前言

前边我们介绍了Audi Quattro采用的中央限滑差速器是Torson托森差速器，

并且介绍了Torson托森差速器的基本结构。

这一篇我们研究一下这款差速器的基本原理，以及为什么纯机械的结构就能实现扭矩感应和限滑。

托森A型差速器的核心原理是涡轮蜗杆的自锁，无传感器、无液压、无电控，完全依靠齿轮啮合自锁实现限滑。

图：托森差速器A型结构

涡轮蜗杆的啮合关系

托森A型差速器的核心原理是涡轮蜗杆的自锁，无传感器、无液压、无电控，完全依靠齿轮啮合自锁实现限滑。

经过特殊设计的涡轮蜗杆结构可以做到自锁：

• 蜗杆转动可以带动蜗轮旋转；
• 但反过来，蜗轮转动却无法驱动蜗杆转动。

通过图片也可以直观看出来，转动蜗杆，涡轮可以轻松的转起来。

但是，如果转动涡轮，那蜗杆可就没那么容易转动起来。

图：涡轮蜗杆结构示意图

能不能自锁是受多种因素影响，具体来说，主要是受

1 法向齿形角，

2 分度圆柱导程角，

3 与涡轮蜗杆之间的摩擦系数三个参数影响。

其中摩擦系数又受润滑状况和表面粗糙度影响。

后续如果大家有兴趣，我可以再整理一篇涡轮蜗杆自锁的内容。可以评论区留言。

托森差速器基本原理

为了便于理解，找到了一些动图和视频（文末注明出处）。托森差速器的结构如图所示

图 托森差速器结构

基于蜗轮蜗杆原理解释的托森差速器限滑原理如下：

当车辆直线行驶的工况：

左右侧车轮没有转速差，差速器壳转动，带动两个行星齿轮转动，此时两个行星齿轮不自转，之间也没有相对转动，于是两侧的输出半轴被带动并以同一个速度旋转。

当一侧齿轮打滑，一侧齿轮仍有附着力：

而当一侧车轴遇到较大的阻力或另一侧车轴打滑空转的时候，例如下边动图中，左侧齿轮有较大附着力（手给的力），另一侧车轮是完全空转，零附着力。

此时受阻侧一开始（左侧）静止不动，而差速器壳还在旋转，于是带动这一侧行星齿轮沿着此侧输出半轴转动，左侧的行星齿轮转动的同时，通过行星齿轮端部的直齿轮啮合，又带动右侧行星齿轮的旋转，但是右侧行星齿轮与右侧的输出半轴有自锁的效果，行星齿轮无法带动半轴齿轮旋转（自锁）。

所以左侧的行星齿轮转动并不能带动右侧的输出半轴转动，迫使左侧行星齿轮停止转动，同时也使得左侧的行星齿轮只能随着差速器壳的转动带动左侧半轴进行旋转，即将扭矩分配给了受阻侧（左侧）的车轴，车辆得以脱困。

当车辆正常行驶转弯的工况：

当车辆正常转向时，因为车身宽度导致两侧车轮出现转速差，而由于此时两侧半轴侧齿轮都存在扭矩输入（附着力），

所以两侧的半轴齿轮都可以驱动与壳体相连的行星齿轮，

相互啮合的行星齿轮可以自由旋转不阻碍两侧半轴的差速运动，

因此可以使托森差速器在有良好附着力的路面上转向时实现差速，而不会像完全锁止的差速器那样禁止差速。

和开放式伞齿差速器对比

正常直线行驶的情况

差速器壳体带动伞齿行星齿轮，伞齿行星齿轮带动半轴齿轮转动，伞齿行星齿轮没有转动，因为左右半轴齿轮转速相同，没有差速。

当一侧齿轮打滑，一侧齿轮仍有附着力

此时，有附着力（手给的力）的齿轮的完全静止，行星轮自转非常顺畅，没有受到任何的阻力，所有的动力都分配给了打滑的车轮，所以打滑的车轮只能空转。

这就是传统伞齿差速器在单侧车轮陷入泥坑的时候无法脱困的原因。

关于托森差速器最重要的一个点

长得像蜗杆的行星轮其实是涡轮，而半轴齿轮其实是蜗杆。只有这样，才能确保行星齿轮的自转不能驱动半轴齿轮，从而实现锁止；但是半轴齿轮的转动却能驱动行星齿轮自转，从而实现差速

结语：

优点：

托森式限滑差速器是一种全自动纯机械式的限滑差速器，非常可靠耐用，并且反应迅速，从某些角度来说，是一种非常均衡的设计。

其能够在非常短的时间里对驱动轮之间产生的扭矩差提供响应，调整扭矩输出以解决轮差的问题，而且锁止特性也非常线性，并且能够在一个相对广泛的扭矩范围内进行调节。

缺点：

但是托森式限滑差速器相对复杂，重量大，造价也相对昂贵一些。