托森差速器是JTEKT的標(biāo)志產(chǎn)品,(Tips:捷太格特JTEKT公司的前身,是1921年成立的光洋精工Koyo和1941年成立的豐田工機(jī)TOYODA)擁有很多專利,在提供差速功能的同時(shí)巧妙地解決了輪胎打滑的問題,那么它具體是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的呢?從作者編譯的這篇海外文獻(xiàn)中可略知一二。
內(nèi)部結(jié)構(gòu):
托森差速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和普通差速器迥異。系統(tǒng)的核心,是一組外形奇特的齒輪副。
下面是齒輪組嚙合點(diǎn)的橫截面形狀。能看出一組是直齒(蝸輪worm wheel),另一組是螺旋齒(蝸桿worm)。圖中黃色部分是蝸桿,左右兩個(gè)蝸桿分別連接左右車橋。它的標(biāo)記容易引起誤解,worm gear也有蝸輪的含義,由于此處的蝸桿并不是實(shí)心,內(nèi)側(cè)是直齒的,與車橋相連,gear可能是對(duì)此的定義。
托森的運(yùn)行基于蝸桿蝸輪原理:蝸桿可以驅(qū)動(dòng)蝸輪,蝸輪無法驅(qū)動(dòng)蝸桿。
記住這個(gè)原理,它將貫穿本文始終。
一對(duì)蝸輪被固定在差速器殼體上,引擎動(dòng)力通過殼體傳遞給蝸輪,蝸輪的兩端裝有直齒輪。
簡(jiǎn)化后的托森差速器就如下圖所示——
下面我們通過不同的駕駛場(chǎng)景,來理解托森差速器如何保障汽車良好行駛。
汽車直行:
當(dāng)車輛直行時(shí),蝸輪帶動(dòng)蝸桿旋轉(zhuǎn),左右輪轉(zhuǎn)速相同。請(qǐng)注意,此時(shí)蝸輪并不自轉(zhuǎn),由于蝸輪無法驅(qū)動(dòng)蝸桿,所以整個(gè)裝置此刻是鎖死的。
汽車右轉(zhuǎn):
汽車右轉(zhuǎn)時(shí),左輪會(huì)比右輪轉(zhuǎn)速更高。
托森完美支持這樣的轉(zhuǎn)速差。請(qǐng)注意,此時(shí)蝸輪所受的是相對(duì)運(yùn)動(dòng),而不是絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。蝸輪安裝在殼體和蝸桿之間,因此,殼體和蝸桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)驅(qū)使蝸輪旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速更快的左側(cè)蝸桿將驅(qū)動(dòng)左側(cè)蝸輪自轉(zhuǎn)。另一側(cè),與殼體相連的右側(cè)蝸桿轉(zhuǎn)速較慢,與左側(cè)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng);因此右側(cè)蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)與左側(cè)相反。同時(shí),兩側(cè)蝸輪之間嚙合的直齒輪會(huì)確保蝸輪轉(zhuǎn)速相同。如此一來,這套裝置保證了完美的差速效果,左右輪的轉(zhuǎn)速增益和損失相等,于是汽車平穩(wěn)過彎。
▲如上所示,左右輪的轉(zhuǎn)動(dòng)是相反的(相對(duì)運(yùn)動(dòng))
克服牽引力差(車輪打滑):
現(xiàn)在我們嘗試?yán)斫馔猩绾慰朔?qū)動(dòng)輪牽引力差的問題。你可能注意到了,當(dāng)車輪遭遇如下狀況時(shí),打滑的車輪將轉(zhuǎn)動(dòng)得非???,并搶走引擎幾乎所有扭矩,其結(jié)果就是陷車,汽車邁不動(dòng)步子。
如果是托森差速器,一旦打滑的車輪開始旋轉(zhuǎn)過速,轉(zhuǎn)速的改變將傳遞到相應(yīng)一側(cè)的蝸輪,右側(cè)蝸輪再傳遞給左側(cè)蝸輪。下面就是關(guān)鍵了: 因?yàn)橹疤徇^的蝸桿蝸輪原理,左側(cè)蝸輪是無法驅(qū)動(dòng)左側(cè)蝸桿的, 結(jié)果就是整套裝置鎖死,左右車輪同速轉(zhuǎn)動(dòng)。
▲托森能夠?qū)⒋罅颗ぞ貍鬟f給牽引力更高的一側(cè),從而解決牽引力差的問題
而為了承受高扭矩,該裝置有三對(duì)蝸輪。
托森差速器的優(yōu)缺點(diǎn):
如果你了解其它的限滑技術(shù),你就會(huì)發(fā)現(xiàn)托森的巨大優(yōu)勢(shì)——其他裝置允許驅(qū)動(dòng)輪在鎖止前滑動(dòng)一定時(shí)間,托森則在瞬間完成鎖止(預(yù)防打滑)。同時(shí)相比其他限滑裝置,它的結(jié)構(gòu)也更緊湊。而托森A型差速器的缺點(diǎn)是:噪音大、造價(jià)高、組裝難。
編譯|休不眠
圖|網(wǎng)絡(luò)
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