汽車(chē)差速器是一種重要的傳動(dòng)系統(tǒng)組件，用于允許車(chē)輛的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)轉(zhuǎn)彎和路面條件的變化。

汽車(chē)差速器位置示意圖

差速器的設(shè)計(jì)要求滿足：（左半軸轉(zhuǎn)速）+（右半軸轉(zhuǎn)速）=2（行星輪架轉(zhuǎn)速）。當(dāng)汽車(chē)直行時(shí)，左、右車(chē)輪與行星輪架三者的轉(zhuǎn)速相等處于平衡狀態(tài)；當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛或在不平路面上行駛時(shí)，差速器可以使左右車(chē)輪以不同轉(zhuǎn)速滾動(dòng)，即保證兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪作純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

1、汽車(chē)差速器結(jié)構(gòu)

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)離合器、變速器、傳動(dòng)軸最后傳送到驅(qū)動(dòng)橋，再左右分配給半軸驅(qū)動(dòng)車(chē)輪在這條動(dòng)力傳送途徑上，驅(qū)動(dòng)橋是最后一個(gè)總成，它的主要部件是減速器和差速器。

差速器由行星齒輪、行星輪架（差速器殼）、半軸齒輪等零件組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)軸進(jìn)入差速器，直接驅(qū)動(dòng)行星輪架，再由行星輪帶動(dòng)左、右兩條半軸，分別驅(qū)動(dòng)左、右車(chē)輪。

差速器結(jié)構(gòu)

汽車(chē)差速器主要是消除汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)左右輪轉(zhuǎn)速不一致而造成的機(jī)械干涉現(xiàn)象，如果沒(méi)有差速器，就會(huì)因左右輪轉(zhuǎn)速不一致而導(dǎo)致機(jī)械性損壞。

2、差速器工作原理

差速器是調(diào)整左右輪轉(zhuǎn)速差的裝置，其工作原理是將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩一分為二的裝置，允許轉(zhuǎn)向時(shí)對(duì)左右車(chē)輪輸出兩種不同的轉(zhuǎn)速。當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛或在不平路面上行駛時(shí)，使左右車(chē)輪以不同轉(zhuǎn)速滾動(dòng)，即保證兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪作純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

差速器工作過(guò)程

當(dāng)汽車(chē)直走時(shí)，兩個(gè)行星齒輪只公轉(zhuǎn)，不自轉(zhuǎn)。根據(jù)力學(xué)原理，轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)側(cè)車(chē)輪勢(shì)必會(huì)轉(zhuǎn)的慢些，此時(shí)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速不變，行星輪此時(shí)一邊繞半軸公轉(zhuǎn)，一邊自轉(zhuǎn)。

差速器工作原理

汽車(chē)直線行駛時(shí)：傳動(dòng)軸過(guò)來(lái)的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)向90°傳遞到從動(dòng)錐環(huán)齒輪上，從動(dòng)錐齒輪帶動(dòng)4個(gè)小齒輪一起旋轉(zhuǎn)（和車(chē)輪旋轉(zhuǎn)方向一樣），并帶動(dòng)側(cè)齒輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)車(chē)輪前進(jìn)，左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪所遇到的阻力一樣，中間4個(gè)小齒輪不自轉(zhuǎn)。

汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)：左右車(chē)輪遇到的阻力就不同，左側(cè)齒輪和右側(cè)齒輪間就會(huì)產(chǎn)生阻力差，它便會(huì)使中間4個(gè)小齒輪在繞半軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)還要產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，從而吸收阻力差，使左右車(chē)輪能夠以不同的速度旋轉(zhuǎn)，讓汽車(chē)順利轉(zhuǎn)彎。

差速器作用示意圖

3、差速器分類

差速器的結(jié)構(gòu)型式有很多，但總體上可以分為兩大類：對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器和防滑差速器。

對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器：對(duì)于大多數(shù)公路運(yùn)輸車(chē)輛，其行駛的路面較好，驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與路面的附著系數(shù)變化小，因此幾乎都采用了此種差速器。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)可靠、制造方便；

防滑差速器（Limited Slip Differential， LSD）：對(duì)于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路等的越野車(chē)來(lái)說(shuō)，為防止因某一側(cè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪滑移而陷車(chē)，則多采用此種差速器。

防滑差速器有強(qiáng)制鎖止式、高摩擦式和自由輪式3種。其中，高摩擦式中又有摩擦片式自鎖差速器、托森差速器、蝸輪式差速器、滑塊凸輪式差速器和粘性聯(lián)軸器式差速器5種，本文主要介紹托森差速器。

差速器分類

4、托森差速器

托森差速器（Torsen Differential）是一種特殊類型的差速器，它是根據(jù)其設(shè)計(jì)的原理和工作方式而得名的，最初由Gleasman和Gleasman公司（Torsen公司）開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。Torsen這個(gè)名字的由來(lái)取自Torque-sensing Traction——感覺(jué)扭矩牽引，托森差速器采用一種基于齒輪的設(shè)計(jì)，以允許車(chē)輛的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)，同時(shí)提供了優(yōu)秀的牽引力和穩(wěn)定性。

托森差速器結(jié)構(gòu)

說(shuō)起AWD（"All-Wheel Drive"（全輪驅(qū)動(dòng)））轎車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)人們不能不想到奧迪Quattro，正是奧迪的大膽創(chuàng)新并義無(wú)反顧才使得越來(lái)越多的人們享受到AWD帶來(lái)的駕駛樂(lè)趣，而奧迪Quattro AWD的核心正是Torsen LSD差速器系統(tǒng)。

Torsen差速器用在全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)上，牽引力被分配到了每個(gè)車(chē)輪，有良好的彎道、干/濕路面駕駛性能。托森中央差速器確保了前后輪均一的動(dòng)力分配，如輪胎遇到冰面等摩擦力缺失的路面時(shí)，系統(tǒng)會(huì)快速做出反應(yīng)，大部分的扭矩會(huì)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)速慢的車(chē)輪，也就是還有抓地力的車(chē)輪。

托森差速器的工作原理

托森差速器是一種高度復(fù)雜和精密的差速器設(shè)計(jì)，造價(jià)昂貴，可以提供出色的牽引力和駕駛穩(wěn)定性，常常用于高性能車(chē)輛、越野車(chē)輛和四驅(qū)系統(tǒng)中，因?yàn)樗鼈兲峁┝俗吭降臓恳阅芎蛻覓炜刂?，適用于各種路況和駕駛條件。

總而言之，汽車(chē)差速器（Differential）是一個(gè)重要的傳動(dòng)系統(tǒng)組件，用于允許車(chē)輛的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)轉(zhuǎn)彎和路面條件的變化，從而確保車(chē)輛的穩(wěn)定性和操控性，并防止車(chē)輛發(fā)生扭曲或滑動(dòng)。

通過(guò)優(yōu)化差速器的設(shè)計(jì)和工作原理，可以實(shí)現(xiàn)更好的動(dòng)力分配，防止輪胎打滑、車(chē)輛扭曲或不穩(wěn)定，從而提高駕駛的舒適性和安全性，適應(yīng)各種駕駛需求，包括正常行駛、轉(zhuǎn)彎、越野和惡劣天氣下的駕駛。此外，差速器的研究還有助于提高燃油效率和降低對(duì)環(huán)境的不良影響，促進(jìn)汽車(chē)工程的進(jìn)步和創(chuàng)新。