前言
上一篇我们讲了限滑差速器 LSD 是什么、比普通开放式差速器强在哪,
今天挖掘一下行业主流的技术路线是什么,
拆解LSD 结构、主要的工作逻辑、适用车型,同时整理一下主流的配套厂商。
另外,限滑差速器并不是新技术,在燃油车时代就已经有大量应用,
那么比较有意思问题就是在电动车上,这个技术该如何发挥作用?
Audi Quattro 驱动系统
提到限滑差速器,绕不开的一定是Audi的Quattro。
还有奥迪那句在车迷中广为流传的金句:“你只管踩油门,剩下的交给Quattro”。
这句话的隐含意思就是Quattro系统具备强大的牵引力与稳定性,让驾驶者可以毫无后顾之忧地享受驾驶乐趣。
提到Audi的Quattro,自然而然就提到了Torson 托森差速器,这个纯机械式的,但是能够完美实现正常路面差速,异常路面就限滑的精巧结构。
今天我们就先讲Audi的Quattro,再讲一下Torson托森差速器。
主要结构:
Audi Quattro驱动系统是一个四驱系统,动力经发动机和变速器后,经中央差速器分配给前轴和后轴,前轴有一个前差速器,后轴还有一个后差速器。
中央差速器:用来将动力分配给前轴和后轴,实现四轮驱动
前差速器:用来协调前左右车轮的差速和动力分配
后差速器:用来协调后左右车轮的车速和动力分配

图:整车传动系统结构
这款中央差速器应用了蜗轮蜗杆型托森差速器,
从剖视图可以看出,变速器将动力传递给中央差速器的差壳,经差速器内的蜗轮蜗杆结构,分别传递给前轴和后轴,前轴是嵌套在中间空心的输入轴内。后轴直接通过法兰连接到后桥。

图:中央差速器剖视图(托森A型)
那为什么中央差速器要使用限滑差速器呢?中央差速器的使用工况可以分为四种:
A正常路面行驶:
前轴和后轴的扭矩和转速分配是:50:50。中央差速器就是普通的差速器。

图:正常路面行驶
B 前轮在冰雪路面,后轮在正常路面:
如果中央差速器是普通差速器,不带限滑功能,那么就会如前一篇文章所介绍,动力就会哪里阻力小,就往那边走,结果前轮疯狂转,后轮一点不会动。
Audi Quattro中央限滑差速器这种情况起到作用,实现扭矩分配,最大转移比例可以达到前轴25%;后轴 75%

图:前轮冰雪路面行驶
C 前轮正常路面,后轮在冰雪路面
和情况B正常相反,
最大转移比例可以达到前轴75%; 后轴 25%

图:后轮冰雪路面行驶
D 正常路面的转弯工况
基础功能:允许前后轴产生转速差
车辆转弯时:前轮转弯行驶路径更长,前轮平均转速>后轮;
若无中央差速锁止机构,硬连接传动轴会产生传动干涉、拖拽、转向沉重、轮胎磨损。中央差速器可以完全释放前后轴转速差,让四轮按各自行驶距离自由转动,保证转向轻盈、无拖拽感。
辅助功能:轻微动态扭矩平衡,抑制转向推头 / 甩尾
铺装路面转弯由于离心力的作用会产生载荷转移:
- 转向离心力使车身侧倾,外侧车轮负载上升、内侧车轮负载下降;
- 加速过弯:重心后移,后轮负载变大、抓地力提升;减速过弯:重心前移,前轮负载升高。
当前后轴轮胎抓地力不同时,就会有扭矩差,中央限滑差速器就会自动向抓地力更强、负载更大的车轴输送更多动力,小幅平衡前后轴驱动力,提升弯道行驶稳定和操控性。

图:正常铺装路面转弯工况
中央差速器可以使用使用限滑差速器来平衡前后轴的转速和扭矩,
当然同时也可以将某一轴的差速器更改为限滑差速器,来增强左右车轮的限滑能力。