聊一聊差速器——特殊差速器有哪些创新与发展？

差速器作为汽车传动系统的关键部件，经历了从简单平均分配到复杂精准控制的演变。从最初的两自由度设计到现代LSD限滑差速器，如托森差速器、本田SH-AWD等，工程师们不断探索新结构，以实现车轮转速的精确控制，防止车轮空转。同时，四驱系统的发展也催生了中央差速器的创新，如奥迪的托森中央差速器和宝马的分动箱。这些技术不仅提升了车辆的操控性和通过性，也为汽车设计提供了新的思路。

最早的差速器，无论是轮间差速器，还是轴间差速器，都是两自由度的传动机构(装置)，特点是能平均分配功率，缺点是无法控制两个输出运动件的目标运动规律。

而现实中，很多工况下，需要精确控制两个输出运动件(左右车轮或者前后车桥)的转速，以确保功率能按需分配给对应的车轮。这时候，工程师就开始脑洞大开，尝试各种方式实现可是避免车轮空转的差速器系统，包括轮间差速和轴间差速。

从开始的手动完全锁死差速器，造成翻车等事故出现，工程师发现，差速器不能完全锁死，否则后果很严重。后来通过手动锁止离合器的方式，造成扭矩限制式锁止差速器，确保发动机的一部分功率传递到驱动车轮上，富余的功率允许失去抓地力的车轮滑转。介于当时的离合器水平，这个思路无法满足可靠性，毕竟恒扭矩传动的离合器，需要控制半离合的磨损量，在当时的离合器摩擦材料不够健全，石棉材料为主要耐高温材料的时期，磨损量完全无法保证。同时，手动控制增加了驾驶员操作动作，为了确保差速器既能差速，又能非完全自锁，还不需要驾驶员操作，各种类型的LSD就开始如雨后春笋。

托森差速器

其实托森差速器之前，还有一种利用蜗轮蜗杆结构设计的差速器，其结构比托森差速器复杂，包络尺寸更大(在机械设计手册上还可以找到结构图)，而托森很可能不是这套差速器的原设计师，而是第一个加工出来这种结构的工程师，正如人字形齿轮并非安德烈雪铁龙设计，而是他加工的。

托森差速器的特点，利用涡轮蜗杆结构，蜗杆传递给涡轮而涡轮无法传递到蜗杆的单向传动特点，巧妙的实现一个半自由度的差速器。实际测量的几个简单参数：蜗轮9个齿，蜗杆13个齿，27.5°的压力角以及蜗轮43°、蜗杆47°螺旋角，实现了自锁系数K=3.5。性能特点，悬空的空转轮与完全附着地面的驱动车轮，转速比为6:1(这个是目测非实际测试，当时条件有限)。

新一代大切上的多片摩擦差速限滑装置

而其他形式的LSD，比较有代表性的，如上图的jeep常见的，限滑差速器，采用多片自动控制离合器，当然，这个最大的优势，就是世界两大离合器式LSD公司之一的博格华纳，拥有世界最厉害的纸基摩擦片设计、生产能力。

本田的SH-AWD

本田的SH-AWD，是博格华纳的又一力作，从前桥取力后，将后轮的两轮驱动功率精确分配。当然，结构非常复杂，既有行星齿轮，又有电磁控制的纸基多片湿式离合器，还有我们无法想象的单向离合器。可以这么说，离合器式LSD(限滑差速器)的顶级结构，就是本田的这套SH-AWD。

当然，基于前置前驱，横置动力总成的四驱系统，一般是没有中央差速器的，而纵置式动力总成，大多采用中央分动箱或者差速器形式布置，如奥迪的托森中央差速器，和宝马的分动箱等。

当然，还有一种中央差速的非差速器结构——粘滞离合器！因为它不属于差速器，这里就不详细介绍，有兴趣的朋友可以留言，在互动中详细介绍。

在这里，简单介绍下，前驱、后驱和四驱的驾驶特点：前驱，一般在发动机驱动中转向，转弯半径趋于增大，造成转向不足(外飘)；而发动机制动状态下转向，转弯半径趋于减小，造成转向过度。而后驱，在发动机驱动和制动状态下，转弯半径只会趋于增大或者明显增大。四驱，就比较尴尬了，首先，转向中，前轮作为制动而存在，后轮作为驱动而存在，当中央差速器设计不够合理，以及车辆重心调整不合理，驾驶员操作不当，都会造成转向失控。所以，奉劝各位开常时四驱的司机朋友，在高速转弯的时候，松油门踏板是比较理智的驾驶，ESP可以辅助稳定车身，但不代表它能完全稳定车身。

本来是想介绍伍德荣教授的一套机械式防滑差速器(LSD)，只是无法寻找到他的设计原图。而下图，是一位高级工程师(周殿玺)的力作，将托森差速器与三组开放式差速器设计成一个整体，实现4X4的驱动差速器总成。

四驱集成式差速器总成

这套差速器最大的特色就是紧凑，四套差速器同时在一套壳体里，实现四轮差速同时又四轮互锁，避免失去抓地力的车轮空转后整车失去驱动能力，导致整车失去通过能力。输入轴将功率从最外圈的壳体，分配到左右两套开放式差速器以及中间托森差速器上，而左右两套差速器的内侧齿轮又被托森限制部分自由度，所以四个输出齿轮可以互相限制自由度。

这套差速器的最大特点：功率分流后汇流再分流，并没有造成封闭功率流而导致零部件运行中不正常损坏或者整个机构效率偏低的现象，不得不说，是个走心的设计，老工程师为这个设计花费了不少心思。

其实，差速器不仅仅是用在轮间或者轴间的，还有可以用在不同动力源之间的功率汇流、分流的，比如：普锐斯的混动结构。通过分析差速器、行星齿轮，可以重新寻找混动的功率分流、汇流设计方案，或者纯电动的传动方案。

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