重新了解差速器和差速鎖

        我們首先要了解一點_那就是嘴上掛著“電子差速鎖”“電子限滑差速器”這些詞兒的人_其實十個有八個壓根兒沒明白是怎麼回事兒.各位_今兒_咱就再認真的琢磨一遍差速器的這些事兒_做個明白人_權當是讓自己對汽車有個更清晰的認知_畢竟_信自己比信什麼都強.
● 什麼是差速器？
    在描述“差速鎖”或是“限滑差速器”之類的概念之前_我們先要了解什麼是差速器_以及它有什麼樣的作用.

『普通差速器示意圖』
        如果直白的說_差速器的存在就是為了補償左右驅動輪間（輪間差速器）或各個驅動橋間（軸間差速器）的轉速差異_使車輛順利轉彎_並且能消除因為車輪滾動半徑不同或路面不同起伏等因素可能造成的車輪滑動.目前輪間差速器中使用最廣泛的_就是文章中圖示的對稱式錐齒輪差速器.

        沒有差速器會怎麼樣？轉彎_內側車輪滑拖_外側車輪滑動_輪胎還有傳動機構直接承受這種應力_要麼輪胎磨損_要麼傳動軸和齒輪給你鬧出個三長兩短_要麼失控要麼翻車…
● 差速器的運動特性、轉矩分配特性和鎖緊系數的概念
對於對稱錐齒輪差速器而言_在左右半軸相同轉速的情況下_行星齒輪僅公轉不自轉_左右半軸得到的轉矩是平均分配的.


        而當左右半軸有一側轉速較慢時_行星齒輪在公轉的同時開始沿著轉速慢的一側半軸齒輪滾動_繞行星齒輪軸開始自轉_另一側半軸則加速旋轉（兩半軸轉速之和恆定等於兩倍差速器殼體轉速）_由於行星齒輪的自轉_其受到一個反向的摩擦力矩MT_這個摩擦力矩使行星齒輪分別對左右半軸附加作用了大小相等方向相反的兩個圓周力F1和F2_在左右半軸齒輪上產生的圓周力使得左右半軸轉矩分配發生變化_轉動慢的一側轉矩增加.

        到這裡_我們應該明白一件事_“差速器會將動力向轉速快的那一側傳遞”的說法是不對的_實際上轉速慢的一側轉矩反而較大.而對於“鎖緊系數”這個概念_大家只要記住一點_鎖緊系數越高的差速器_在兩側半軸出現轉速差時_就會越多的照顧到轉動較慢的半軸_讓慢半拍的半軸得到越多的轉矩分配.
● 差速鎖、防（限）滑差速器…“電子差速鎖”是真的“鎖”嗎？ 
        但是_比較了解車的網友可能要問了_轉矩是轉速慢的一側大_ 那為什麼一側車輪打滑的時候另一側車輪會沒有動力不能脫困？這個問題提得非常好！我們接下來就討論這個話題. 
       關鍵點在於上一頁式子裡的MT_對稱錐齒輪差速器的內摩擦力矩MT通常很小_因此左右半軸轉速不同時_轉矩分配的程度有限_鎖緊系數K值通常在0.05~0.15之間_ 左右半軸轉矩比（M2/M1）通常在1.1~1.4之間_所以這種差速器基本上可以認為轉矩在任何情況下都是平均分配的.而這種轉矩平均分配的特點_決定了這類差速器在左右車輪附著系數有明顯差別時的情況.

『正是因為對稱式錐齒輪差速器平均分配的特性_所以會出現一側車輪空轉
而另一側附著力良好車輪卻無法前進的情況』
       因為平均分配的特性_當左右車輪處在不同附著系數的路面上時（如一側冰雪、一側鋪裝路面）_低附著力路面上的車輪能夠產生的驅動力矩非常小（輪端摩擦力過小_所以沒有辦法獲得需要的反作用力）_而此時對側附著力良好的車輪也只能得到幾乎同樣的驅動力矩_而這樣的驅動力矩沒有辦法使良好附著力路面上的車輪滾動前進（這和發動機動力無關_只和此時兩側車輪附著系數的落差有關）_因此_即便你猛踩油門_也只能使低附著力的一側車輪失去附著力空轉_而對側的車輪則因為驅動力矩不足而無法前進.在這樣的時候_你一定會說_要是沒有差速器就好了！
        這個主意非常好！基於差速器這樣的特性_我們便有了“差速鎖”_差速鎖顧名思義_是差速器的鎖止機構_用來鎖止輪間差速器（左右半軸間）或者軸間差速器（前後驅動橋間）_來應對單個或多個車輪失去附著力無法脫困的情況.有了差速鎖_我們就能在任何一個你冒出“要是沒有差速器就好了”的時刻果斷的將差速器鎖止_“關閉”它的差動功能.隨著技術的發展_從機械控制到現在的電控差速鎖（例如氣動、電磁等控制方式）_使用越來越便利.這類帶有鎖止機構的差速器被稱之為“強制鎖止差速器”.

        但是強制鎖止差速器只是“防滑差速器”家族當中的一個門派_它並不完美_因為不論它的控制機構怎麼進化_終歸還是需要人為的鎖止和打開.相比較而言_隸屬於“自鎖式”差速器陣營中的各類機械和電子式的限（防）滑差速器在靈活性上較“差速鎖”更加優異_它們依靠摩擦片結構、凸輪滑塊結構或蝸輪蝸桿結構來達到較高的鎖緊系數_甚至還有自鎖的功能_可以不需要人為控制_利用自身結構合理分配轉矩.

       這類差速器通常擁有超過0.5的鎖緊系數_一方面能夠在正常行駛和轉向時起到差速作用_另一方面高鎖緊系數意味著_當轉向、一側車輪打滑、或者四驅車上一邊驅動橋打滑時_較高的鎖緊系數會使得轉速低的一側驅動轉矩增大.比如在全時四驅車上_裝備自鎖式中央差速器的車型_在轉向時後驅動橋就能夠得到更多的轉矩（因為後橋轉向半徑小於前橋）_呈現傾向於後驅車的駕駛特性.

        而我們常常說到的托森差速器（商標權屬於日本JTEKT–豐田旗下企業_目前奧迪、豐田等品牌都在使用托森差速器_同時托森不僅作為中央差速器_也有用來做輪間差速器的）_依靠蝸輪蝸桿傳動的不可逆原理_能夠在內部差動轉矩較小時起差速作用_而在內部差動轉矩較大時_實現自鎖_使動力直接傳遞_不再起差速作用_更好的提升通過性_這正是所謂的“扭力感應式限滑差速器”叫法的由來.


        另外_現在越來越主流的電控多片離合器結構的中央差速器通過電-液或電磁控制摩擦片的接合程度_配合傳感器判斷車輛行駛狀態_能夠實現主動分配轉矩_提升可控性和通過性能_較傳統的摩擦片式自鎖差速器或粘性耦合器結構更加先進_市面上大多數前橫置發動機布局的SUV使用的都是這類四驅系統（供應商主要有GKN、博格華納、瀚德等）.
好了_說完了差速器_差速鎖_限滑差速器_再來說說所謂的“電子差速鎖”_它的中文名稱看起來只和“電控差速鎖”相差一字_但二者概念卻有天壤之別.
    電控差速鎖前面已經講過_通常只出現在全時四驅車（用來鎖止中央差速器或驅動橋輪間差速器）或者分時四驅車上（用來鎖止輪間差速器）_而毫無理由出現在一輛前橫置發動機的前驅轎車或前驅城市SUV上_如果有人指著這樣的汽車_跟你開始說“這車裝備了可以鎖止差速器的電控差速鎖”之類的話時_你可以99.98%的不相信_然後抱著那0.02%的疑問向他咨詢一下：“您這車_火星來的？”
        而那些把“電子差速鎖”和“電子限滑差速器”混為一談的人_就更加值得我們欽佩了.因為所謂的“電子差速鎖”_不論它有多少種英文縮寫（EDL、EDS、XDS等等）_它的實質都不會變_它和之前我們提到的各種差速器、差速鎖最大的差別就是_“電子差速鎖”並沒有一個客觀存在的實體_用通俗的話說_“電子差速鎖真不是東西！”它只是一項ABS/ESP系統的擴展功能而已.
        換言之_即使你把汽車完全拆散_也絕對找不到一套叫做“電子差速鎖（EDL、EDS或XDS）”的裝置.那麼_這個東西到底有什麼用呢？

        我們以前驅車轉彎時的情況為例：在轉彎時_由於慣性作用_車輛重心外移_地面與內側前輪的摩擦力小於外側_所以內側車輪更容易打滑_一旦車輪發生打滑_此時由於差速器的平均分配轉矩特性_能夠施加的有效轉矩便只能達到打滑車輪滑動摩擦力的力矩水平_因此有附著力的外前輪得不到足夠的驅動力矩_所以車輛將會出現嚴重的轉向不足（俗稱推頭）_車頭外甩無法轉向_失去方向控制.

        而電子差速鎖_會利用輪速傳感器的信息及車輛其他傳感器信息對車輪的工作狀態和車輛行駛狀態 作出判斷_當監測到內側車輪將發生打滑或已經打滑時_制動系統能夠對內側前輪的車輪實施制動_這相當於提高了打滑車輪這一側的附著系數_使傳遞到輪端的有效扭矩提升_只要這個通過制動帶來的“附著系數”比外側有附著力車輪的附著系數高_差速器就能夠傳遞足夠的驅動轉矩驅動外側車輪轉動_使車輛保持方向的可控性.好了_這就是“電子差速鎖”_和前面我們提到的各種“鎖”以及“限滑”差速器都沒有任何關系.