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托森差速器結(jié)構(gòu)
托森差速器又稱(chēng)蝸輪－蝸桿式差速器，轉(zhuǎn)矩敏感式差速器（torque-sensing differential），根據(jù)在汽車(chē)中應(yīng)用部位的不同，可分為差速器和輪間差速器兩種。
托森差速器托森差速器
托森差速器（軸間差速器）的結(jié)構(gòu)如圖1所示，由差速器殼、蝸輪軸(6個(gè))、前軸蝸桿、后軸蝸桿、和直齒圓柱齒輪(12個(gè))、蝸輪(6個(gè))等組成。
圖1 托森差速器
空心軸和差速器外殼通過(guò)花鍵相連而一同轉(zhuǎn)動(dòng)。每個(gè)蝸輪軸上的中間有一個(gè)蝸輪和兩個(gè)尺寸相同的直齒圓柱齒輪。蝸輪和直齒圓柱齒輪通過(guò)蝸輪軸安裝在差速器外殼上。其中三個(gè)蝸輪與前軸蝸桿嚙合，另外三個(gè)蝸輪與后軸的蝸桿相嚙合。與前、后軸蝸桿相嚙合的蝸輪8彼此通過(guò)直齒圓柱齒輪相嚙合，前軸蝸桿和驅(qū)動(dòng)前橋的差速器前齒輪軸為一體，后軸蝸桿和驅(qū)動(dòng)后橋的差速器后齒輪軸為一體。托森差速器輪間差速器
圖2 托森輪間差速器
托森輪間差速器的結(jié)構(gòu)如圖2所示，托森輪間差速器與托森差速器的區(qū)別僅在于前者的輸入轉(zhuǎn)矩是經(jīng)主減速器從動(dòng)齒輪直接傳給差速器殼體，而不需要托森軸間差速器所具有的空心驅(qū)動(dòng)軸，除此以外，其它結(jié)構(gòu)相同。每個(gè)蝸輪－齒輪軸的中間有一個(gè)蝸輪，其兩側(cè)各有1個(gè)尺寸相同的直齒圓柱齒輪，而蝸輪－齒輪軸則安裝在差速器殼體上。左半軸蝸桿與左邊3個(gè)蝸輪相嚙合，右邊3個(gè)蝸輪與右半軸蝸桿相嚙合，而與左、右半軸蝸桿相嚙合的成對(duì)的蝸輪彼此之間則通過(guò)其兩側(cè)相互嚙合的圓柱齒輪發(fā)生聯(lián)系。左半軸蝸桿與左半軸為一體，右半軸蝸桿與右半軸為一體。差速器殼與主減速器從動(dòng)齒輪盤(pán)相聯(lián)，是差速器的動(dòng)力輸入元件。差速器殼又帶動(dòng)蝸輪－齒輪軸及蝸輪繞半軸蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力從差速器殼體到蝸桿軸進(jìn)而到車(chē)輪的傳遞。
托森差速器工作原理
圖3 托森差速器工作原理
下面以差速器為例說(shuō)明托森差速器的工作原理：汽車(chē)驅(qū)動(dòng)時(shí)，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)空心軸2 傳至差速器殼3。然后，通過(guò)蝸輪軸6傳到蝸輪5，并傳向蝸桿9 和10，前蝸桿軸10 通過(guò)差速器齒輪軸1 將驅(qū)動(dòng)力傳至前橋，后蝸桿軸9 通過(guò)后驅(qū)動(dòng)軸8 將驅(qū)動(dòng)力傳至后橋，從而實(shí)現(xiàn)前后驅(qū)動(dòng)橋的驅(qū)動(dòng)牽引作用。而當(dāng)該差速器作為輪間差速器使用時(shí)，也可以將前蝸桿軸和后蝸桿軸分別與左、右驅(qū)動(dòng)輪半軸相連接。當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，左右驅(qū)動(dòng)輪出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差，通過(guò)嚙合的直齒圓柱齒輪相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使一軸轉(zhuǎn)速加快，另一軸轉(zhuǎn)速減慢，實(shí)現(xiàn)差速作用。
托森差速器是利用蝸輪蝸桿傳動(dòng)副的高內(nèi)摩擦力矩Mr進(jìn)行轉(zhuǎn)矩分配的。而內(nèi)摩擦力矩Mr又取決于兩端輸出軸的相對(duì)轉(zhuǎn)速。當(dāng) 兩端輸出軸的相對(duì)轉(zhuǎn)速差比較小時(shí)，后端蝸輪帶動(dòng)蝸桿摩擦力亦較小，通過(guò)差速器直齒圓柱齒輪吸收兩側(cè)輸出軸的轉(zhuǎn)速差。當(dāng)前軸蝸桿轉(zhuǎn)速較高時(shí)，蝸輪驅(qū)動(dòng)蝸桿的摩擦力矩也較大，差速器將抑制該車(chē)輪的空轉(zhuǎn)，將輸入轉(zhuǎn)矩Mo多分配到后端輸出軸上，轉(zhuǎn)矩分配為M1=1/2(Mo-Mr)，M2=1/2(Mo+Mr)。
托森差速器特點(diǎn)
托森差速器優(yōu)點(diǎn)
托森差速器實(shí)現(xiàn)了恒時(shí)、連續(xù)扭矩控制管理，它持續(xù)工作，沒(méi)有時(shí)間上的延遲，但不介入總扭矩輸出的調(diào)整，也就不存在著扭矩的損失，與牽引力控制和車(chē)身穩(wěn)定控制系統(tǒng)相比具有更大的*性。因?yàn)闆](méi)有傳統(tǒng)的自鎖差速器所配備的多片式離合器，也就不存在著磨損，并實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)。純機(jī)械LSD具有良好的可靠性。
托森差速器可以與任何變速器、分動(dòng)器實(shí)現(xiàn)匹配，與車(chē)輛其它安全控制系統(tǒng)ABS、TCS（Traction Control Systems，牽引力控制）、SCS（Stability Control Systems，車(chē)身穩(wěn)定控制）相容。Torsen差速器是純機(jī)械結(jié)構(gòu)，在車(chē)輪剛一打滑的瞬間就會(huì)發(fā)生作用，它具有線(xiàn)性鎖止特性。
托森式限滑差速器是一種全自動(dòng)純機(jī)械式的限滑差速器，非常可靠耐用，并且反應(yīng)迅速，從某些角度來(lái)說(shuō)，是一種非常均衡的設(shè)計(jì)。其能夠在非常短的時(shí)間里對(duì)驅(qū)動(dòng)輪之間產(chǎn)生的扭矩差提供響應(yīng)，調(diào)整扭矩輸出以解決輪差的問(wèn)題，而且鎖止特性也非常線(xiàn)性，并且能夠在一個(gè)相對(duì)廣泛的扭矩范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而不受到差速器殼結(jié)構(gòu)空間的影響而限制作用的發(fā)揮。
托森差速器缺點(diǎn)
但是托森式限滑差速器與其他的扭矩感應(yīng)式限滑差速器相比起來(lái)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，重量大，造價(jià)也相對(duì)比較昂貴；同時(shí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)副的高內(nèi)摩擦力矩，也增加了零件磨損，對(duì)使用壽命不利。
托森差速器實(shí)際應(yīng)用
托森差速器差速器
阿爾法·羅密歐Q4四驅(qū)系統(tǒng): 156, 159, Brera
奧迪quattro四驅(qū)系統(tǒng):
奧迪Quattro (from 1987)
奧迪80, 奧迪S2, 奧迪RS2 Avant
奧迪 100 / 奧迪 200 / 奧迪 5000
奧迪Coupé quattro
奧迪A4 quattro, 奧迪 S4, 奧迪RS4
奧迪A5, 奧迪S5
奧迪A6, 奧迪S6, 奧迪RS6
奧迪A8, 奧迪S8
奧迪Q5
奧迪Q7
雪佛蘭TrailBlazer SS
凌志:GX、LS600h / LS600hL、LX
陸虎覽勝Range Rover L322
紳寶9-7X Aero
豐田: 豐田4runner、豐田陸地巡洋艦
托森差速器差速器及后橋差速器
奧迪V8
托森差速器前橋差速器及后橋差速器
悍馬 (汽車(chē))H1
托森差速器前橋差速器
本田Integra|本田/謳歌Integra Type R
阿爾法·羅密歐: GT、147 Q2
本田喜美Si (2006-今)
福特Focus RS
日產(chǎn)Sentra SE-R Spec-V
羅孚200 Coupe Turbo、200 BRM/LE、220 Turbo、420 Turbo、620 Ti
本田Accord Type R
斯巴魯Impreza WRX STI
福特F-150 SVT Raptor
沃爾沃850 T5-R
托森差速器后橋差速器
奧迪V8
奧迪R8
阿爾法·羅密歐: 155 Q4, 164 Q4
寶馬BMW Z3
雪鐵龍BX 4x4
標(biāo)致405 4x4
福特Ranger FX4（2002）、福特Ranger FX4（2003-2008）
本田S2000
現(xiàn)代Genesis Coupe
藍(lán)旗亞Delta Integrale
凌志IS-F, 凌志LFA
馬自達(dá): MX-5（1994-2005）、RX-7、RX-8
日產(chǎn) Silvia S15 SpecR
日產(chǎn) Skyline R34 GTT, 25GT-X, 25GT-V
斯巴魯Impreza WRX STI (2007–2011)
豐田Celica GT-Four、豐田Supra
斯巴魯Legacy spec-B
福特Mustang Boss 302 Laguna Seca Edition
豐田86（2013）
斯巴魯BRZ（2013）[1]
參考資料
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