車輛差速器的類型及其特點

關鍵字：差速器介紹

1、開式差速器

切諾基的開式差速器的結構，是典型的行星齒輪組結構，只不過太陽輪和外齒圈的齒數是一樣的。在這套行星齒輪組裡，主動輪是行星架，被動輪是兩個太陽輪。通過行星齒輪組的傳動特性我們知道，如果行星架作為主動軸，兩個太陽輪的轉速和轉動方向是不確定的，甚至兩個太陽輪的轉動方向是相反的。汽車維修者之家

車輛直行狀態下，這種差速器的特性就是，給兩個半軸傳遞的扭矩相同。在一個驅動輪懸空情況下，如果傳動軸是勻速轉動，有附著力的驅動輪是沒有驅動力的，如果傳動軸是加速轉動，有附著力的驅動輪的驅動力等於懸空車輪的角加速度和轉動慣量的乘積。

車輛轉彎輪胎不打滑的狀態下，差速器連接的兩個半軸的扭矩方向是相反的，給車輛提供向前驅動力的，只有內側的車輪，行星架和內側的太陽輪之間由等速傳動變成了減速傳動，駕駛感覺就是彎道加速比直道加速更有力。

開式差速器的優點就是在鋪裝路面上轉行行駛的效果最好。缺點就是在一個驅動輪喪失附著力的情況下，另外一個也沒有驅動力，開式差速器的適用范圍是所有鋪裝路面行駛的車輛，前橋驅動和後橋驅動都可以安裝。

2、限滑差速器

限滑差速器用於部分彌補開式差速器在越野路面的傳動缺陷，它是在開式差速器的機構上加以改進，在差速器殼的邊齒輪之間增加摩擦片，對應於行星齒輪組來講，就是在行星架和太陽輪之間增加了摩擦片，增加太陽輪與行星架自由轉動的阻力力矩。

限滑差速器提供的附加扭矩，與摩擦片傳遞的動力和兩驅動輪的轉速差有關。在開式差速器結構上改進產生的LSD，不能做到100％的限滑，因為限滑系數越高，車輛的轉向特性越差。

LSD具備開式差速器的傳動特性和機械結構。優點就是提供一定的限滑力矩，缺點是轉向特性變差，摩擦片壽命有限。LSD的適用范圍是鋪裝路面和輕度越野路面。通常用於後驅車。前驅車一般不裝，因為LSD會干涉轉向，限滑系數越大，轉向越困難。

3、鎖止式差速器（機械鎖止、電動鎖止、氣動鎖止）

為了保證車輛在復雜的越野路況下的行駛性能，通過一定的機械結構把差速器鎖死，實現兩個半軸的同步轉動。通過行星齒輪組分析，就是把行星齒輪組的變速機構鎖死，保證行星架和太陽輪之間，以及兩個太陽輪之間的傳動比都是1：1。可以把太陽輪和行星架鎖止，可以把行星架和行星齒輪鎖死，還可以把兩個太陽輪鎖死。

鎖止式差速器，在沒有鎖止的時候，其傳動特性與開式差速器完全相同，在鎖止的情況下，傳動比被固定為1：1。這種差速器的優點不言而喻，在越野路面提供了最大的驅動力，缺點是在差速器鎖止的情況下，車輛轉向極其困難；存在單車輪承受發動機100％的扭矩的可能，半軸會因為扭矩過大而變形或折斷；車輛在轉向的過程中，兩半軸承受相反的扭矩，如果兩側輪胎的附著力都很大，會扭斷半軸。另外這種差速器，在車輛行駛過程中執行鎖止動作會產生比較大的噪音。

鎖止式差速器具備開式差速器的所有結構和特性，在未鎖止的情況下，應用范圍與開式差速器相同；在鎖止的情況下，只適合於低速行駛在非鋪裝路面，不能在鋪裝路面上行駛，否則會導致車輛損壞和轉向失控。這類差速器以ARB的氣動鎖止產品和Eaton的電動鎖止產品為代表。

4、電子差速器鎖

電子差速器鎖與上述的幾種相比，沒有改變開式差速器的結構和特性，而是利用ABS或EBD系統來執行單側制動打滑的車輪的動作，限制兩驅動輪的轉速差，保證兩個驅動輪都有動力。

優點：安全性好，不會損壞車輛。缺點：需要ABS和EBD系統，造價昂貴；在嚴酷的越野環境下，電子產品的可靠性不如機械產品；單側車輪的驅動力，不如鎖止式差速器的大。這類差速器鎖，由於成本原因，一般只應用於高檔轎車和高檔的SUV。

5、自動機械鎖止差速器

這類差速器的基本結構和機械鎖止式差速器相同，不同的是，機械鎖止差速器的鎖止和解鎖，完全由駕駛員人工控制；自動機械鎖止式差速器則是根據路況自行鎖止和解鎖。它的鎖止檢測機構很精巧，檢測量有兩個，一個是差速器邊齒輪和差速器殼子之間的轉速差，另外一個就是差速器殼的轉速。

鎖止條件：差速器殼體轉速不超過設定值（也就是車速低於設定值），變齒輪與差速器殼的轉速差超過設定值（左右車輪的轉速差太大），如果兩個條件都符合，就會觸發差速器的鎖止，正常行駛中的轉向不會引起它的鎖止。整個鎖止過程，車輪空轉的角度差不超過360度。

解鎖條件：差速器殼轉速超過設定值（車速超過設定值），左右半軸的扭矩方向相反（車輛開式轉向），滿足兩者中的任何一個，就會立即解鎖。

優點：公路行駛特性與開式差速器完全相同。越野路面，與鎖止式差速器特性完全相同，不會因為轉向而扭斷半軸，其鎖止和解鎖過程完全是自動的，不需要人為干預。可靠性非常高。

缺點：鎖止噪音比較大，結構比機械鎖止差速器復雜，每一種差速器只能適用於一種車型，不具有通用性。

適用性：可以直接替換開式差速器，前驅後驅都可以用，沒有適用性方面的限制。

以Eaton公司的產品為代表的自動機械鎖止差速器是最適合越野車適用的差速器，遺憾的是，沒有能直接給小切用的產品。

6、PowerTraxNoSlip

我不確定它到底屬於哪一類。叫的比較多的，是“無滑動動力牽引”。如果從功能上看，也可以叫“自動解鎖差速器”。叫什麼名字都無所謂，反正都是同一個產品。
PowerTraxNoSlip的工作原理和鎖止差速器恰恰相反，這個產品設計的非常巧妙。鎖止差速器工作的時候，是執行鎖止操作；而PowerTraxNoSlip工作的時候，執行的是單邊解鎖操作。

PowerTraxNoSlip在車輛直行的時候，左右半軸通過齒輪與小齒輪軸同步轉動，工作在鎖止狀態。當兩驅動輪存在轉動角度差的時候（車輛轉向或者一個輪子打滑），PowerTraxNoSlip會通過它的機械機構，將一個輪子的離合器分離，取消它的動力輸出。兩個輪子轉動角度相同的時候，離合器再結合。完成一次分離並重新結合的操作，兩個車輪的角度差不小於18度。加油門的時候，分離的是轉的稍快的車輪，收油門發動機制動的時候，分離的是轉的稍慢的車輪。如果用於前橋驅動，車輛的轉向系統會隨著加減油門有失控的傾向。在附著力高的路面（土路或柏油路），如果兩個驅動輪因為驅動力過大而同時打滑，則每一個車輪轉動一周，與其相聯的PowerTraxNoSlip離合器都會分離結合2到10次，兩個車輪交替的獲得分動箱輸出的100％扭矩，驅動輪的動力輸出狀態不是連續的，而是脈動的，地面的附著力越大，兩個驅動輪打滑轉速越高，PowerTraxNoSlip離合器結合時的沖擊力就會越大。為了承受這種高頻的大扭矩沖擊，制造PowerTraxNoSlip的材料強度必須特別耐沖擊，所以使用的時钛合金。但原車半軸設計沒有考慮這種沖擊扭矩，往往承受不了。

優點：通用性好，安裝簡便，沒有鎖止式差速器的鎖止噪音，在鋪裝路面上不會因為轉向而扭斷半軸。

缺點：不能用於全時四驅的前橋；在附著力比較高的平坦路面，提供的牽引力小於鎖止式差速器；在高附著力路面，兩個驅動輪同時打滑，對半軸的沖擊力非常大，容易扭斷半軸；安裝PowerTraxNoSlip會導致自動檔車換檔沖擊變大。

適用性：適合後橋驅動輕度越野和低附著力路面。不適合高附著力路面和大動力輸出的場合的使用，不適合在前橋內安裝（即使是4驅的切諾基，很容易斷前半軸）。汽車維修者之家