限滑差速器的组成结构和工作原理图，限滑差速器的组成结构和工作原理

很多朋友对限滑差速器的组成结构和工作原理图，限滑差速器的组成结构和工作原理不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

从差速器的定义入手，分析了限滑差速器的特点和类型，分析了Towson差速器和变传动比限滑差速器的组成和工作原理，提出了变传动比差速器的几种新形式。在此基础上，对两种类型的差速器进行了对比分析和展望。1限滑差速器概述

差速器是汽车驱动桥的重要部件之一，相当于一个扭矩分配器，将输入的扭矩传递给左右驱动半轴，并允许两个半轴以不同的速度转动。目前差速器面临的主要问题是如何在以下三种情况下保证车辆能够稳定的传递动力，以保证车辆良好的通过性。(1)保证车辆在正常条件下(路面)的正常运行，避免因路面不平或轮胎气压不同而降低车辆的操纵稳定性。

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(3)遇到泥泞或附着系数小的松软路面时，能及时提供动力脱困。

普通差速器只能满足上面提到的前两种情况，对于第三种情况，当一个车轮陷入湿滑路面时，差速器的平均分配扭矩特性使其成为阻碍汽车在泥泞路面正常行驶的短板。随着汽车领域的不断发展，机械行业对差速器的研究越来越多。为了弥补传统差速器的不足，限滑差速器应运而生，并被广泛应用于越野车中。

限滑差速器是对普通差速器的改进，是指两侧驱动轮的速度差可以在一定范围内波动，以保证车辆在直线行驶、转弯或遇到泥泞路面时都能获得足够的驱动力。目前限滑差速器主要有主动控制、被动控制(包括扭矩感应和速度感应)和手动控制三种。

手动控制是指通过驾驶员的手动操作来改变中间差速器或半轴差速器的扭矩分配比，主要是各种手动差速锁[1]。在被动控制差速器中，扭矩感应根据输入扭矩决定差速器极限扭矩，主要包括可变传动比差速器和Torsten差速器。速度感应式利用限滑差速器左右半轴之间的速度差被动限制差速器。

主动控制是以被动控制差速器为基础的可控差速器，可以根据车轮与路面的接触情况实时控制扭矩。

限滑差速器可以保证车辆在行驶过程中满足驾驶员对通过性、动力性和安全性的要求，保证车辆良好的行驶状态。一定程度上解决了车辆遇到湿滑路面时，由于一个轮胎打滑空转，传统差速器无法将足够的动力传递给另一个车轮，导致车辆产生的驱动力无法驱动车辆的困境。

本文基于国内外对限滑差速器的需求和研究现状，从理论上对限滑差速器中的可变传动比差速器和Torsten差速器进行了研究和比较，为下一步的研究工作提供了参考。2托尔森差速器

Torsten差速器通过独特精致的机械设计，完成差速功能，有效提高极限状态下的抓地力。Torsten差速器的内部结构与传统差速器有很大不同。其核心部件是一套特殊的齿轮啮合系统，包括左右半轴、螺旋齿轮、左右半轴驱动蜗杆、正齿轮、差速器壳等。Torsten差速器的工作原理是利用蜗轮蜗杆之间的传动特性实现的。

当转动蜗轮时，可以很容易地驱动蜗杆；反之，当齿轮转动时，蜗杆不能被驱动。螺旋齿轮两端焊有一组同步齿轮，可以完成基本的差动功能，如图2所示。

(2)转弯时，根据两侧车轮的速度进行差速运行，为两侧车轮提供动力，保证车轮的不等驱动。

当车辆转弯(右转)时，为了保证车辆的正常行驶，需要左车轮的速度高于右车轮的速度。此时，左轮带动左蜗杆加速转动，相应的齿轮也随之转动。另外，由于右蜗杆速度较慢，与壳体存在速度差，也就是说，从壳体的角度看，右蜗杆是在换向，所以右螺旋齿轮会反方向旋转。

两端固定的同步齿轮会保证螺旋齿轮的转速始终相同，带来比例相等的车轮间精确的差速。

当轮胎遇到湿滑的路面时，湿滑一侧的车轮开始空转，螺旋齿轮的转速也会立即提高。在同步齿轮的帮助下，另一侧齿轮会将高转速同步到侧齿轮，但这一侧的螺旋齿轮无法继续将转速传递给左侧蜗杆(蜗轮无法带动蜗杆)，因此整个机构被卡住。左右轮回到相同的行驶速度，再次向抓地力高的一侧输出大量扭矩，车身趋于稳定，开始正常行驶。

出于扭矩载荷的考虑，通常装配三组同步螺旋齿轮，其他差速器结构需要很短的响应时间才能完全锁止，而托尔森的全时啮合设计保证了即使是轻微、短暂的抓地力不平衡也能快速锁止。3可变传动比限滑差速器

近年来，不同的学者对限滑差速器的具体结构进行了改进，其中可变传动比差速器(variable ratio differential)是限滑差速器的一种改进形式。改进后的变传动比差速器可以在行星齿轮整圈区间内根据实际情况确定传动比的变化规律，依靠变传动比传动的屏障效应增加锁止系数，最终在不改变驱动桥整体结构的情况下实现差速，从而改变普通差速器在湿滑路面无法传递动力的窘境。

同时，变传动比差速器进一步解决了限滑差速器传动比变化幅度小、变化周期短的问题。

由于传统的变传动比差速器其速比变化为一个周节，变速比难以满足车辆对越野性能的要求，文献[2]中王小椿等提出了一种三周节变传动比限滑差速器，大大提高了车辆的牵引力。

文献[3]中贾巨民提出了一种新的传动形式，它突破了齿数与周节的限制，使行星齿轮与半轴齿轮齿数之比为12，可以最大限度地提高传动比的变化幅值(达到40%),这种新的传动形式可以获得最大的传动比变化范围，从而获得大的锁紧系数，试验结果表明，理论和实际锁紧系数可达2.33和3.15，车辆越野性能显著提高。

文献[4]中张学玲提出了一种新型非圆行星齿轮差速器，通过传动的变速比效应自动调整输出转矩分配，实现防滑，从而改善车辆的越野通过性。另外，作者根据提出的新型轴间非圆行星齿轮差速器结构，设计出多种差速器传动方案供选择，在某车型的差速器样机中已经完成了实验，结果证明新型差速器比原来的差速器传递转矩提高1.7倍[4]。

文献[5]中贾巨民提出了一种新型非圆行星齿轮差速器，用于越野汽车分动器，非圆中心齿轮形状相同，行星齿轮形状一致，相位相差90，采用三组双联行星齿轮实现均载，可以实现两输出轴扭矩变比例分配，相当于增大了差速器的锁紧系数，从而有望提高车辆的越野通过性[5]。

4 对比分析

托森差速器在实现差速过程中没有时间上的延迟，反应快，在需要实现差速时，驱动轮产生扭矩差，托森差速器能够在短时间内迅速响应，改变扭矩来改变调整轮差。另外，托森差速器与传统的差速器相比，由于没有多片式离合器，所以其不存在维护问题，可靠耐用。

但是需要明确的是，托森差速器的加工精度和制造工艺要求非常高，所以其制造成本也非常高昂，目前只能在中高档车型上使用。除此之外，该差速器重量比较大，一定程度上影响车辆的重心和加速速度，在国内应用较少。

相对于托森差速器，变传动比差速器在国内的研究比较广泛，由于其制造成本相对于托森差速器来说相对易于接受，并且在一定程度上能够实现越野车辆对于差速器的要求，所以在国内车辆的应用上，变传动比限滑差速器应用相对广泛。

5 结语

本文分析了差速器普遍需要解决的现实问题，给出了限滑差速器的分类，并以托森差速器和变传动比限滑差速器为例进行了结构分析和原理说明，最后对两种限滑差速器进行了对比分析，相信随着汽车行业的发展，汽车差速器的设计研发也将得到进一步的发展。

黄飞

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