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. 汽車差速器專題講解 汽車差速器的結(jié)構(gòu)和工作原理 汽車差速器是一個(gè)差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來(lái)保證各驅(qū)動(dòng)輪在各種運(yùn)動(dòng)條件下的動(dòng)力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，外側(cè)車輪比內(nèi)側(cè)車輪所走過(guò)的路程長(zhǎng)(圖1)；汽車在不平路面上直線行駛時(shí)，兩側(cè)車輪走過(guò)的曲線長(zhǎng)短也不相等；即使路面非常平直，但由于輪胎制造尺寸誤差，磨損程度不同，承受的載荷不同或充氣壓力不等，各個(gè)輪胎的滾動(dòng)半徑實(shí)際上不可能相等，若兩側(cè)車輪都固定在同一剛性轉(zhuǎn)軸上，兩輪角速度相等，則車輪必然出現(xiàn)邊滾動(dòng)邊滑動(dòng)的現(xiàn)象。 圖1 車輪對(duì)路面的滑動(dòng)不僅會(huì)加速輪胎磨損，增加汽車的動(dòng)力消耗，而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和制動(dòng)性能的惡化。若主減速器從動(dòng)齒輪通過(guò)一根整軸同時(shí)帶動(dòng)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪，則兩側(cè)車輪只能同樣的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。為了保證兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪處于純滾動(dòng)狀態(tài)，就必須改用兩根半軸分別連接兩側(cè)車輪，而由主減速器從動(dòng)齒輪通過(guò)差速器分別驅(qū)動(dòng)兩側(cè)半軸和車輪，使它們可用不同角速度旋轉(zhuǎn)。這種裝在同一驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪之間的差速器稱為輪間差速器。如果后輪軸做成一個(gè)整體，就無(wú)法做到兩側(cè)輪子的轉(zhuǎn)速差異，也就是做不到自動(dòng)調(diào)整。為了解決這個(gè)問(wèn)題，早在一百年前，法國(guó)雷諾汽車公司的創(chuàng)始人路易斯.雷諾就設(shè)計(jì)出了差速器這個(gè)東西。 在多軸驅(qū)動(dòng)汽車的各驅(qū)動(dòng)橋之間，也存在類似問(wèn)題。為了適應(yīng)各驅(qū)動(dòng)橋所處的不同路面情況，使各驅(qū)動(dòng)橋有可能具有不同的輸入角速度，可以在各驅(qū)動(dòng)橋之間裝設(shè)軸間差速器。 差速器的分類 A．對(duì)稱式錐齒輪普通差速器（開(kāi)式差速器） 目前國(guó)產(chǎn)轎車及其它類汽車基本都采用了對(duì)稱式錐齒輪普通差速器。對(duì)稱式錐齒輪差速器由行星齒輪、半軸齒輪、行星齒輪軸（十字軸或一根直銷軸）和差速器殼等組成（見(jiàn)圖1）。 圖1 （從前向后看）左半差速器殼2和右半差速器殼8用螺栓固緊在一起。主減速器的從動(dòng)齒輪7用螺栓（或鉚釘）固定在差速器殼右半部8的凸緣上。十字形行星齒輪軸9安裝在差速器殼接合面處所對(duì)出的園孔內(nèi)，每個(gè)軸頸上套有一個(gè)帶有滑動(dòng)軸承（襯套）的直齒圓錐行星齒輪6，四個(gè)行星齒輪的左右兩側(cè)各與一個(gè)直齒圓錐半軸齒輪4相嚙合。半軸齒輪的軸頸支承在差速器殼左右相應(yīng)的孔中，其內(nèi)花鍵與半軸相連。與差速器殼一起轉(zhuǎn)動(dòng)（公轉(zhuǎn)）的行星齒輪撥動(dòng)兩側(cè)的半軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)兩側(cè)車輪所受阻力不同時(shí)，行星齒輪還要繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)--自轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩側(cè)車輪的差速驅(qū)動(dòng)。行星齒輪的背面和差速器殼相應(yīng)位置的內(nèi)表面，均做成球面，這樣作能增加行星齒輪軸孔長(zhǎng)度，有利于和兩個(gè)半軸齒輪正確地嚙合。 在傳力過(guò)程中，行星齒輪和半軸齒輪這兩個(gè)錐齒輪間作用著很大的軸向力，為減少齒輪和差速器殼之間的磨損，在半軸齒輪和行星齒輪背面分別裝有平墊片3和球面墊片5。墊片通常用軟鋼、銅或者聚甲醛塑料制成。 1-軸承；2-左外殼；3-墊片；4-半軸齒輪；5-墊圈；6-行星齒輪； 7-從動(dòng)齒輪；8-右外殼；9-十字 軸；10-螺栓 圖2 差速器構(gòu)造零件的分解 差速器的潤(rùn)滑是和主減速器一起進(jìn)行的。為了使?jié)櫥瓦M(jìn)入差速器內(nèi)，往往在差速器殼體上開(kāi)有窗口。為保證潤(rùn)滑油能順利到達(dá)行星齒輪和行星齒輪軸軸頸之間，在行星齒輪軸軸頸上銑出一平面，并在行星齒輪的齒間鉆出徑向油孔。 在中級(jí)以下的汽車上，由于驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)矩不大，差速器內(nèi)多用兩個(gè)行星齒輪。相應(yīng)的行星齒輪軸相為一根直銷軸，差速器殼可以制成開(kāi)有大窗孔的整體式殼，通過(guò)大窗孔，可以進(jìn)行拆裝行星齒輪和半軸齒輪的操作。 普通齒輪式差速器的兩個(gè)特性 A.對(duì)稱式錐齒輪差速器中的運(yùn)動(dòng)特性關(guān)系式 如圖3 所示為普通對(duì)稱式錐齒輪差速器簡(jiǎn)圖。差速器殼3作為差速器中的主動(dòng)件，與主減速器的從動(dòng)齒輪6和行星齒輪軸5連成一體。半軸齒輪1和2為差速器中的從動(dòng)件。行星齒輪即可隨行星齒輪軸一起繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)，又可以繞行星齒輪軸軸線自轉(zhuǎn)。設(shè)在一段時(shí)間內(nèi)，差速器殼轉(zhuǎn)了N0圈，半軸齒輪1和2分別轉(zhuǎn)了N1圈和N2（N0、N1 和N2不一定是整數(shù)）圈，則當(dāng)行星齒輪只繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)而不自轉(zhuǎn)時(shí)，行星齒輪撥動(dòng)半軸齒輪1和2同步轉(zhuǎn)動(dòng)，則有： N1 ＝N2 ＝N0 當(dāng)行星齒輪在公轉(zhuǎn)的同時(shí)，又繞行星齒輪軸軸線自轉(zhuǎn)時(shí)，由于行星齒輪自轉(zhuǎn)所引起一側(cè)半軸齒輪1比差速器殼多轉(zhuǎn)的圈數(shù)（N4）必然等于另一側(cè)半軸齒輪2比差速器殼少轉(zhuǎn)的圈數(shù)。 于是有： N1 ＝N0 ＋N4 和 N2 ＝N0 －N4 以上兩種情況，N1 、N2 與N0之間都有以下關(guān)系式： N1 ＋N2＝2N0 若用角速度表示，應(yīng)有： ω1 ＋ω2＝2ω0 其中 ω1 、ω2和ω0分別為左、右半軸和差速器殼的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。 上式表明，左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，這就是兩半軸齒輪直徑相等的對(duì)稱式錐齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)特性關(guān)系式。 1,2-半軸齒輪；3-差速器殼；4-行星齒輪；5-行星齒輪軸；6-主減速器從動(dòng)齒輪 圖3 差速器運(yùn)動(dòng)原理示意圖 B 對(duì)稱式錐齒輪差速器中的轉(zhuǎn)矩分配關(guān)系式 在以上差速器中，設(shè)輸入差速器殼的轉(zhuǎn)矩為M0 ，輸出給左、右兩半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩為M1和M2。當(dāng)與差速器殼連在一起的行星齒輪軸帶動(dòng)行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，行星齒輪相當(dāng)于一根橫向桿，其中點(diǎn)被行星齒輪軸推動(dòng)，左右兩端帶動(dòng)半軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，作用在行星齒輪上的推動(dòng)力必然平均分配到兩個(gè)半軸齒輪之上。又因?yàn)閮蓚€(gè)半軸齒輪半徑也是相等的。所以當(dāng)行星齒輪沒(méi)有自轉(zhuǎn)趨勢(shì)時(shí)，差速器總是將轉(zhuǎn)矩M0平均分配給左、右兩半軸齒輪，即M1＝M2＝0.5 M0。 當(dāng)兩半軸齒輪以不同轉(zhuǎn)速朝相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)左半軸轉(zhuǎn)速nl大于右半軸轉(zhuǎn)速n2，則行星齒輪將按圖 4上實(shí)線箭頭n4的方向繞行星齒輪軸軸頸5自轉(zhuǎn)，此時(shí)行星齒輪孔與行星齒輪軸軸頸間以及行星齒輪背部與差速器殼之間都產(chǎn)生摩擦，半軸齒輪背部與差速器殼之間也產(chǎn)生摩擦。這幾項(xiàng)摩擦綜合作用的結(jié)果，使轉(zhuǎn)得快的左半軸齒輪得到的轉(zhuǎn)矩M1減小，設(shè)減小量為0.5Mf；而轉(zhuǎn)得慢的右半 軸齒輪得到的轉(zhuǎn)矩M1增大，增大量也為0.5Mf。 因此，當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)車輪存在轉(zhuǎn)速差時(shí)， M1 = 0.5（M0-Mf） M2 = 0.5（M0+Mf） 左、右車輪上的轉(zhuǎn)矩之差等于折合到半軸齒輪上總的內(nèi)摩擦力矩Mf。 1-半軸齒輪；2-半軸齒輪；3-行星齒輪軸；4-行星齒輪 圖4 差速器扭矩分配示意圖 差速器中折合到半軸齒輪上總的的內(nèi)摩擦力矩Mf與輸入差速器殼的轉(zhuǎn)矩M0之比叫作差速器的鎖緊系數(shù)K，即K＝Mf／M0 輸出給轉(zhuǎn)得快慢不同的左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩可以寫成： M1=0.5 M0（1－K） M2=0.5 M0（1+ K） 輸出到低速半軸的轉(zhuǎn)矩與輸出到高速半軸的轉(zhuǎn)矩之比Kb可以表示為: Kb=M2/M1=(1+K)/(1-K) 鎖緊系數(shù)K可以用來(lái)衡量差速器內(nèi)摩擦力矩的大小及轉(zhuǎn)矩分配特性，目前廣泛使用的對(duì)稱式錐齒輪差速器，其內(nèi)摩擦力矩很小，鎖緊系數(shù)K為0.05～0.15, 輸出到兩半軸的最大轉(zhuǎn)矩之比Kb ＝1.11～1.35。因此可以認(rèn)為無(wú)論左右驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速是否相等，對(duì)稱式錐齒輪差速器總是將轉(zhuǎn)矩近似平均分配給左右驅(qū)動(dòng)輪的。這樣的轉(zhuǎn)矩分配特性對(duì)于汽車在良好路面上行駛是完全可以的，但當(dāng)汽車在壞路面行駛時(shí)，卻會(huì)嚴(yán)重影響其通過(guò)能力。例如當(dāng)汽車的一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪駛?cè)肽酀袈访?，由于附著力很小而打滑時(shí)，即使另一車輪是在好路面上，汽車往往不能前進(jìn)。這是因?yàn)閷?duì)稱式錐齒輪差速器平均分配轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)，使在好路面上車輪分配到的轉(zhuǎn)矩只能與傳到另一側(cè)打滑驅(qū)動(dòng)輪上很小的轉(zhuǎn)矩相等，以致使汽車總的牽引力不足以克服行駛阻力而不能前進(jìn)。為了提高汽車在壞路上的通過(guò)能力，可采用各種型式的抗滑差速器?？够钏倨鞯墓餐攸c(diǎn)是在一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)，能使大部分甚至全部轉(zhuǎn)矩傳給不打滑的驅(qū)動(dòng)輪，充分利用另一側(cè)不打滑驅(qū)動(dòng)輪的附著力而產(chǎn)生足夠的牽引力，使汽車?yán)^續(xù)行駛。 不對(duì)稱圓錐齒輪式差速器 B 抗滑差速器種類 常用的抗滑差速器有：強(qiáng)制鎖止式差速器（機(jī)械鎖止、電動(dòng)鎖止、氣動(dòng)鎖止）、高摩擦自鎖式差速器（有摩擦片式、滑塊凸輪式等結(jié)構(gòu)型式）、牙嵌式自由輪差速器和托森差速器等。 強(qiáng)制鎖止式差速器：在對(duì)稱式錐齒輪差速器上設(shè)置差速鎖（見(jiàn)圖D－C5－9）。可以用電磁閥控制的氣缸操縱一個(gè)離合機(jī)構(gòu)，使一側(cè)半軸與差速器殼相接合。由該種差速器中的運(yùn)動(dòng)特性關(guān)系式： ω1＋ω2＝2 ω0 如ω1或ω2＝ω0，則必有ω1＝ω2，這就相當(dāng)于把左右兩半軸鎖成一體一同旋轉(zhuǎn)。這樣，當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪打滑而牽引力過(guò)小時(shí)，從主減速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩絕大部分部分配到另一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪上，使汽車得以通過(guò)這樣的路段。 強(qiáng)制鎖止式差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但一般要在停車時(shí)進(jìn)行操縱。而且接上差速鎖時(shí)，左右車輪剛性連接，將產(chǎn)生前轉(zhuǎn)向困難，輪胎磨損嚴(yán)重等問(wèn)題。 1-活塞；2-活塞皮碗；3-氣路管接頭；4-工作缸；5-套管；6-半軸；7-壓力彈簧； 8-鎖圈；9-外接合器；10-內(nèi)接合器；11-差速器殼(待改) 圖D－C5－9強(qiáng)制鎖止式差速器 托森差速器(扭力感應(yīng)式限滑差速器) 托森差速器的結(jié)構(gòu)如圖D－C5－10所示，該差速器由差速器殼，左、右半軸蝸桿、蝸輪軸和蝸輪等組成。差速器殼與主減速器的被動(dòng)齒輪相連。三對(duì)蝸輪通過(guò)蝸輪軸固定在差速器殼上，分別與左、右半軸蝸桿相嚙合，每個(gè)蝸輪兩端固定有直齒圓柱直齒輪。成對(duì)的蝸輪通過(guò)兩端相互嚙合的直齒圓柱齒輪發(fā)生聯(lián)系。差速器外殼通過(guò)蝸輪軸帶動(dòng)蝸輪繞差速器半軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪再帶動(dòng)半軸蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，左、右半軸蝸桿出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差，通過(guò)成對(duì)蝸輪兩端相互嚙合的直齒圓柱齒輪相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使一側(cè)半軸蝸桿轉(zhuǎn)速加快，另一側(cè)半軸蝸桿轉(zhuǎn)速下降，實(shí)現(xiàn)差速作用。轉(zhuǎn)速比差速器殼快的半軸蝸桿受到三個(gè)蝸輪給予的與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的附加轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速比差速器殼慢的半軸蝸桿受到另外三個(gè)蝸輪給予的與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同的附加轉(zhuǎn)矩，從而使轉(zhuǎn)速低的半軸蝸桿比轉(zhuǎn)速高的半軸蝸桿得到的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，即當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)，附著力大的驅(qū)動(dòng)輪比附著力小的驅(qū)動(dòng)輪得到的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。 1-差速器殼；2-直齒輪軸；3-半軸；4-直齒輪；5-主減速器被動(dòng)齒輪；6-蝸倫；7-蝸桿 圖D－C5－10 托森輪間差速器 托森差速器又稱蝸輪－蝸桿式差速器，其鎖緊系數(shù)K為0.56, 輸出到兩半軸的最大轉(zhuǎn)矩之比Kb ＝3.5。 托森差速器 Torsen這個(gè)名字的由來(lái)取Torque-sensing Traction——感覺(jué)扭矩牽引，Torsen的核心是蝸輪、蝸桿齒輪嚙合系統(tǒng)，從Torsen差速器的結(jié)構(gòu)視圖中可以看到雙蝸輪、蝸桿結(jié)構(gòu)，正是它們的相互嚙合互鎖以及扭矩單向地從蝸輪傳送到蝸桿齒輪的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)了差速器鎖止功能，這一特性限制了滑動(dòng)。在在彎道正常行駛時(shí)，前、后差速器的作用是傳統(tǒng)差速器，蝸桿齒輪不影響半軸輸出速度的不同，如車向左轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)車輪比差速器快，而左側(cè)速度低，左右速度不同的蝸輪能夠嚴(yán)密地匹配同步嚙合齒輪。此時(shí)蝸輪蝸桿并沒(méi)有鎖止，因?yàn)榕ぞ厥菑奈佪喌轿仐U齒輪。而當(dāng)一側(cè)車輪打滑時(shí)，蝸輪蝸桿組件發(fā)揮作用，通過(guò)托森差速器或液壓式多盤離合器，極為迅速地自動(dòng)調(diào)整動(dòng)力分配。 『托森差速器-結(jié)構(gòu)圖』 當(dāng)車輛正常行駛的時(shí)候，差速器殼P轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)蝸桿3和4轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)3和4之間沒(méi)有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，于是紅色的1軸和綠色的2軸以同一個(gè)速度旋轉(zhuǎn)。而當(dāng)一側(cè)車軸遇到較大的阻力而另一側(cè)車軸空轉(zhuǎn)的時(shí)候，例如紅色車軸遇到較大的阻力，則一開(kāi)始它靜止不動(dòng)，而差速器殼還在旋轉(zhuǎn)，于是帶動(dòng)蝸桿齒輪4沿著紅色軸滾動(dòng)，4滾動(dòng)的同時(shí)又帶動(dòng)3旋轉(zhuǎn)，但是3與綠色的車軸2有自鎖的效果，所以3的轉(zhuǎn)動(dòng)并不能帶動(dòng)綠色車軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，于是3停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)又使得4也停止轉(zhuǎn)動(dòng)，于是4只能隨著差速器殼的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)紅色車軸旋轉(zhuǎn)，即將扭矩分配給了紅色車軸，車輛脫困。 最核心的裝置就是中央扭矩感應(yīng)自鎖式差速器，它可以根據(jù)行駛狀態(tài)使動(dòng)力輸出在前后橋間以25：75～75：25連續(xù)變化，而且反應(yīng)十分迅速，幾乎不存在滯后（扭矩感應(yīng)自鎖式差速器的特點(diǎn)在前面也詳細(xì)分析過(guò)），而且有電子穩(wěn)定程序的支持，更進(jìn)一步提高了動(dòng)力分配的主動(dòng)性。 伊頓差速器 關(guān)于北美或韓國(guó)版本霸銳的后差速器，一直是個(gè)比較神秘的事件。和很多車友一樣，一開(kāi)始我也是被弄的比較糊涂，并且受幾張錯(cuò)誤配圖的影響，曾經(jīng)一度以為它匹配的是渦輪蝸桿式的扭力感應(yīng)式限滑差速器。今日終于得到了幾張這個(gè)差速器的實(shí)物圖片，就借機(jī)和大家聊聊這個(gè)差速器。從圖片來(lái)看，我們終于可以清楚肯定這是一個(gè)機(jī)械式自動(dòng)控制鎖止差速器，也即是我們?cè)诟鞔笠曨l網(wǎng)站看見(jiàn)的那個(gè)差速鎖。下面簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)它的工作原理。 從這張照片來(lái)看，可以明顯看得出這個(gè)差速器與普通差速器的區(qū)別。差別就是在差速器中部靠近行星齒輪的地方，多了一些形狀奇怪的部件。這是控制差速鎖止的核心部件的一部分：圖片下方的是速度感應(yīng)飛錘（內(nèi)部有回位彈簧）和鎖止桿（鎖止桿是可以自轉(zhuǎn)的，其右側(cè)可以清楚看見(jiàn)是加工成條狀齒輪形式的，它和差速器殼體內(nèi)部右側(cè)的壓緊齒輪相嚙合），照片上部的機(jī)構(gòu)是用于鎖止速度感應(yīng)飛錘的棘爪及其固定桿、回位彈簧，受行星齒輪的十字節(jié)（姑且這么叫）的限制，棘爪只能繞固定桿旋轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度，固定桿則是純粹的固定作用，不能轉(zhuǎn)動(dòng)。在右側(cè)半軸錐形齒輪的后面（圖片無(wú)法看見(jiàn)），除了我們剛才提到的壓緊齒輪外，還有數(shù)片分別固定半軸錐形齒和差速器外殼的鋼制主、被動(dòng)摩擦片。半軸錐形齒和壓緊齒輪之間的結(jié)合面是個(gè)波浪形的斜面，角度很小，壓死摩擦片的力量主要由半軸錐形齒和壓緊齒輪之間相對(duì)滑動(dòng)時(shí)引起壓緊齒輪的軸向位移產(chǎn)生（不明白可參考網(wǎng)絡(luò)介紹）。 當(dāng)車輛正常直線行駛時(shí)，這時(shí)左車輪（相應(yīng)的左半軸、左半軸錐形齒輪）、差速器殼體、右車輪（相應(yīng)的右半軸、右半軸錐形齒輪）、壓緊齒輪的速度是一樣的，差速鎖機(jī)構(gòu)不發(fā)生作用，這時(shí)速度感應(yīng)飛錘和鎖止桿繞差速器殼體軸心公轉(zhuǎn)，由于鎖止桿不產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，因此無(wú)論速度有多高，速度感應(yīng)飛錘的兩個(gè)離心快也不會(huì)張開(kāi)。 當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎或其中一側(cè)車輛有打滑但輕微時(shí)，這時(shí)左車輪（相應(yīng)的左半軸、左半軸錐形齒輪）、差速器殼體、右車輪（相應(yīng)的右半軸、右半軸錐形齒輪）、壓緊齒輪的速度就會(huì)有差異，即V左≠V殼體≠V右，由于V殼體≠V右，因此此時(shí)鎖止桿就會(huì)被壓緊齒輪帶動(dòng)發(fā)生自轉(zhuǎn)并帶動(dòng)速度感應(yīng)飛錘旋轉(zhuǎn)。但是，由于旋轉(zhuǎn)的速度太慢，飛錘這時(shí)候仍然無(wú)法克服內(nèi)部回位彈簧的張力而張開(kāi)。差速鎖機(jī)構(gòu)依然不發(fā)生作用。 同理推證，當(dāng)車輛其中一側(cè)車輛有嚴(yán)重打滑時(shí)（V殼體≠V右且閾值超過(guò)門檻），飛錘克服內(nèi)部回位彈簧的張力而張開(kāi)。由于速度感應(yīng)飛錘和棘爪之間間隙很小，因此飛錘就會(huì)被棘爪“捕獲”而無(wú)法自轉(zhuǎn)，相應(yīng)地，這個(gè)動(dòng)作會(huì)通過(guò)鎖止桿而傳遞到壓緊齒輪，此時(shí)壓緊齒輪和右側(cè)半軸會(huì)因?yàn)樗俣炔町惗a(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，摩擦片就會(huì)被強(qiáng)力壓死。并且，速度差越大，壓得越緊。釋放過(guò)程自行依葫蘆推理。 從這張照片來(lái)看，可以明顯看得出這個(gè)差速器與普通差速器的區(qū)別。差別就是在差速器中部靠近行星齒輪的地方，多了一些形狀奇怪的部件。這是控制差速鎖止的核心部件的一部分：圖片下方的是速度感應(yīng)飛錘（內(nèi)部有回位彈簧）和鎖止桿（鎖止桿是可以自轉(zhuǎn)的，其右側(cè)可以清楚看見(jiàn)是加工成條狀齒輪形式的，它和差速器殼體內(nèi)部右側(cè)的壓緊齒輪相嚙合），照片上部的機(jī)構(gòu)是用于鎖止速度感應(yīng)飛錘的棘爪及其固定桿、回位彈簧，受行星齒輪的十字節(jié)（姑且這么叫）的限制，棘爪只能繞固定桿旋轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度，固定桿則是純粹的固定作用，不能轉(zhuǎn)動(dòng)。在右側(cè)半軸錐形齒輪的后面（圖片無(wú)法看見(jiàn)），除了我們剛才提到的壓緊齒輪外，還有數(shù)片分別固定半軸錐形齒和差速器外殼的鋼制主、被動(dòng)摩擦片。半軸錐形齒和壓緊齒輪之間的結(jié)合面是個(gè)波浪形的斜面，角度很小，壓死摩擦片的力量主要由半軸錐形齒和壓緊齒輪之間相對(duì)滑動(dòng)時(shí)引起壓緊齒輪的軸向位移產(chǎn)生（不明白可參考網(wǎng)絡(luò)介紹）。 當(dāng)車輛正常直線行駛時(shí)，這時(shí)左車輪（相應(yīng)的左半軸、左半軸錐形齒輪）、差速器殼體、右車輪（相應(yīng)的右半軸、右半軸錐形齒輪）、壓緊齒輪的速度是一樣的，差速鎖機(jī)構(gòu)不發(fā)生作用，這時(shí)速度感應(yīng)飛錘和鎖止桿繞差速器殼體軸心公轉(zhuǎn)，由于鎖止桿不產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，因此無(wú)論速度有多高，速度感應(yīng)飛錘的兩個(gè)離心快也不會(huì)張開(kāi)。 當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎或其中一側(cè)車輛有打滑但輕微時(shí)，這時(shí)左車輪（相應(yīng)的左半軸、左半軸錐形齒輪）、差速器殼體、右車輪（相應(yīng)的右半軸、右半軸錐形齒輪）、壓緊齒輪的速度就會(huì)有差異，即V左≠V殼體≠V右，由于V殼體≠V右，因此此時(shí)鎖止桿就會(huì)被壓緊齒輪帶動(dòng)發(fā)生自轉(zhuǎn)并帶動(dòng)速度感應(yīng)飛錘旋轉(zhuǎn)。但是，由于旋轉(zhuǎn)的速度太慢，飛錘這時(shí)候仍然無(wú)法克服內(nèi)部回位彈簧的張力而張開(kāi)。差速鎖機(jī)構(gòu)依然不發(fā)生作用。 同理推證，當(dāng)車輛其中一側(cè)車輛有嚴(yán)重打滑時(shí)（V殼體≠V右且閾值超過(guò)門檻），飛錘克服內(nèi)部回位彈簧的張力而張開(kāi)。由于速度感應(yīng)飛錘和棘爪之間間隙很小，因此飛錘就會(huì)被棘爪“捕獲”而無(wú)法自轉(zhuǎn)，相應(yīng)地，這個(gè)動(dòng)作會(huì)通過(guò)鎖止桿而傳遞到壓緊齒輪，此時(shí)壓緊齒輪和右側(cè)半軸會(huì)因?yàn)樗俣炔町惗a(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，摩擦片就會(huì)被強(qiáng)力壓死。并且，速度差越大，壓得越緊釋放過(guò)程自行依葫蘆推理。 完全看懂了上面文字的車友會(huì)發(fā)現(xiàn)，這種鎖式差速器和牙嵌式鎖止差速器仍然是有區(qū)別的，即----實(shí)現(xiàn)鎖止的部件是摩擦片而不是齒輪或齒套。那么，可能有車友會(huì)問(wèn)：摩擦片會(huì)不會(huì)不耐用？我認(rèn)為不必?fù)?dān)心，實(shí)踐證明這種鋼制摩擦片是非常耐用的，對(duì)于并非時(shí)時(shí)亡命越野的絕大部分車友而言，完全足夠了。 高摩擦自鎖式差速器（見(jiàn)汽車圖解） 滑塊凸輪式差速器 滑塊凸輪式差速器是利用滑塊與凸輪之間產(chǎn)生較大數(shù)值的內(nèi)摩擦力矩，以提高鎖緊系數(shù)的一種高摩擦自鎖式差速器。 圖2．7為汽車中、后驅(qū)動(dòng)橋之間采用的滑塊凸輪式軸間差速器。轉(zhuǎn)矩由傳動(dòng)軸經(jīng)凸緣盤1和軸間差速器分配給中橋主動(dòng)曲線齒錐齒輪18和后橋的傳動(dòng)軸26。 軸間差速器由主動(dòng)套6、8個(gè)短滑塊7及8個(gè)長(zhǎng)滑塊8、接中橋的內(nèi)凸輪花鍵套9、接后橋的外凸輪花鍵套25及軸間差速器殼27和蓋24組成。 接中橋內(nèi)凸輪花鍵套9用花鍵與中橋主動(dòng)曲線齒錐齒輪18相連，其前端內(nèi)表面有13個(gè)圓弧凹面。外凸輪花鍵套25用花鍵與后橋傳動(dòng)軸26相連，其外表面有11個(gè)圓弧凹面。主動(dòng)套6前端與凸緣盤1用花鍵連接，后端空心套筒部分即裝在內(nèi)、外凸輪之間，空心套筒上銑出8條穿通槽，每個(gè)槽內(nèi)裝長(zhǎng)、短滑塊各一個(gè)。所有滑塊均可在槽內(nèi)沿徑向自由滑動(dòng)。為了使滑塊及內(nèi)、外凸輪磨損均勻，相鄰兩槽內(nèi)滑塊的裝法不同，其中一個(gè)槽內(nèi)長(zhǎng)滑塊在前，短滑塊在后，而另一槽內(nèi)滑塊裝法則相反。 當(dāng)汽車在平直路上直線行駛，中、后驅(qū)動(dòng)橋車輪無(wú)轉(zhuǎn)速差時(shí)，中橋主動(dòng)曲線齒錐齒輪18和后橋傳動(dòng)軸26的轉(zhuǎn)速相同，即軸間差速器沒(méi)有差速作用。此時(shí)，轉(zhuǎn)矩由凸緣盤1輸入，經(jīng)主動(dòng)套6，滑塊7和8，內(nèi)、外凸輪花鍵套9和25，分別傳給中橋和后橋。內(nèi)、外凸輪花鍵套和主動(dòng)套三者的轉(zhuǎn)速相等。 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或在不平道路上行駛，或由于中、后橋驅(qū)動(dòng)輪半徑不等等原因，前、后兩驅(qū)動(dòng)橋出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差時(shí)，主動(dòng)套6槽內(nèi)的滑塊，一方面隨主動(dòng)套旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)內(nèi)、外凸輪花鍵套旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在內(nèi)、外凸輪間沿槽孔徑向滑動(dòng)，保證中、后兩驅(qū)動(dòng)橋得以在不脫離傳動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)差速。且由于滑動(dòng)與內(nèi)、外凸輪間產(chǎn)生的摩擦力矩起作用，使慢轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪上可以得到比快轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪更大的轉(zhuǎn)矩。 假設(shè)中橋驅(qū)動(dòng)輪因陷于泥濘路面而滑轉(zhuǎn)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)橋的外凸輪花鍵套25的轉(zhuǎn)速，小于主動(dòng)套6的轉(zhuǎn)速，而驅(qū)動(dòng)中橋的內(nèi)凸輪花鍵套9的轉(zhuǎn)速，則大于主動(dòng)套轉(zhuǎn)速。相應(yīng)的滑塊作用于內(nèi)、外凸輪的摩擦力方向如圖2．7所示?；瑝K作用于內(nèi)凸輪上的摩擦力造成的力矩方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，而使內(nèi)凸輪所受的轉(zhuǎn)矩減??；作用于外凸輪上的摩擦力造成的力矩方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，故使外凸輪所受的轉(zhuǎn)矩增加。因此，中、后驅(qū)動(dòng)橋上的轉(zhuǎn)矩得到重新分配。 滑塊凸輪式差速器的鎖緊系數(shù)與凸輪表面的摩擦因數(shù)和傾角有關(guān)，滑塊凸輪式差速器的鎖緊系數(shù)，通常為K=2.33~3或K=0.3~0.5。新差速器的鎖緊系數(shù)K值稍大些，但也不會(huì)大于3.5~6。隨著K值的增大，其摩擦表面的接觸應(yīng)力將增大，從而其使用壽命將降低。 對(duì)于某些越野汽車和特種車輛來(lái)說(shuō)，采用滑塊凸輪式差速器有時(shí)尚嫌其鎖緊系數(shù)K值太小，但用它代替普通圓錐行星齒輪差速器用于通用的載貨汽車，則可顯著地提高其通過(guò)性。 牙嵌式自鎖差速器（主要用于中重型貨車） 牙嵌式自鎖差速器與普通齒輪式差速器相比，不僅具有差速作用，而且可根據(jù)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪附著條件和行駛阻力的變化，重新分配驅(qū)動(dòng)扭矩，一側(cè)車輪打滑時(shí)，另一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪可獲得更大的驅(qū)動(dòng)扭矩，實(shí)現(xiàn)自鎖驅(qū)動(dòng)，從而改善機(jī)械的牽引性能，提高機(jī)械的行駛安全性和工作效率。1．牙嵌式自鎖差速器的結(jié)構(gòu)與工作原理 （l）牙嵌式自鎖差速器的結(jié)構(gòu)牙嵌式自鎖差速器由主動(dòng)環(huán)、從動(dòng)環(huán)、中心環(huán)、消聲環(huán)、回位彈簧、擋圈、花鍵接頭和卡簧等左右對(duì)稱組裝而成（如附圖所示）。 　　（2）牙嵌式自鎖差速器的工作原理當(dāng)機(jī)械直線行駛時(shí)，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪所受的滾動(dòng)阻力矩基本相等，主動(dòng)環(huán)兩側(cè)面的倒梯形齒與左右從動(dòng)環(huán)的齒緊緊嚙合，于是主動(dòng)環(huán)帶動(dòng)左右從動(dòng)環(huán)、花鍵接頭及半軸一起旋轉(zhuǎn)。 　　當(dāng)機(jī)械向左轉(zhuǎn)向或右側(cè)車輪打滑懸空時(shí)時(shí)，左側(cè)驅(qū)動(dòng)輪所受的滾動(dòng)阻力矩增大，左側(cè)從動(dòng)環(huán)與主動(dòng)環(huán)嚙合得更緊。此時(shí)，主動(dòng)環(huán)帶動(dòng)左側(cè)的從動(dòng)環(huán)、花鍵接頭和半軸旋轉(zhuǎn)，以較大的驅(qū)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)左側(cè)驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)。同時(shí)，右側(cè)驅(qū)動(dòng)輪有轉(zhuǎn)快的趨勢(shì)，由于從動(dòng)環(huán)與主動(dòng)環(huán)之間為有側(cè)隙嚙合，故允許右側(cè)從動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)快，但是從動(dòng)環(huán)與中心環(huán)為無(wú)側(cè)隙嚙合，于是迫使右側(cè)從動(dòng)環(huán)克服彈簧的彈力，向右軸向滑動(dòng)，使其與中心環(huán)和主動(dòng)環(huán)脫離嚙合，切斷傳向右側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力，右側(cè)驅(qū)動(dòng)輪可以自由地以較高的轉(zhuǎn)速滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)差速。此時(shí)，消聲環(huán)在摩擦力的作用下隨右從動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)其開(kāi)口轉(zhuǎn)至主動(dòng)環(huán)的凸齒時(shí)，消聲環(huán)的齒與主動(dòng)環(huán)的齒恰好相抵，使右從動(dòng)環(huán)與主動(dòng)環(huán)保持分離，避免了主動(dòng)環(huán)與右從動(dòng)環(huán)在差速過(guò)程中，反復(fù)嚙合、脫開(kāi)所造成的撞擊，減輕了主、從動(dòng)環(huán)的磨損及噪聲。轉(zhuǎn)向結(jié)束后，右側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速減慢，帶動(dòng)消聲環(huán)反向退回，在彈簧的作用下，右側(cè)從動(dòng)環(huán)與主動(dòng)環(huán)重新嚙合。機(jī)械向右轉(zhuǎn)向或左側(cè)車輪打滑懸空時(shí)，與上述相似 牙嵌式自由輪差速器 如圖2.8所示。差速器殼的左右兩半l和2與主減速器從動(dòng)齒輪用螺栓聯(lián)接。主動(dòng)環(huán)3固定在兩半殼體之間，隨差速器殼體一起轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)環(huán)3的兩個(gè)側(cè)面制有沿圓周分布的許多倒梯形(角度很小)斷面的徑向傳力齒。相應(yīng)的左、右從動(dòng)環(huán)4的內(nèi)側(cè)面也有相同的傳力齒。制成倒梯形齒的目的，在于防止傳遞轉(zhuǎn)矩過(guò)程中從動(dòng)環(huán)與主動(dòng)環(huán)自動(dòng)脫開(kāi)。彈簧5力圖使主、從動(dòng)環(huán)處于接合狀態(tài)?；ㄦI轂7內(nèi)外均有花鍵，外花鍵與從動(dòng)環(huán)4相連，內(nèi)花鍵連接半軸。 當(dāng)汽車的兩側(cè)車輪受到的阻力矩相等時(shí)，主動(dòng)環(huán)3通過(guò)兩側(cè)傳力齒帶動(dòng)左、右從動(dòng)環(huán)4、花鍵轂7及半軸一起旋轉(zhuǎn)，如圖2．8d所示。此時(shí)，由主減速器傳給主動(dòng)環(huán)的轉(zhuǎn)矩，平均分配給左、右半軸。 汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)。要求差速器能起差速作用，為此，在主動(dòng)環(huán)3的孔內(nèi)裝有中心環(huán)9，它可相對(duì)主動(dòng)環(huán)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但受卡環(huán)10限制而不能軸向移動(dòng)。中心環(huán)9的兩側(cè)有沿圓周分布的許多梯形斷面的徑向齒，分別與兩從動(dòng)環(huán)4內(nèi)側(cè)面內(nèi)圈相應(yīng)的梯形齒接合。設(shè)此時(shí)左轉(zhuǎn)彎(參見(jiàn)圖2．8e)，左驅(qū)動(dòng)輪有慢轉(zhuǎn)趨勢(shì)，則左從動(dòng)環(huán)和主動(dòng)環(huán)的傳力齒之間壓得更緊，于是主動(dòng)環(huán)帶動(dòng)左從動(dòng)環(huán)、左半軸一起旋轉(zhuǎn)，左輪被驅(qū)動(dòng)；而右輪有快轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，即右從動(dòng)環(huán)有相對(duì)于主動(dòng)環(huán)快轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，于是在中心環(huán)和從動(dòng)環(huán)內(nèi)圈梯形齒斜面接觸力的軸向分力作用下，從動(dòng)環(huán)4壓縮彈簧5而右移，使從動(dòng)環(huán)上的傳力齒同主動(dòng)環(huán)上的傳力齒不再接合，從而中斷對(duì)右輪的轉(zhuǎn)矩傳遞。同樣，當(dāng)一側(cè)車輪懸空或進(jìn)入泥濘、冰雪等路面時(shí)，主動(dòng)環(huán)的轉(zhuǎn)矩可全部分配給另一側(cè)車輪。 但是，從動(dòng)環(huán)梯形齒每經(jīng)軸向力作用，沿齒斜面滑動(dòng)與主動(dòng)環(huán)分離后，在彈簧力作用下，又會(huì)與主動(dòng)環(huán)重新接合。這種分離與接合不斷重復(fù)出現(xiàn)，將引起傳遞動(dòng)力的脈動(dòng)、噪聲和加重零件的磨損。為避免這種情況，在從動(dòng)環(huán)的傳力齒與梯形齒之間的凹槽中，還裝有帶梯形齒的消聲環(huán)8(見(jiàn)圖2．8c)。消聲環(huán)形似卡環(huán)，具有一定彈性，其缺口對(duì)著主動(dòng)環(huán)上的伸長(zhǎng)齒12(圖2．8b)。在右驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速高于主動(dòng)環(huán)的情況下，消聲環(huán)8與從動(dòng)環(huán)4上的梯形齒一起在中心環(huán)梯形齒滑過(guò)，到齒頂彼此相對(duì)，且消聲環(huán)缺口一邊被主動(dòng)環(huán)上的伸長(zhǎng)齒擋住(圖2．8f)時(shí)，從動(dòng)環(huán)便被消聲環(huán)擠緊而保持在離主動(dòng)環(huán)最遠(yuǎn)的位置，軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)不再發(fā)生。 當(dāng)從動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)速下降到等于并開(kāi)始低于主動(dòng)環(huán)的轉(zhuǎn)速時(shí)，從動(dòng)環(huán)即在彈簧5的作用下又重新與主動(dòng)環(huán)接合。 牙嵌式自由輪差速器能在必要時(shí)使汽車變成由單側(cè)車輪驅(qū)動(dòng)，明顯提高了汽車的通過(guò)能力。此外，還具有工作可靠、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是左右車輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，時(shí)斷時(shí)續(xù)，引起車輪傳動(dòng)裝置中載荷的不均勻性和加劇輪胎磨損。 牙嵌自由輪式差速器靠固定在兩半殼體之間的主動(dòng)環(huán)和與半軸相連的從動(dòng)環(huán)來(lái)限制差速作用，防止驅(qū)動(dòng)輪打滑。它也可以有效地改善汽車的通過(guò)性，且工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，但是其左右車輪的扭矩傳遞時(shí)斷時(shí)續(xù)，引起傳動(dòng)裝髓中載荷的不均勻。該差速器多用于中、重型車輛上 粘性耦合器 粘性耦合器，英文名稱叫做Viscous coupler，或者叫做粘性聯(lián)軸節(jié)。當(dāng)今市面上最著名的使用粘性聯(lián)軸節(jié)四驅(qū)系統(tǒng)的車型恐怕就是本田的CR-V了，一款典型的適時(shí)四驅(qū)城市SUV，可惜這套四驅(qū)系統(tǒng)的有效性經(jīng)常受到網(wǎng)友的懷疑，以至于人們漸漸開(kāi)始對(duì)粘性耦合器的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生偏差，所以我覺(jué)得有必要重新來(lái)審視一下這個(gè)裝置。在此我們只討論粘性耦合器本身，并不涉及到車的性能。 首先說(shuō)說(shuō)粘性耦合器的結(jié)構(gòu)。它是一種利用液體的粘性阻力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置。粘性聯(lián)軸節(jié)的工作原理，有點(diǎn)類似于多片離合器。在輸入軸上裝有許多內(nèi)板，插在輸出軸殼體內(nèi)的許多外板當(dāng)中，并充入高粘度的硅油。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，多片離合器并不接觸，因此傳遞扭矩的工作完全依靠硅油來(lái)完成，所以我們有必要說(shuō)說(shuō)硅油。 『粘液藕合器結(jié)構(gòu)』 硅油是一種高分子聚合物的統(tǒng)稱，不同的分子結(jié)構(gòu)會(huì)表現(xiàn)出不同的特性，并且在日常生活中運(yùn)用非常廣泛，比如洗面奶、洗發(fā)水中可能都有硅油，在整形外科方面也有應(yīng)用，一些豐胸手術(shù)也用硅油作為填充物，但這種物質(zhì)的安全性有爭(zhēng)議，這里就不多討論了。 總而言之，不同種類的硅油的粘度是有千差萬(wàn)別的，所以粘性耦合器的限滑作用也可以是不同的，關(guān)鍵就是看充入的硅油的粘性。顯然不能是越粘就越好，粘度過(guò)大會(huì)影響到正常的差速作用，汽車拐彎可能變得費(fèi)勁，另一方面粘度太低又會(huì)降低限滑作用，所以要取得一個(gè)平衡是需要綜合使用情況而定的。 但是，粘性耦合器中也不能完全充滿硅油，實(shí)際上通常硅油占據(jù)了其中80%-90%的空間，其余空間是空氣，這樣的設(shè)計(jì)主要是跟硅油受熱膨脹的特性有關(guān)。硅油的粘性并不是始終不變的，內(nèi)板和外板間的轉(zhuǎn)速差會(huì)使硅油的溫度升高，其粘度將降低，所能傳遞的轉(zhuǎn)矩會(huì)下降，但是溫度升高會(huì)使硅油受熱膨脹，壓縮內(nèi)部的空氣，導(dǎo)致殼內(nèi)壓力升高，當(dāng)壓力達(dá)到某一臨界值時(shí)，粘性耦合器效能又會(huì)極具增強(qiáng)。因此扭矩的傳遞也會(huì)呈現(xiàn)一種所謂的“駝峰現(xiàn)象”，即開(kāi)始的時(shí)候有一定限滑作用，然后會(huì)進(jìn)入一個(gè)效率低下的階段，最后又是一個(gè)扭矩傳遞峰值。 一般情況下轉(zhuǎn)速差越大硅油受熱膨脹的速度就越快，所能傳遞的扭矩也就越大，但終究需要時(shí)間。正是因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn)，粘性聯(lián)軸節(jié)會(huì)給人留下反應(yīng)慢的印象。 如今我們見(jiàn)到的粘性聯(lián)軸節(jié)無(wú)非都是這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)：動(dòng)力主要分配到前橋，一根傳動(dòng)軸通向后橋，前后橋之間由粘性聯(lián)軸節(jié)鏈接。前輪出現(xiàn)打滑空轉(zhuǎn)，前后車輪出現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)速差，粘性聯(lián)軸節(jié)把動(dòng)力傳送給后輪，汽車就轉(zhuǎn)變成全輪驅(qū)動(dòng)汽車。這是一個(gè)典型的適時(shí)四驅(qū)結(jié)構(gòu)，正常行駛時(shí)后輪不獲得動(dòng)力，即使是四驅(qū)狀態(tài)，后輪獲得的扭矩也很有限。 如果你把粘性聯(lián)軸節(jié)和適時(shí)四驅(qū)劃上了等號(hào)，那可就大錯(cuò)特錯(cuò)了，實(shí)際上粘性聯(lián)軸節(jié)之前曾作為全時(shí)四驅(qū)車的中央差速器使用，甚至裝備一些以運(yùn)動(dòng)性能著稱的車型，比如原先的斯巴魯翼豹WRX就是使用粘性耦合式中央差速器，即使是現(xiàn)在，斯巴魯各款2.0手動(dòng)擋車型依然使用這種結(jié)構(gòu)。 下圖是一個(gè)帶開(kāi)放式差速器結(jié)構(gòu)的粘性耦合式限滑差速器。 從圖中我們可以看到，粘性耦合式限滑差速器的結(jié)構(gòu)和普通開(kāi)放差速器類似，圖中這個(gè)裝置和普通開(kāi)放差速器最大的不同是它的半軸齒輪的外側(cè)套上了一個(gè)粘性聯(lián)軸節(jié)，一側(cè)半軸和內(nèi)板相連，另一側(cè)半軸連接外板，這樣一來(lái)兩側(cè)半軸齒輪的運(yùn)動(dòng)就會(huì)受到粘性聯(lián)軸節(jié)的干預(yù)，從而實(shí)現(xiàn)限滑作用。 粘性耦合器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，曾一度是四驅(qū)車的主流配置，但它的缺點(diǎn)也不能忽視：扭矩的傳遞隨轉(zhuǎn)速差的增大而增大，不能手動(dòng)控制，并且反應(yīng)略微滯后。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電腦控制的多片離合器結(jié)構(gòu)正逐漸取代粘性耦合器，但是作為純機(jī)械時(shí)代的代表之一，粘性耦合器終究是四驅(qū)史中的經(jīng)典。 螺旋齒輪LSD 螺旋齒輪LSD內(nèi)部的齒輪構(gòu)造與扭力感應(yīng)式LSD有些相似，同樣是將普通差速器的齒輪從直齒改成螺旋齒，不過(guò)不是利用二者摩擦力的不同，而是改變了齒輪的安裝位置和形式，通過(guò)只有螺旋齒輪才能實(shí)現(xiàn)的安裝位置和形式，利用齒輪的減速比來(lái)限制左右驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速差的。這種LSD所能達(dá)到的最大轉(zhuǎn)速差比較小。而且，扭力感應(yīng)型的齒輪配置為縱向，而此種螺旋齒輪LSD的則為橫向裝置。和機(jī)械式LSD相比，它的最大弱點(diǎn)在于限制鎖定的扭力范圍較小，但維修、使用上沒(méi)有什么特別麻煩之處。 螺旋齒輪LSD內(nèi)部的齒輪構(gòu)造與扭力感應(yīng)式LSD有些相似，同樣是將普通差速器的齒輪從直齒改成螺旋齒，不過(guò)不是利用二者摩擦力的不同，而是改變了齒輪的安裝位置和形式，通過(guò)只有螺旋齒輪才能實(shí)現(xiàn)的安裝位置和形式，利用齒輪的減速比來(lái)限制左右驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速差的。這種LSD所能達(dá)到的最大轉(zhuǎn)速差比較小。而且，扭力感應(yīng)型的齒輪配置為縱向，而此種螺旋齒輪LSD的則為橫向裝置。和機(jī)械式LSD相比，它的最大弱點(diǎn)在于限制鎖定的扭力范圍較小，但維修、使用上沒(méi)有什么特別麻煩之處。 滾珠鎖定LSD 主動(dòng)式限滑差速器：一般的限滑式差速器都是由齒輪與齒輪組合而成，利用球狀溝槽的機(jī)械構(gòu)造被動(dòng)的來(lái)接受發(fā)揮功能。因?yàn)檫@種差速器由于配備有油壓及電子控制系統(tǒng)，所以可以主動(dòng)的使限滑差速器進(jìn)行工作。這種產(chǎn)品是未來(lái)汽車差速器的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。 LSD依作動(dòng)型式不同可分為1Way、1.5Way、2Way等三種，1Way是指在油門開(kāi)啟時(shí)且左右輪產(chǎn)生滑差，才發(fā)揮作用的單向型。2Way則是無(wú)論油門開(kāi)啟或關(guān)閉，只要滑差出現(xiàn)便會(huì)作動(dòng)的雙向型。另外1.5Way則是收油時(shí)只會(huì)發(fā)揮較小限滑效果的形式。針對(duì)甩尾最好是以2Way較佳，這是由于在車身滑移時(shí)，操作有時(shí)是要以連續(xù)收放油門來(lái)控制，若使用1Way或1.5Way的LSD，在收油時(shí)的輪胎鎖定率消失則大有失控的風(fēng)險(xiǎn)。另外較早期時(shí)有些作法是不加裝LSD反而將差速器焊死，雖然能得到側(cè)滑的效果，但正常行駛時(shí)就會(huì)持續(xù)推頭，操控其實(shí)也更加困難。 電子差速器鎖 電子差速器鎖與上述的幾種相比，沒(méi)有改變開(kāi)式差速器的結(jié)構(gòu)和特性，而是利用ABS或EBD系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行單側(cè)制動(dòng)打滑的車輪的動(dòng)作，限制兩驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速差，保證兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪都有動(dòng)力。 優(yōu)點(diǎn)：安全性好，不會(huì)損壞車輛。缺點(diǎn)：需要ABS和EBD系統(tǒng)，造價(jià)昂貴；在嚴(yán)酷的越野環(huán)境下，電子產(chǎn)品的可靠性不如機(jī)械產(chǎn)品；單側(cè)車輪的驅(qū)動(dòng)力，不如鎖止式差速器的大。 這類差速器鎖，由于成本原因，一般只應(yīng)用于高檔轎車和高檔的SUV。 5． PowerTraxNoSlip 我不確定它到底屬于哪一類。叫的比較多的，是“無(wú)滑動(dòng)動(dòng)力牽引”。如果從功能上看，也可以叫“自動(dòng)解鎖差速器”。叫什么名字都無(wú)所謂，反正都是同一個(gè)產(chǎn)品。 PowerTraxNoSlip的工作原理和鎖止差速器恰恰相反，這個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的非常巧妙。鎖止差速器工作的時(shí)候，是執(zhí)行鎖止操作；而PowerTraxNoSlip工作的時(shí)候，執(zhí)行的是單邊解鎖操作。 PowerTraxNoSlip在車輛直行的時(shí)候，左右半軸通過(guò)齒輪與小齒輪軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，工作在鎖止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)兩驅(qū)動(dòng)輪存在轉(zhuǎn)動(dòng)角度差的時(shí)候（車輛轉(zhuǎn)向或者一個(gè)輪子打滑），PowerTraxNoSlip會(huì)通過(guò)它的機(jī)械機(jī)構(gòu)，將一個(gè)輪子的離合器分離，取消它的動(dòng)力輸出。兩個(gè)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)角度相同的時(shí)候，離合器再結(jié)合。完成一次分離并重新結(jié)合的操作，兩個(gè)車輪的角度差不小于18度。加油門的時(shí)候，分離的是轉(zhuǎn)的稍快的車輪，收油門發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的時(shí)候，分離的是轉(zhuǎn)的稍慢的車輪。如果用于前橋驅(qū)動(dòng)，車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會(huì)隨著加減油門有失控的傾向。在附著力高的路面（土路或柏油路），如果兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪因?yàn)轵?qū)動(dòng)力過(guò)大而同時(shí)打滑，則每一個(gè)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，與其相聯(lián)的PowerTraxNoSlip離合器都會(huì)分離結(jié)合2到10次，兩個(gè)車輪交替的獲得分動(dòng)箱輸出的100％扭矩，驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力輸出狀態(tài)不是連續(xù)的，而是脈動(dòng)的，地面的附著力越大，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)速越高，PowerTraxNoSlip離合器結(jié)合時(shí)的沖擊力就會(huì)越大。為了承受這種高頻的大扭矩沖擊，制造PowerTraxNoSlip的材料強(qiáng)度必須特別耐沖擊，所以使用的時(shí)鈦合金。但原車半軸設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮這種沖擊扭矩，往往承受不了。 優(yōu)點(diǎn)：通用性好，安裝簡(jiǎn)便，沒(méi)有鎖止式差速器的鎖止噪音，在鋪裝路面上不會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)向而扭斷半軸。 缺點(diǎn)：不能用于全時(shí)四驅(qū)的前橋；在附著力比較高的平坦路面，提供的牽引力小于鎖止式差速器；在高附著力路面，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪同時(shí)打滑，對(duì)半軸的沖擊力非常大，容易扭斷半軸；安裝PowerTraxNoSlip會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)檔車換檔沖擊變大。 適用性：適合后橋驅(qū)動(dòng)輕度越野和低附著力路面。不適合高附著力路面和大動(dòng)力輸出的場(chǎng)合的使用，不適合在前橋內(nèi)安裝（即使是4驅(qū)的切諾基，很容易斷前半軸）。 如果你已經(jīng)閱讀了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理，你就能懂得汽車動(dòng)力是如何產(chǎn)生的；如果你已經(jīng)閱讀了手動(dòng)變速器的工作原理，你就會(huì)懂得下一步動(dòng)力會(huì)傳到哪里。對(duì)大多數(shù)汽車來(lái)說(shuō)，差速器在其傳動(dòng)系中，位于驅(qū)動(dòng)輪之前的最后一級(jí)。本文將闡述差速器的工作原理。 Suv中央差速器 SUV是英文運(yùn)動(dòng)型多功能車的縮寫，這一車型概念最初是在美國(guó)誕生的。由于美國(guó)具有廣闊的原野沙漠以及許多高等級(jí)高速公路，因此同時(shí)具備公路性能和越野能力的車型受到青睞，SUV正是在此環(huán)境下誕生。SUV的多功能性也符合中國(guó)的路況環(huán)境和消費(fèi)者的心理，因此SUV在中國(guó)的銷量也十分不錯(cuò)。SUV最大的特征是4輪驅(qū)動(dòng)，這是應(yīng)付惡劣路況車型必備的功能。說(shuō)到4輪驅(qū)動(dòng)就牽扯到4驅(qū)的模式，目前4驅(qū)模式種類繁多，功能上分有分時(shí)4驅(qū)、全時(shí)4驅(qū)和適時(shí)4驅(qū)。而實(shí)現(xiàn)不同模式就要靠4驅(qū)系統(tǒng)的核心部件—中央差速器。在選擇SUV時(shí)很多消費(fèi)者并不了解哪種四驅(qū)適合自己，這次就以4款中級(jí)SUV，本田CRV、雪佛蘭科帕奇、斯巴魯森林人和鈴木超級(jí)維特拉為例介紹幾種不同的中央差速器。 　　在介紹具體車型之前，先來(lái)認(rèn)識(shí)一下中央差速器。我們知道車輛在行使過(guò)程中不光只有直線行使，還有各種角度的彎道，當(dāng)車輛行駛在彎道中時(shí)，四個(gè)車輪的軌跡是四條半徑不同的圓弧(如圖)。這就造成四個(gè)車輪在彎中的轉(zhuǎn)速不同，如果車輪只能以同一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，那車輛根本無(wú)法轉(zhuǎn)彎，就算強(qiáng)行轉(zhuǎn)向也會(huì)因?yàn)檐囕嗈D(zhuǎn)速差而折斷中間的車軸。這時(shí)就需要安裝差速器來(lái)實(shí)現(xiàn)差速，將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上的一個(gè)固定轉(zhuǎn)速分解成不同的轉(zhuǎn)速傳遞到車輪。一般兩輪驅(qū)動(dòng)車只有一個(gè)差速器，安裝在前或者后軸中間。而4輪驅(qū)動(dòng)車則需要3個(gè)差速器，對(duì)于4輪驅(qū)動(dòng)車來(lái)說(shuō)中央差速器最為重要，它不單要均衡轉(zhuǎn)速還要根據(jù)前后輪的工況分配扭矩，以此實(shí)現(xiàn)車輛前輪或者后輪失去附著力打滑空轉(zhuǎn)時(shí)還能將動(dòng)力分配給具有附著力的其他車輪來(lái)脫離困境。因此SUV性能高低和中央差速器息息相關(guān)。 　　1、本田CRV — 粘性聯(lián)軸節(jié)中央差速器： 　　本田crv的中央差速器采用的是粘性聯(lián)軸節(jié)，它的結(jié)構(gòu)是中央差速器中最為簡(jiǎn)單的，既沒(méi)有復(fù)雜的電子系統(tǒng)也沒(méi)有精密的機(jī)械結(jié)構(gòu)。它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)裝有粘稠硅油的密閉容器，兩端各有一個(gè)鋼片，一個(gè)鋼片連接前輪另一個(gè)連接后輪。在一般行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)只帶動(dòng)前輪，后輪被拖轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)中差里面的兩個(gè)鋼片轉(zhuǎn)速相同差速器不工作，后輪沒(méi)有驅(qū)動(dòng)力。轉(zhuǎn)彎時(shí)前后輪轉(zhuǎn)速差很小，中央差速器中的硅油可以吸收這種轉(zhuǎn)速差，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。而當(dāng)前輪打滑后輪空轉(zhuǎn)后輪不轉(zhuǎn)時(shí)，前輪鋼片和后輪鋼片的轉(zhuǎn)速差非常大，前輪鋼片將快速攪動(dòng)硅油同向流動(dòng)，在流動(dòng)的粘稠硅油帶動(dòng)下后輪鋼片旋轉(zhuǎn)使后輪獲得一部分發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。這一原理就如同用勺子攪動(dòng)瓶子里的稠蜂蜜時(shí)瓶子也會(huì)跟著轉(zhuǎn)動(dòng)一樣。因此CRV大部分時(shí)間是一輛前驅(qū)車，只有當(dāng)前輪打滑時(shí)后輪才能獲得30%~40%的動(dòng)力。 　　這種差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，成本低，且平時(shí)只有前輪驅(qū)動(dòng)使車輛具有不錯(cuò)的燃油經(jīng)濟(jì)性。缺點(diǎn)是扭矩傳遞反應(yīng)慢，且傳遞的扭矩有限，只能前輪稍有打滑時(shí)能起到作用，如果陷車太深就不行了。而且在陷車太深前輪依然打滑車輛還是不能動(dòng)時(shí)千萬(wàn)不可再深踩油門，中差中兩鋼片長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)速差很大會(huì)使里面的硅油快速升溫，繼續(xù)深踩油門可能會(huì)燒壞中央差速器。 綜合來(lái)看CRV屬于傾向于公路的SUV，它更像一款有著SUV外形的轎車，使用環(huán)境主要是城市，有著不錯(cuò)的舒適性和經(jīng)濟(jì)性。在路況稍差的時(shí)候也能夠應(yīng)付，但是如果路況實(shí)在不好的時(shí)候還是不要以CRV范險(xiǎn)。 　　2、雪佛蘭科帕奇 — 電控多片離合差速器： 　科帕奇的中央差速器是由多片離合器組成的，一組離合器片連接前輪，另一組連接后輪，平時(shí)離合器不接合，車輛處于前驅(qū)狀態(tài)，當(dāng)前輪打滑時(shí)電子系統(tǒng)會(huì)根據(jù)打滑程度對(duì)離合器施加大小不等的壓力，使離合片不同程度接合，將前輪扭矩分配給后輪?？婆疗婧虲RV一樣，大部分時(shí)間處于前驅(qū)狀態(tài)，只有前輪打滑時(shí)才會(huì)將扭矩分配給后輪。 　　科帕奇的扭矩分配方式在越野時(shí)更可靠，離合器的剛性連接要比油液傳遞效率更高，同時(shí)科帕奇帶有差速鎖，能將前后軸鎖定，實(shí)現(xiàn)絕對(duì)的50：50動(dòng)力分配。但由于結(jié)構(gòu)上的限制后輪不能獲得大于50%的扭矩。 科帕奇的性能體現(xiàn)了美國(guó)SUV的風(fēng)格，大部分時(shí)間是在公路上飛馳，能夠擁有一般轎車無(wú)法比擬的高度和視野。偶爾想要撒一下歡或者應(yīng)付一下壞路也不會(huì)讓你失望，但是深入無(wú)人之境從沒(méi)有路的地方開(kāi)出一條路來(lái)不是科帕奇的職能范圍。 3、斯巴魯森林人 — 粘性耦合/電子控制中央差速器： 斯巴魯作為一個(gè)追求極致運(yùn)動(dòng)性能的品牌在車輛的運(yùn)動(dòng)性能方面向來(lái)狠下功夫，因此它的全系車型都配備了4輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，新森林人自然也不例外。斯巴魯?shù)闹醒氩钏倨鞣譃閮煞N，一種是粘性耦合式配備于手動(dòng)變速箱車輛上，另一種是電子控制式配備于自動(dòng)變速箱車輛上。這兩種差速器都能夠?qū)崿F(xiàn)全時(shí)4輪驅(qū)動(dòng)，也就是在任何情況下4個(gè)車輪都具有驅(qū)動(dòng)力。并且這種系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)范圍相當(dāng)寬泛的扭矩分配，前后輪可以根據(jù)不同的情況獲得更多的扭矩。同時(shí)中央差速器的扭矩分配速度更快，響應(yīng)十分靈敏。 　　新森林人的四驅(qū)系統(tǒng)明顯傾向于公路表現(xiàn)，并不是為了應(yīng)對(duì)越野路況而生。這一點(diǎn)從它不具備中央差速鎖就可以看出，這種4驅(qū)系統(tǒng)的目的是在車輛過(guò)彎時(shí)精確分配驅(qū)動(dòng)力以獲得更加穩(wěn)定的彎道表現(xiàn)，提高車輛的過(guò)彎極限，因此新森林人的公路表現(xiàn)十分突出。不過(guò)由于采用全時(shí)4驅(qū)系統(tǒng)，增加了一套驅(qū)動(dòng)軸使摩擦力和車重有所提升，日常行使時(shí)的油耗會(huì)比采用適時(shí)4驅(qū)的車輛高。 斯巴魯一向主打的公路性能在森林人身上依然清晰可見(jiàn)，雖然這代森林人轎前代做了不小的改變，但更高的車身對(duì)森林人的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)影響并不大，森林人可能是這個(gè)級(jí)別中過(guò)彎最快最穩(wěn)的SUV。森林人的越野能力雖然要比上代有所提升，但是也僅是應(yīng)付壞路的程度，別想用它來(lái)挑戰(zhàn)陡坡、彈殼。 4、鈴木超級(jí)維特拉 — 凸輪滑塊限滑中央差速器： 超級(jí)維特拉是同級(jí)別SUV中越野性能十分突出的一輛，采用了機(jī)械式的中央差速器，實(shí)現(xiàn)全時(shí)4驅(qū)，并帶有限滑功能，車輪打滑時(shí)能夠自動(dòng)分配扭矩。這種差速器是當(dāng)小圓球在彎曲的溝槽中滑動(dòng)時(shí)，推動(dòng)被溝槽切斷的滾筒從而發(fā)揮限滑的效果。這種機(jī)械式差速器沒(méi)有電子設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間，因此在響應(yīng)速度和可靠性方面都要表現(xiàn)更加出色。同時(shí)超級(jí)維特拉的中央差速器帶有三種可選模式，高速4驅(qū)、低速4驅(qū)、低速鎖止4驅(qū)，這三種模式一般只有在純正越野車上才能看到。 　　由此看來(lái)超級(jí)維特拉的4驅(qū)系統(tǒng)的越野傾向十分明顯，不是一輛僅偶爾跑跑爛路的SUV。出色的4驅(qū)系統(tǒng)使超級(jí)維特拉的越野性能接近豐田普拉多的水平，但也使它的油耗處于偏高的水平。 超級(jí)維特拉是這級(jí)別鮮有的主打越野的SUV，它的4驅(qū)系統(tǒng)可謂這級(jí)別罕見(jiàn)。機(jī)械式的中央差速器讓維特拉能應(yīng)付絕大多數(shù)的越野路況，低速4驅(qū)和中央差速鎖的使用讓維特拉也能征服難度較高的越野項(xiàng)目，在越野場(chǎng)地甚至能跟上普拉多和帕杰羅的步伐。在市區(qū)公路也能表現(xiàn)出良好的行使穩(wěn)定性，只是油耗會(huì)有些偏高。 5.奧迪——托森差速器 .