差速器的工作原理

[NDT70]

http://v.youku.com/v_show/id_XMTk5NjU2MDgw.html

[蓝魔]

我没仔细看,　好像讲的是 open differential 的工作原理,　是大部份家用车用的差速器.

在一个左右轮子的动力轴上,　只要一个轮子空转,　这种差速器就把所有的扭力都传给空转的轮子,　另一个轮子几乎不动.　这对雪地里很不理想,　往往会看到打滑的轮子拼命转,　而不打滑的轮子卡着动不了.　这对转弯也很不理想,　转弯快的时候,　重心在外轮,　不在内轮,　所以内轮很容易打滑空转.　而内轮一旦空转,　外轮就几乎失去了扭力,　没有能力继续让车转弯,就速度迅速下降.　一般车的动力轴通过刹车来模拟防滑差速器,　但是效率非常低,　因为刹车的力量相对引擎的力量非常大 (除了 F1),　能传给非刹车轮子的动力就少的可怜了.

而家用车里的四驱车,　为了节约制造和维修成本, 降低能量损耗,　前后轴用的也是 open differential.　不同的地方是, 它们在连接前轴和后轴的中间,　加了一个中轴差速器.　这个中轴差速器管理前后动力的分配,　它的设计,　就取决了车的性能好坏和价格的高低.　一般所谓的假四驱车,　比如 Toyota Rav4, Honda CRV, Nissan Murano, Ford Explorer, GMC Acadia, Chevrolet Equinox, 其实都是配了 open differential 的前驱车,　然后中轴差速器靠电子检测到前轮打滑后才开始锁住,　把动力传到后轮,　来模拟防滑差速器.　这个过程非常慢,　只能打滑后减速稳定车身,　平时没打滑前,　帮助不了车的动力分配.

一些性能比较高的四驱车,　中轴差速器就采用防滑差速器,　做到实时动力分配, 比如 Audi A4 以上, Subaru 的全线, Chevy TrailBlazer, Lexus GX 以上, Toyota 4runner, Range Rover, VW Passat 4motion.　这些车才是真正实时的四驱, 虽然具体车的操控区别很大,　但是至少它们能够实时的把动力分配在前轴和后轴上,　帮助驾驶的稳定性,　消除了单独出现前轴和后轴打滑的可能性.　如果打滑,　就是前后轴各有一个轮子打滑.

而动力轴本身带有真正防滑差速器的车很少.　带有真正防滑差速器的车能够有效的克服克服一个轮子打滑的情况,　要打滑一起打滑,　增加了一倍的抓地力,　对于冬天雪地很有帮助,　对于高速行车稳定也很有帮助.　更重要的是对于过弯也很有好处,　能够有效的防止内轮打滑,　把动力放到外轮上,　推着车转弯,　效率非常高.　一些即使悬挂很软的车,　如果配备了防滑差速器,　过弯时比悬挂比较硬,　车身不怎么倾斜,　但是没有防滑差速器的车,　还要快.　

这种动力轴配差速器的一般出现在注重性能的跑车上和某些高性能的四驱车上.　跑车比如 Mazda MX-5, Mazda Speed 3, BMW M3, BMW M5, Mini Cooper S, Nissan 350Z, Honda Civic SiR, Honda S2000 等等. 四驱车比如 Audi R8 和 Subaru Impreza STi.

[Taotaoba]

作者: 蓝魔

我没仔细看,　好像讲的是 open differential 的工作原理,　是大部份家用车用的差速器.

在一个左右轮子的动力轴上,　只要一个轮子空转,　这种差速器就把所有的扭力都传给空转的轮子,　另一个轮子几乎不动.　这对雪地里很不理想,　往往会看到打滑的轮子拼命转,　而不打滑的轮子卡着动不了...

很专业啊。看到Buick Enclave的介绍，前轮驱动的也有traction control，是不是就是通过刹车来实现的？

Benz的4matic属于哪种情况？

[蓝魔]

作者: Taotaoba

很专业啊。看到Buick Enclave的介绍，前轮驱动的也有traction control，是不是就是通过刹车来实现的？

Benz的4matic属于哪种情况？

对，Buick Enclave 是前驱车，traction control 通过刹车来实现。

Benz 的 4matic 有好几种。最常见的 Benz ML 其实完全没有任何防滑差速器，真正的假四驱。它用了三个 open differentials, 不打滑时，四个轮子平均分配扭力。如果有个轮子打滑的话，电子系统通过刹车来模拟防滑差速器，效率很低。

BMW 的平台是后驱车。它的 xDrive 系统是以后驱为主的四驱系统。采用的是中央防滑差速器，前后轴没有防滑差速器，平时动力在后驱。只有车打滑时，轮子转速感应器发现了，才会通知中央防滑差速器启动里面的离合片，把动力传一部分到前轴。由于前后轴都没有差速器，假如车一侧的两个轮子都踩在雪地时，就只能依靠电控刹车来稳定。

总的来说，有前，中，后三个防滑差速器的车四驱性能最好，其次是后驱车带电子控制的四驱，最差的是前驱车带电子控制的四驱。

[dpff]

作者: 蓝魔

我没仔细看,　好像讲的是 open differential 的工作原理,　是大部份家用车用的差速器.

在一个左右轮子的动力轴上,　只要一个轮子空转,　这种差速器就把所有的扭力都传给空转的轮子,　另一个轮子几乎不动.　这对雪地里很不理想,　往往会看到打滑的轮子拼命转,　而不打滑的轮子卡着动不了...

现在又开始流行torque vectoring，可以主动的在左右轮之间分配扭矩，克服了传统的LSD一般只能在转速差出现之后才能工作的缺点。

[蓝魔]

作者: dpff

现在又开始流行torque vectoring，可以主动的在左右轮之间分配扭矩，克服了传统的LSD一般只能在转速差出现之后才能工作的缺点。

很多 torque vectoring 仍然是靠刹车来实现，效率低。

[Taotaoba]

wiki上的：

The second generation of 4Matic used a full time 4 wheel drive system with three open differentials front, centre and rear. Traction control is achieved using ETS (Electronic Traction System). This employs the ABS system with additional valves to monitor and then partially brake any wheel which loses traction. This much simpler system is also used in the Mercedes-Benz M-Class SUV.
The second and third generation 4Matic systems are currently available on the E-Class, C-Class, R-Class, S-Class, Viano and the entire Mercedes-Benz SUV range. These latter systems include engine and automatic stability controls.

Benz网站上说是permanent engaged。

[dpff]

作者: 蓝魔

很多 torque vectoring 仍然是靠刹车来实现，效率低。

福特确实有的车是用刹车来实现的，不过Audi的新quattro，Acura的SH-AWD，EVO，还有Porshe 911上的应该是真的吧。

[孩子他爹]

原来我们在培训时都看过了，确实狠形象，连没有一点机械基础的人都看的明白，想起当年在学校老师叫这个行星齿轮机构时，好像没什么教具，都是用图来讲，后来用报废的差速器来讲。现在市场上车常用的四驱，subaru的不错，瑞典有个专门做这个机构的厂家，一时记不起来叫什么名字了，给saab配套的，那家狠牛。

[Taotaoba]

LZ贴的视频很形象，对普通差速器原理讲得非常透彻。防滑差速器又是怎么一回事呢？

[孩子他爹]

简单地说，就是一个字，lock，不要把动力都给那打滑的轮子，没有任何作用，到了一定的百分比时，要锁住，把动力分一部分给有traction的轮子，这样车才能动起来。

[aaronding]

作者: 孩子他爹

原来我们在培训时都看过了，确实狠形象，连没有一点机械基础的人都看的明白，想起当年在学校老师叫这个行星齿轮机构时，好像没什么教具，都是用图来讲，后来用报废的差速器来讲。现在市场上车常用的四驱，subaru的不错，瑞典有个专门做这个机构的厂家，一时记不起来叫什么名字了，给saab配套的，那家狠牛。

Haldex

[多伦多市政府]

有猪肉吃,我才不管猪长的啥样呢,

[孩子他爹]

好像在国内也有厂？

[Taotaoba]

作者: 孩子他爹

简单地说，就是一个字，lock，不要把动力都给那打滑的轮子，没有任何作用，到了一定的百分比时，要锁住，把动力分一部分给有traction的轮子，这样车才能动起来。

防滑差速器的英文是什么？也许可以查查资料。不过从我目前的理解来看，用刹车稳住打滑的轮子，好像没什么不妥。也许速度上有一点滞后，但以现在ABS的工作速度，这个滞后应该是ms级的。

[孩子他爹]

你还真准备买车买成砖家？这个玩意只能是用在家用车上，大功率的商用车上不能用这个。

[蓝魔]

我的小车是前驱, 加装了 Cusco 1.5-way 60% Type RS 防滑差速器. 这款差速器很多车都能加装.

这个差速器是靠十几个离合片实现, 可以配置成 1-way, 1.5-way, 2-way, 锁率 (locking ratio) 可以配置成 60%, 80%, 100%.

http://g35driver.com/forums/engine-d...iguration.html

锁率的意思是有多少额外的扭力能传到不打滑的轮子.　比如 60%,　就是说打滑的轮子可以从它本来能拿到的 50% 减少 60% 的扭力, 也就是 20%, 而不打滑的轮子能拿到 80% 的扭力. 换句话说, 60% 意思是外轮和内轮的扭力比例能达到 4:1. 同样方法计算, 80% 的比例就是 9:1. 100% 的比例就是无穷大, 也就是说所有扭力都传到不打滑的轮子. 实际上的比例不可能是无穷大.

1-way 的意思是只有踩下油门时, 防滑差速器才开始工作. 油门放开时,　差速器变成 open.　实际效果就是过弯踩油门时, 能够消除 understeer, 把车往里推,　放开油门,　就跟一般车一样了,　差速器把扭力传给内轮, 引起 understeer.　这种配置容易驾驶,　只要放开油门, 就不会有往弯道推的力量.

1.5-way 的意思是踩下油门和松开油门时,　防滑差速器都工作,　不过放开油门时,　差速器的锁率变小. 实际效果就是过弯踩油门时, 能够消除 understeer, 把车往里推,　放开油门,　仍然有一部份力量把车往里推.　这种配置也容易驾驶,　只要放开油门,　往弯道里推的力量立刻减少.　可以通过油门来控制过弯的路线.

2-way 的意思是踩下油门和松开油门时,　防滑差速器都完全工作. 实际效果就是过弯不管是否踩油门, 车都有足够的力量把车往弯道里推,　这种配置合适漂移,　街上开不容易控制.

前轴配防滑差速器有一个缺点, 就是如果左右轮踩着的表面不同的话, 比如一边踩雪, 或者一边踩到了 bump, 这时如果猛加速, 就会引起左右轮的输出扭力不同, 引起车头向打滑的轮子那边摆, 有一定的危险因素. 我个人觉得问题不大, 只要注意看路面来加速就行了. 只要引擎扭力够大, 就算是没有差速器的车, 也应该注意. 同样它的优点就是雪地里, 车能够稍微左右摆着找到抓地力继续加速前进.

所以原厂假如配前轴的防滑差速器, 锁率最多是 50%, 也就是 3:1 的扭力比, 或者通过 traction control 来避免走直线时由于踩到不同的表面而引起的车头向一边摆. 这也是为什么 Mercedes 放弃了前轴防滑差速器的设计. 我估计市场上有三个差速器的车, 也只有 Subaru Impreza STi 和 Mitsubishi Lancer Evo 这两款.

其它能加装上去的差速器还有 Quaife ATB 等等, 区别是它是基于齿轮的, 而不是离合碟片.

[蓝魔]

Audi 最新的 Quattro 系统是采用两个机械防滑差速器, 一个在中轴, 一个在后轴上. 两个防滑差速器内部都是用两个齿轮 (crown gears), 然后靠电子系统根据转向角度, 引擎输出, 刹车, 打滑等等, 靠电子控制差速器里的齿轮, 来实现扭力分配.

这种系统虽然是电子控制的, 但是不是有了打滑才开始传递扭力. 可以在转弯时就帮助输出更多的扭力到外轮上, 帮助过弯. 而且, 电子系统是通过机械差速器来实现的, 远比那些靠刹车来实现的 EDL (其实就是 traction control) 要好的多.

而一般前驱假四驱车, 只有等到前轮开始打滑才发出信号给中轴差速器, 把动力传给后轴, 属于被动性的, 跟 Audi 的主动系统比性能差多了. 而且 Audi 在后轴上也配了差速器, 能起到帮助转弯的功能, 是个很大的优点.

[Taotaoba]

多谢蓝魔！砖家！

了解这些原理，一是本性使然（好奇心比较强），二是能知道自己真正需要的是那些功能，在眼花缭乱的广告之前知道哪些必须有，哪些可以有，哪些可以没有。我也希望有一天，我能走进车行，对销售说，来，把所有能加的好配置都给我加上！

[蓝魔]

作者: Taotaoba

多谢蓝魔！砖家！

了解这些原理，一是本性使然（好奇心比较强），二是能知道自己真正需要的是那些功能，在眼花缭乱的广告之前知道哪些必须有，哪些可以有，哪些可以没有。我也希望有一天，我能走进车行，对销售说，来，把所有能加的好配置都给我加上！

车的一部份是机械, 一部份是外观, 一部份是内饰. 很多人只对外观和内饰讲究, 我觉得首先要机械性能好, 其次才考虑外观内饰和豪华.