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只要3分鐘 看懂托森差速器的奧妙原理

只要3分鐘 看懂托森差速器的奧妙原理

大家都知道傳統的普通行星齒輪式差速器,由於內摩擦力矩比較小,在汽車行駛過程中無論左右兩輪驅動轉速是否相等,其驅動扭矩總是平均分配的。舉個例子,當一個車輪在泥濘路面打滑失去與地面的摩擦力時,雖然另一個車輪在良好的路面上,但是分配到這個車輪的扭矩只能與泥濘路面的車輪相等,也就是有一半的驅動扭矩被浪費。從而使總的驅動力下降。為了克服上述滑轉現象,在現代四驅轎車前橋與後橋之間裝備了軸間中央差速器。其中奧迪全輪驅動轎車所採用的中央差速器「托森」差速器最為有名。

「托森」這個名稱是格里森公司的註冊商標,他的意思是 「轉矩敏感式差速器」。托森差速器既可用作軸間差速器,又可用作輪間差速器。由主動部分、從動部分和連接主從動部分的差速傳動機構組成。

托森差速器與普通差速器的不同

托森差速器綜合了蝸輪蝸桿和普通差速器的行星齒輪機構,把行星齒輪差速機構的齒輪傳動副更換成蝸輪蝸桿傳動副。而蝸輪蝸桿不同於齒輪,它具有單向傳動、反向鎖止的能力,因此正向傳動可以產生差速,反向鎖止可以限制動力傳輸到打滑的車輪。而不同的螺距,具有不同的鎖止能力,從而決定了托森差速器扭矩分配的能力。

托森差速器的原理

空心軸2和差速器殼3通過花鍵連接,每個蝸輪的中間有一個蝸輪8和兩個相同的直齒圓柱齒輪6,直齒圓柱齒輪6和蝸輪8連接在一起。蝸輪軸裝在差速器殼3上,與差速器殼一起轉動。其中3個蝸輪8和前軸蝸桿9嚙合,另外3個蝸輪8和后軸蝸桿5嚙合。前軸蝸桿9和驅動前橋的前齒輪軸1為一體,后軸蝸桿5和驅動後橋的后齒輪軸4為一體。來自發動機的動力經過空心軸2傳到差速器殼3,然後經過蝸輪軸7傳到蝸輪8,再傳到前後兩個蝸桿。前軸蝸桿9通過前齒輪軸1將動力傳至前橋,后軸蝸桿5通過後齒輪軸4將動力傳至後橋,從而實現前後橋的同時驅動。

托森差速器和奧迪的不解情緣

其實托森差速器被發明出來前階段也只是默默無聞,讓托森差速器名聲大造的非奧迪莫屬,許多人甚至將托森差速器等同於奧迪的quattro。其實奧迪的quattro全時四驅系統是一整個技術包的總稱,並不單單指托森差速器。只不過奧迪創造性的將托森差速器植入變速箱殼體內,使得整個系統可靠性更高,更加緊湊。除去1代和7代quattro系統,托森差速器都出現在了奧迪的四驅系統中,可以說托森差速器是奧迪整個quattro系統的核心。

托森差速器也隨著quattro的更新而不斷換代。

1986年,托森A型差速器首次搭載於奧迪100上的第二代quattro全時四驅系統上。作為中央差速器,將動力分配給前後軸。

托森差速器也可作為輪間差速器使用,與軸間差速器不同的是,它的動力由主減速器從動齒輪輸入,而不是由空心軸輸入。1988年,托森差速器首次作為輪間差速器出現在奧迪V8的後橋上。

但是由於行星齒輪與齒輪軸的垂直布置結構,導致托森A型差速器只能與手動變速器進行匹配,從而大大限制了托森差速器的應用範圍。

1994年,配備了第四代quattro全時四驅系統的奧迪100自動擋車型將中央差速器更換為托森B型。

托森B型差速器採用平行齒輪結構,解決了差速器與自動變速箱的匹配問題。此次技術升級 是奧迪quattro全時四驅系統的一次革命性飛躍,使得quattro全時四驅系統的應用領域大大延展。

2005年,隨著Q7的問世,搭載托森C型差速器的第六代quattro全時四驅系統與世人見面。

托森C型差速器採用行星齒輪結構,與太陽輪、環形齒輪和摩擦盤共同組成整個差速器結構。當環形齒輪與太陽輪的轉速不等時,行星齒輪會被迫產生自轉運動,這個自轉運動又會導致與環形齒輪或太陽輪的軸向相對運動。軸向運動的壓力對安裝在裝置內的摩擦盤施加壓力,產生內摩擦力,因此限制了相對運動,也就限制了打滑驅動軸的運動,從而增加不打滑驅動軸的轉矩。

托森C型中央差速器,在正常情況下按前後40:60的比例分配驅動力。根據行駛情況需要,它最多可把60%的驅動力輸出到前軸,或把80%的驅動力輸出到后軸。

托森差速器可以自動及時地鎖緊,工作時十分平滑,無衝擊震動。汽車轉彎時,由於迴轉半徑較大的前輪轉動的快一些,托森差速器輸出的驅動力可按迴轉半徑的不同要求而自動調節。保證了前輪處於純滾動狀態,提高了汽車行駛穩定性和駕駛安全性。當某驅動軸或車輪的附著力下降時,托林差速器可以將較大的驅動力分配到附著力大的車輪上,從而大大提高了汽車的通過性。

侃弟總結

托森差速器雖然是由格里森公司的研發出來,但是被奧迪採用了之後才得到了正真的發揚光大。從剛剛開始的A型只能與手動變速器匹配,更新到B型可以解決和自動變速器匹配的問題,更新到現在C型加入電控系統,打滑驅動扭矩更大,作為中央差速器,前後軸驅動力的輸出可以調節的範圍更大。我們能享受到這些技術不段的進步所帶來的便利,離不開工程師在背後默默地鑽研和付出。

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