托森差速器是JTEKT的标志产品,(Tips:捷太格特JTEKT公司的前身,是1921年成立的光洋精工Koyo和1941年成立的丰田工机TOYODA)拥有很多专利,在提供差速功能的同时巧妙地解决了轮胎打滑的问题,那么它具体是如何运转的呢?从作者编译的这篇海外文献中可略知一二。
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内部结构:
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托森差速器的内部结构和普通差速器迥异。系统的核心,是一组外形奇特的齿轮副。
下面是齿轮组啮合点的横截面形状。能看出一组是直齿(蜗轮worm wheel),另一组是螺旋齿(蜗杆worm)。图中..部分是蜗杆,左右两个蜗杆分别连接左右车桥。它的标记容易引起误解,worm gear也有蜗轮的含义,由于此处的蜗杆并不是实心,内侧是直齿的,与车桥相连,gear可能是对此的定义。
托森的运行基于蜗杆蜗轮原理:蜗杆可以驱动蜗轮,蜗轮无法驱动蜗杆。
记住这个原理,它将贯穿本文始终。
一对蜗轮被固定在差速器壳体上,引擎动力通过壳体传递给蜗轮,,蜗轮的两端装有直齿轮。
简化后的托森差速器就如下图所示——
下面我们通过不同的驾驶场景,来理解托森差速器如何保障汽车良好行驶。
汽车直行:
当车辆直行时,蜗轮带动蜗杆旋转,左右轮转速相同。请注意,此时蜗轮并不自转,由于蜗轮无法驱动蜗杆,所以整个装置此刻是锁死的。
汽车右转:
汽车右转时,左轮会比右轮转速更高。
托森支持这样的转速差。请注意,此时蜗轮所受的是相对运动,而不是运动。蜗轮安装在壳体和蜗杆之间,因此,壳体和蜗杆之间的相对运动驱使蜗轮旋转。转速更快的左侧蜗杆将驱动左侧蜗轮自转。另一侧,与壳体相连的右侧蜗杆转速较慢,与左侧产生相对运动;因此右侧蜗轮的转动会与左侧相反。同时,两侧蜗轮之间啮合的直齿轮会确保蜗轮转速相同。如此一来,这套装置保证了的差速效果,左右轮的转速增益和损失相等,于是汽车平稳过弯。
▲如上所示,左右轮的转动是相反的(相对运动)
克服牵引力差(车轮打滑):
现在我们尝试理解托森如何克服驱动轮牵引力差的问题。你可能注意到了,当车轮遭遇如下状况时,打滑的车轮将转动得非常快,并抢走引擎几乎所有扭矩,其结果就是陷车,汽车迈不动步子。
如果是托森差速器,一旦打滑的车轮开始旋转过速,转速的改变将传递到相应一侧的蜗轮,右侧蜗轮再传递给左侧蜗轮。下面就是关键了: 因为之前提过的蜗杆蜗轮原理,左侧蜗轮是无法驱动左侧蜗杆的, 结果就是整套装置锁死,左右车轮同速转动。
▲托森能够将大量扭矩传递给牵引力更高的一侧,从而解决牵引力差的问题
而为了承受高扭矩,该装置有三对蜗轮。
托森差速器的优缺点:
如果你了解其它的限滑技术,你就会发现托森的巨大优势——其他装置允许驱动轮在锁止前滑动一定时间,托森则在瞬间完成锁止(预防打滑)。同时相比其他限滑装置,它的结构也更紧凑。而托森A型差速器的缺点是:噪音大、造价高、组装难。
编译|休不眠
图|网络
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