技术原理:
很多年前首次知道托森差速器时,它仅依靠机械结构实现将扭力传递给阻力大的一侧的特性让我很吃惊,因为在我印象里能量向阻力小的方向释放这是一个铁则啊。就在那时起开始对托森的结构产生浓厚兴趣,但是看到它的解剖图的时候我依然不能理解它的工作原理。直到今天,我才知道的它里面的奥秘。
结构:
托森差速器由空心轴、差速器外壳、后轴蜗杆、前轴蜗杆、蜗轮轴(6个)和直齿圆柱齿轮(12个)、蜗轮(6个)等组成。空心轴和差速器外壳通过花键相连而一同转动。每个蜗轮轴上的中间有一个蜗轮和两个尺寸相同的直齿圆柱齿轮。蜗轮和直齿圆柱齿轮通过蜗轮轴安装在差速器外壳上。其中三个蜗轮与前轴蜗杆啮合,另外三个蜗轮与后轴的蜗杆相啮合。与前、后轴蜗杆相啮合的蜗轮8彼此通过直齿圆柱齿轮相啮合,前轴蜗杆和驱动前桥的差速器前齿轮轴为一体,后轴蜗杆5和驱动后桥的差速器后齿轮轴为一体。
托森差速器的核心部件是一套通过直齿轮啮合的蜗轮与蜗杆系统,而赋予托森神奇的扭矩分配能力的正式这些的蜗轮和蜗杆。蜗轮、蜗杆传动系统有一个特性,就是传动时二者之间的齿啮合传动阻力较大,二者之间相对运动需要的驱动力较大。
当直线行使时,蜗轮和蜗杆系统内部没有相对运动,前后驱动轴与差速器壳体以相同的转速旋转。而当转向时,前后轴出现转速差,这时托森内部的蜗轮与蜗杆开始相对运动。转向时后轴转速低于前轴,因此后轴多余的转速通过后轴上的蜗杆传递给后轴蜗轮,后轴蜗轮又通过同轴直齿齿轮传递给前轴蜗轮、最后通过前轴蜗杆抵达前轴,如此实现前后轴差速。而扭矩分配是利用蜗轮蜗杆传动副的高内摩擦力矩实现的。例如,前轮附着力低而后轮附着力高,附着力低的前轴传递给蜗轮、蜗杆力比较小,因此蜗轮与蜗杆之间的摩擦力也就低,蜗轮与蜗杆相对滑动更容易。而附着力的高的后轴则正好相反,后轴的蜗轮与蜗杆相互运动需要克服更大的摩擦力,因此后轴就蜗轮与蜗杆系的滑动量比较小差速器壳体上的传递过来的扭力也就更多的传递给了阻力大的一方。正是由于这种特性,作用在轴上的阻力(也就是车轮的附着力)越大,蜗轮和蜗杆之间摩擦力也就越大,扭矩也更多的传递给了附着力大的一方。不过托森的缺点是不可能实现100:0这样的极端传动比例,如果有一端轴的阻力过低托森也没法将扭矩传递给阻力大的一方了,这时候就需要电子系统介入来分配扭矩。
最新的托森C型差速器在结构上做了调整,整体结构类似于AT变速箱中的行星齿轮组。中心太阳轮连接前轴、外部的齿圈连接后轴,行星蜗轮通过齿轮架从变速箱获得驱动力。托森C型的工作原理与A型相同,最大的改变就是简化了结构并且实现正常行驶时的扭矩不对等分配。
通过工程师的巧妙设计,带有quattro系统的车辆可以自己智能、迅捷地分配扭矩,不在需要驾驶员干预,让驾驶更具有乐趣。
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