前言

上一篇我们讲了Audi Quattro采用的中央限滑差速器是Torson 托森差速器，

并且介绍了为什么中央差速器要使用限滑的方案。

这篇介绍一下Torson差速器的基本结构，以及为什么纯机械的结构就能实现扭矩感应和限滑。

托森差速器，英文是Torque sensing differential，取了前两个英文单词的中文音译，意思是扭矩感应式差速器。

从名字就可以看出来，这个差速器比较厉害的地方是：它可以感应。

虽然是全机械式的差速器，但是却可以自动感应左右轮端的扭矩情况，自动实现限滑，这正是这款差速器的精髓所在。

一 托森差速器的基本结构

Audi Quattro采用的中央限滑差速器的形式是托森差速器（A型），随着发展，还有B型和C型。不过原理相近，今天主要以托森A型做个介绍。

图：托森差速器A型结构

动力传递和啮合关系：

• 不差速时：差速器壳体→ 行星齿轮→ 前轴/后轴半轴齿轮
• 差速时：前轴半轴齿轮→前轴行星齿轮→前轴端部直齿轮→ 后轴端部直齿轮→后轴行星齿轮→后轴半轴齿轮

注意：两个行星齿轮之间并不啮合，而是通过端部的直齿轮啮合。

图 差速时差速器的动力传递路径

为了便于理解托森差速器的结构，我们拿传统开放式差速器，以及直齿差速器和它做个类比，方便理解。

类比传统开放式伞齿差速器

差速器的基本原理是

左右半轴齿轮不能刚性固连，固连就不能差速了，而是要通过一个中间机构给它一个相对转动的自由度。

伞齿差速器的中间机构就是这个伞齿行星轮，伞齿行星轮分别和左右半轴轮啮合。假定差速器的转速是0静止，那么想象一下，转动右半轴轮，就会拨动行星轮，行星轮就又会拨动左半轴齿轮。这样就实现了差速。左右半轴齿轮和差速器壳体的转速符合公式

$$n_{left\ side\ gear}+n_{right\ side\ gear}=2\times n_{diff\ cage}$$

类比关系：

托森 – 前轴半轴齿轮  → 传统差速器–左半轴齿轮

托森 – 后轴半轴齿轮  → 传统差速器–右半轴齿轮

托森 – 前/后行星齿轮+端部直齿轮  → 传统差速器–伞齿行星轮

图 传统开放式伞齿差速器

类比直齿差速器：

宽行星轮与窄行星轮的配合是实现差速的关键：

车辆直线行驶时：左右半轴转速一致，宽、窄行星轮仅随行星架公转，不发生自转；

当车辆左右轮出现转速差时：宽、窄行星轮会相应自转，通过齿轮啮合的转速补偿，协调左右半轴太阳轮的转速差异，避免车轮滑动。

其啮合过程为：右半轴轮→ 宽行星轮 → 窄行星轮 → 小太阳轮。

直齿差速器的精髓和关键是：宽行星轮既和右半轴轮啮合，同时也和窄行星轮啮合。

图：直齿差速器剖视

类比关系：

托森 – 前轴半轴齿轮  → 直齿差速器–左半轴齿轮

托森 – 后轴半轴齿轮  → 直齿差速器–右半轴齿轮

托森 – 前行星齿轮+端部直齿轮  → 直齿差速器–宽行星轮

托森 – 前行星齿轮+端部直齿轮  → 直齿差速器–窄行星轮

结语：

通过类比，不难发现，不管什么方案，都主要是在左右半轴轮中间的传递机构上做文章：

• 传统伞齿差速器，最精简，就一个伞齿轮和左右半轴轮同时啮合，最直接。
• 直齿差速器：两个相互啮合的直齿轮，实现传递
• 托森差速器：两个相互啮合的涡轮/蜗杆，或者螺旋齿轮 外加 端部的直齿轮实现啮合。

真是各有乾坤！！