[差速器篇-2]托森差速器的前世今生

按照分类,托森差速器属于差速器中的限滑差速器的一类。托森的英文名叫“Torsen”,取自“TorqueSensing”,意思就是“扭矩感应”。说明托森的特点是能够依赖巧妙的机械设计,自动快速的实现扭矩分配。
托森是美国人VernonGleasman于1958年发明的。现在的托森归属于日本捷太格特北美公司。捷太格特托森差速器官网
托森差速器历经多年的发展,目前主要有三款产品,分布是A、B、C型。广泛用于各种豪华车性能车,尤其是以奥迪为代表的Quattro四驱系统中的中央差速器。(后来奥迪为了不受限于外公司,自己开发了冠状齿式中央差速器,可以看小P之前的文章聊聊奥迪的灵魂-Quattro)。废话少说,来看看这三款差速器的结构吧!
这是最经典的托森差速器,屡次出现在各种汽车构造的书籍当中。本文也将其作为重点来讲解。
[差速器篇-2]托森差速器的前世今生-有驾
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A型差速器应用了大量的蜗轮蜗杆的结构,一个托森A型差速器有2个蜗轮,分别连接前轴、后轴(如果是用在轴间差速,则连接左轴、右轴),6个蜗轮,每个蜗轮带2个直齿轮,共12个直齿轮。
托森A型差速器的工作原理,关键在于以下两点:
A型托森差速器的工作过程
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如图3,假设车辆左轮由于某种原因陷入泥潭,而右轮附着条件很好。那么左轮将有空转的趋势。此时,左轴蜗杆的转速大于右轴蜗杆的转速。左轴蜗杆将使左端蜗轮转动,左端蜗轮上的直齿圆柱齿轮随之转动,带动与其啮合的右端直齿圆柱齿轮转动,右端直齿圆柱齿轮带动与其同轴的右端蜗轮转动,右端蜗轮将带动右端蜗杆转动。蜗轮带动蜗杆的逆传递效率取决于蜗杆的螺旋角及齿面的摩擦系数,其效率是极其低的。对于一定的差速器结构,其螺旋角是一定的。当左右两轴的差速过大时,蜗轮与蜗杆间的摩擦力会很大,蜗轮将无法带动蜗杆,那么就产生自锁。那么右轴会分配到较大的驱动力矩,而右轮的附着条件较好,车辆即可脱困。
如果不好理解,直接看下面的动画,显示了不同条件下托森差速器的工作状态:
如图4,现实的是车辆正常直线行驶的时候,左右车轮的转速相等,此时差速器中的蜗轮蜗杆和其啮合的直齿圆柱齿轮都不工作。
如图5,显示的是左右车轮不等速的时候,可以观察蜗轮蜗杆及直齿轮的工作状态。就完全理解了托森A型差速器的运动原理。
图6显示了一种极端状态,右轮不动,即转速差很大的情况。这种情况下,运动规律跟图5是一致的,不同的是,这种时候,扭矩绝大部分传递给右轮。(时刻铭记:托森差速器的扭矩分配与转速差成正相关)
官方给出的A型托森差速器的扭矩分配比可达2.5:1到5.0比1,根蜗轮蜗杆螺旋角等具体参数有关,可以根据车型实际情况选择不同的产品。
总结
讲了这么多,来看看托森B型差速器吧!
结构
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依然是很巧妙的各种齿轮结构。与A类不同的是,将A类垂直方向传动的蜗轮蜗杆结构变为了平行方向的螺旋齿轮传动。具体原理小P就不详细讲述了,说下B型的优势吧!
托森C型差速器结构如下:
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如图,最明显的变化是,C型差速器应用了行星轮机构。
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C型托森差速器的优势有:
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