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冠狀齒輪差速器詳解

發布時間:2019-05-31 | 來源:互聯網 | 作者:
      在新一代的quattro全時四驅系統上,奧迪摒棄了一直沿用至今、口碑極佳、為其立下過汗馬功勞的托森中央差速器,取而代之的是一具重量更輕、扭矩分配范圍更廣的冠狀齒輪中央差速器。

      這種差速器最早出現在RS5上,后來,又相繼搭載于A7/A6之上。據悉,全新Q7也搭載這具差速器。那么,這種差速器究竟是如何工作的,又具有哪些優缺點呢?下文將做具體講解。



冠狀齒輪中央差速器



前后軸冠狀齒輪(左側連接后軸,右側連接前軸)

      冠狀齒輪差速器主要由兩組多片式離合器,兩個冠狀齒輪和四個行星齒輪組成。冠狀齒輪的一側與行星齒輪相齒合,另一側與多片式離合器內片剛性連接,而多片式離合器外片與差速器殼體剛性連接。螺紋環則作用于多片式離合器支座,負責壓住多片式離合器并保持一定的接合力矩。

      兩個冠狀齒輪分別與前后軸連接,動力輸入軸將動力輸入至差速器殼體內的四個行星齒輪軸,四個行星齒輪軸帶動四個行星齒輪進行公轉,四個行星齒輪通過齒合的方式帶動兩個冠狀齒輪轉動,進而將動力輸送至前后軸。

      冠狀齒輪的旋轉同時會帶動多片式離合器內片轉動,內片通過摩擦帶動外片轉動,外片則帶動整個差速器轉動。



前后軸自然狀態下扭矩分配比為40:60


      由于兩個冠狀齒輪設計的工作力臂不同,約為40:60,根據公式:力矩=力*力臂,則力矩比約為60:40(扭矩是使物體發生轉動的一種特殊的力矩),即傳遞至后軸的扭矩為60%,傳遞至前軸的扭矩為40%。當兩個冠狀齒輪出現轉速差時,四個行星齒輪就會進行自轉,帶動兩個冠狀齒輪轉動,由于冠狀齒輪的特殊幾何結構,行星齒輪會迫使冠狀齒輪產生軸向力,這個軸向力便會使冠狀齒輪產生軸向位移壓緊多片式離合器,使多片式離合器產生接合力矩,改變前后軸的扭矩分配(分配比例由冠狀齒輪的幾何特性決定).



后軸最大扭矩分配比

      當前軸車輪附著力降低時,冠狀齒輪差速器會將最多85%的扭矩傳遞至后軸。



前軸最大扭矩分配比


      當后軸車輪附著力降低時,冠狀齒輪差速器會將最多70%的扭矩傳遞至前軸。

      冠狀齒輪差速器的最大特點就是在差速的同時可以實時分配扭矩,并且完全依靠機械結構自主完成扭矩的分配(前軸15%-70%,后軸30%-85%),反應迅速,靈敏度高,可靠性強,并且重量輕。

      當然,冠狀齒輪差速器也存在弊端,雖然它的扭矩分配范圍增大了,但是依舊不能像傳統機械式差速鎖那樣達到100%鎖死,實現扭矩的0%-100%分配。當前后橋的牽引力損失超過扭矩分配極限時(前橋70%,后橋30%),動力就會從打滑的車橋全部流失。此時,需要依靠ESC進行制動干預,以保證牽引力流失不超過最大扭矩分配比,這樣,冠狀齒輪差速器才能繼續工作。但長時間的制動干預又會導致剎車部件溫度過高,當溫度超過一定值后,ESC將停止工作,等溫度降下來之后再重新工作。

      因此,冠狀齒輪差速器無法應付一些極端的越野工況,但在傳統鋪裝路面上的表現要優于傳統電子限滑裝置。
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