈，分配扭矩输出，而且锁止特性是线性的，能够在一个相对宽泛的扭矩输出范围内进行调节。
缺点：没有两驱状态；差速器限滑能力有限，动力无法完全传递到有某一车轮。
粘性联轴节式中央差速器
图3 粘性联轴节式
当汽车前后车轮出现较大的转速差。粘性联轴节的内、外板之间的硅油受到搅动开始受热膨胀，产生极大的粘性阻力，阻止内外板间的相对运动，产生了较大的扭矩。这样，就自动地把动力传送给后轮，汽车就转变成全轮驱动汽车。
优点：尺寸紧凑、结构简单、生产成本低。
缺点：缺点是反应速度慢，扭矩分配比例小，结合和分离不可手动控制，高负荷工作时因为过热可能会失效。
弊端
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锁止中央差速器(分时四驱)的危险性
四轮驱动车在锁止中央差速器处于分时四驱状态时，在干燥路面行驶车辆会倾向于直行，因左右车轮此时均具有大的附着力，从而使转弯过程中左右车轮行驶路程不同产生转速差，通过前后桥上的差速器将这个转速差传入前后传动轴，此时前后传动轴因没有中央差速器将这个转速差化解掉，这个差力将限制车轮随地面转动，从而引起转向困难，如车速过快时易引起翻车。而在湿滑路面上，由于车轮可以在地面滑动将这个转速差力释放掉，便不会出现转向困难。所以分时四驱只适合在附着力小的沙地、雪地或泥地等路面上使用，如在干燥路面上使用，只能进行直线行驶。
锁止前后差速器后的问题
上面说到分时四驱在公路上的危险性，如果我们在分时四驱状态下进一步锁止了前后桥的差速器，那么车辆在公路上实现转向几乎不可能。在正常行驶过程中前后桥差速器的突然锁止，将极易引起车辆的颠覆。
锁止差速器对四驱系统的损坏
锁止中央差速器和前后桥差速器后，发动机的动力很可能会从打滑的车轮上集中到仍有附着力的车轮，但是，车辆传动系的设计是让引擎的扭矩平分给四个车轮，假如只有一个或两个车轮有附着力，它们获得的扭矩将可能超过传动系所能承受的范围。举例来讲，一辆挂入分时四驱并锁止前后桥差速器的越野车，三个轮子因为地面的泥泞而失去附着力，那么这时发动机100%的动力便加在有附着力车轮的那根半轴上，如果附着力和车辆行驶阻力都很大时，发动机的巨大扭力将足以扭断这个车轮相关的半轴。所以在使用差速器锁时，对车辆的控制将变得非常重要。
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