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
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。
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?