差速器作用及分類解析

何謂差速器？差速器相當於乙個扭矩分配器，將輸入扭矩一分為二，傳遞給左右兩個驅動半軸，並允許兩個半軸以不同速率旋轉。

為何需要差速器？車輛轉彎時，內側車輪走的弧線會比外側短。為彌補差距，我們就希望內側輪子轉得慢些，外側轉得快些。

差速器有何作用？差速器能使同一驅動橋的兩個車輪，以不同的速率旋轉(即允許其產生轉速差)。

兩驅車只有驅動橋需要安裝差速器，因為非驅動橋上的兩車輪並未相連，所以沒有必要安裝差速器。而對於四輪驅動和全輪驅動車輛來說，由於前後軸均為驅動橋，必須分別在兩個前輪和兩個後輪之間安裝輪間差速器。

四驅全時接通的全輪驅動車輛，為了能使前後軸出現轉速差，驅動系統在前後軸間還需要再加裝軸間差速器。

分類詳解1：開放式差速器

開放式差速器最為常用，其能向左右兩驅動半軸分配同等大小的扭矩。車輛直線行駛時，左右車輪受力相等，兩半軸齒輪不存在轉速差，所以行星齒輪不發生自轉，主減速器從動齒圈相當於直接驅動兩半軸齒輪。半軸齒輪通過驅動半軸與車輪相連，因此實質上經過一系列動力傳遞過程後，車輪得到了和主減速器從動齒圈相同的轉速。

車輛轉彎時，外側車輪希望能夠獲得比內側車輪更高的轉速，此時行星齒輪介入，在維持扭矩傳遞的同時允許兩半軸齒輪出現輕微的轉速差。

開放式差速器構成

開放式差速器的缺點：如果一側的半軸齒輪相對另一側靜止不動，那麼輸入差速器的所有動力都將被分配給阻力較小的車輪上。這就是為何當車子一側車輪在冰面上，另一側在附著力良好的路面上時大腳加油，冰面一側的車輪拼命打滑，而附著力良好的路面上的車輪卻紋絲不動的原因。

此時車輛根本動彈不得，因為引擎所有的動力都被輸送到了阻力最小的——即處在冰面上的那個車輪上。

如果是一輛前後軸都使用開放式差速器的四輪驅動車輛，在越野時遇到單個前輪或後輪離地的狀況，是沒有脫困可能的。差速器會賣力的驅動懸空車輪空轉，而留在路面上的車輪則不會得到任何驅動力。

分類詳解2：限滑差速器

限滑差速器正是為克服開放式差速器的窘境而生的。限滑差速器仍然保留了開放式差速器的所有部件，但額外增加了兩個關鍵部分。一是彈簧壓盤，即布置於行星齒輪架兩半軸齒輪間的一對彈簧和壓盤元件。

彈簧壓盤推動半軸齒輪向外運動。

限滑差速器構成

增加的第二部分在離合器元件。半軸齒輪背面塗有摩擦材料，在和行星齒輪架內側的離合器片擠壓接觸後能夠產生摩擦力。這種結構意味著離合器一直迫切渴望工作，試圖讓兩半軸齒輪的速率和主減速器從動齒圈及行星齒輪架保持一致，如同普通差速器直線行駛時一樣。

過彎時，裝有限滑差速器的車子將產生足夠的力讓半軸齒輪和離合器摩擦材料之間產生相對滑動。如此一來，左右兩驅動半軸便可產生轉速差。彈簧元件的硬度和離合器元件的摩擦係數，共同決定了分離離合器所需的扭矩大小。

限滑差速器的優點：同樣是一側車輪在冰面上，另一側在附著力良好的路面上的情況下，安裝限滑差速器後，在彈簧和離合器元件的作用下，即便乙個車輪在冰面上，差速器都會竭力同步兩半軸齒輪轉速。此時只需在低轉速下保持一定的油門開度，處在附著力良好路面一側的車輪便能得到足夠的扭矩驅動車輛前進。

分類詳解3：託森差速器

託森差速器是開放式差速器的乙個衍生形式。當分配給左右兩車輪的扭矩相等時，託森差速器和普通的開放式差速器無異。當分配給左右兩車輪的扭矩不等時，二者間的差別就會顯現出來。

比如說當乙個車輪處在低附著力的路面上時，差速器內的蝸輪蝸桿機構便會發生自鎖。

託森差速器是乙個無需離合器、液壓系統、執行機構或感測器的全機械裝置。託森差速器的蝸輪不但與半軸上的蝸桿相嚙合，蝸輪兩端還額外通過常規直齒輪彼此嚙合。此連線特性使託森差速器在扭矩均勻時能夠和普通開放式差速器一樣工作；一旦扭矩分配不均，便可立刻產生扭矩感應作用。

擁有固定扭矩分配比的蝸輪蝸桿機構決定扭矩的分配率，齒輪機構發生自鎖時能分配左右動力輸出。比如乙個扭矩分配比為3:1的託森差速器能夠將扭矩放大3倍傳遞給驅動橋上抓地力更大的那個驅動輪。

但其缺點在於，若某一驅動輪突然失去牽引力，另乙個車輪也將徹底失去牽引力。

仍然以3:1的這個示例為例，乙個車輪最大可獲得另乙個車輪3倍的扭矩。如果乙個車輪沒有牽引力，那麼3乘0等於0，另一邊也不會得到任何扭矩。

託森差速器通常是高效能全輪驅動車輛前後軸之間**差速器的首選，其功用不是分配左右半軸的扭矩，而是負責前後軸之間的扭矩分配。

4、鎖止式差速器

鎖止式差速器是開放式差速器的另乙個衍生形式，通過電子、氣動或液壓執行機構將兩半軸齒輪鎖止為一體，這樣驅動橋就相當於一根實心軸。這種裝置在越野賽中比較常見，因為越野時難免會遇到單輪離地的狀況。差速器鎖止後相當於一根實心軸，左右兩車輪將保持相同轉速前進。