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差速鎖究竟有多神?SUV 和越野之間就差 TA 了,越野發燒友必備!

由 公松臣 發佈於 綜合

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" 三把鎖 " 是我們在討論越野車的時候經常會提到的名詞,眾所周知,汽車前後兩條軸都有差速器,在差速器的作用下,兩側車輪能以不同的轉速旋轉,從而實現更好的循跡性。理論上來説,差速器是汽車技術進步的一個標誌,在大多數情況下,差速器對於駕控是有增益的。

然而,在某些特定的情況下,差速器會成為一個阻礙,譬如某一側的驅動輪處於無附着力狀態時(俗稱打滑),車輛就會將全部動力都分配給這個無附着力的車輪,而另外一側有附着力的驅動輪反而不能輸出扭矩。如此一來,車輛就被困住。所以簡單來説,差速鎖的作用就是把差速器 " 鎖住 ",從而幫助車輛脱困。

在實際應用中,差速鎖其實也會有不同的分類,它們的鎖止能力、運行的邏輯都會有所不同。今天大咖就跟大家聊聊不同類型的差速鎖。

強制鎖止式差速鎖

這可以説是最基礎的差速鎖類型,其原理是在普通的對稱式錐齒輪差速器上設置差速鎖,讓差速器實現硬連接。硬連接的好處是轉矩分配比率較高,不用擔心差速鎖過熱的問題,譬如有三個車輪打滑了,那麼唯一一個有附着力的車輪可以被分配到 25% 的扭矩。

但這個類型的差速鎖也存在一些缺點,當需要切換差速鎖狀態的時候,需要停車操作,另外這類差速鎖的轉矩分配是不可變的。所以現在新款的越野車上面已經很少會裝備這類型的差速鎖。
高摩擦自鎖式差速鎖

高摩擦自鎖式差速鎖主要分為摩擦片式和滑塊凸輪式兩種結構。整體來看,這類型差速鎖可以由車輛自主進行鎖止和解鎖,在使用體驗上比傳統的強制鎖止式差速鎖要更加方便,能夠在一定範圍內分配左右兩側車輪的輸出轉矩,所以應用得比傳統的強制鎖止式差速鎖更為廣泛。

摩擦片式的差速鎖結構簡單,因為摩擦片之間不是硬性鏈接,所以在鎖止狀態下行駛也更為平穩。但由於摩擦片在工作時可能存在過熱、滑磨等問題,這類型的差速鎖能承受的轉矩很有限,不能應付太高強度的越野脱困。多片離合式限滑差速器也屬於這一類型,在轎車和城市 SUV 上是最常見的。

滑塊凸輪式差速鎖雖然也以摩擦的方式來實現鎖止,但滑塊和凸輪之間的摩擦力較大,所以這類型的差速鎖可以承受更高強度的脱困。但這類型的差速鎖結構較為複雜,製造成本也高,而且滑塊和凸輪都更容易磨損,是一種成本較高的解決方案。

託森式差速器

託森式差速器也是一種硬連接的限滑裝置,其特點是傳遞轉矩可變範圍大,而且是可以調節的。有別於常見的 " 多片離合式限滑差速器 ",託森差速器是一種純機械式的限滑差速器,更加可靠耐用。與此同時,由於託森差速器的特殊機構,除了能夠實現自動鎖止以外,其反應也較為迅速。但託森差速器的缺點是造價較貴,搭載這類差速器的典型車型是奧迪的 Quattro 系列車型。

在原理上,託森差速器最大的特點是通過,渦型齒輪及蝸桿齒輪齧合系統來代替離合器片或者錐型齒輪。當驅動輪出現打滑的時候,渦型齒輪與蝸桿齒輪的複雜結構會實現自動咬合,從而起到差速鎖的功能。相比傳統的強制鎖止式差速鎖,託森差速器可以實現自動鎖止,相比常見的多片離合式限滑差速器,其可以承受更大的轉矩。是一個十分優秀的解決方案。

粘性耦合式差速鎖

這是一種新型的差速鎖,其使用硅油作為傳遞扭矩的介質(但與液力變矩器的原理不同)。硅油具有很高的熱膨脹係數,當兩車軸的轉速差過大時,硅油温度急劇上升,體積不斷膨脹,硅油推動摩擦葉片緊密結合,這時粘性耦合器兩端驅動軸直接聯成一體,即粘性耦合器鎖死。這種現象被稱為 " 駝峯現象 "。

駝峯現象的發生是極其迅速的,所以當兩側驅動輪出現打滑時,差速鎖能夠快速鎖死,從而實現快速脱困。當硅油冷卻之後,會自動解除鎖止,所以這個類型的差速鎖不能提供手動控制,在使用過程中首先與硅油的特殊性質。一般來説,粘性耦合式差速鎖會被用作中央差速鎖,用來分配前後橋之間的轉矩分配。

大咖總結

今天提到的是四款較為常見的差速鎖類型,這四類差速鎖都是基於機械結構來實現鎖止功能。實際上,除了這些機械式差速鎖以外,還有電子式限滑差速器,也是十分常見的。一般來説,如果不是使用高強度的越野,電子式限滑差速器也是夠用的。下次在選購越野車的時候,我們除了要看它有幾把鎖以外,不妨留意一下其搭載的差速鎖類型,從而更深度地瞭解車輛的特性。