托森差速器

在汽车领域，差速器是一种关键的传动部件，它负责将发动机产生的动力传递到车轮，并允许左右车轮在转弯时以不同的速度旋转，以保持车辆的稳定性和牵引力。差速器的性能直接影响到车辆的操控性和驾驶体验。在各种差速器设计中，托森差速器（ Torsen differential ）以其独特的工作原理和优异的性能而著称，成为了高性能汽车差速器的代表。

奥迪Q7是一‍款采用‍托森差速器的汽车。与奥迪Q5一样，它采用了全时四驱系统，这个系统的核心就是托森中央差速器结构。奥迪Q7的四驱系统被称为quattro，这是奥迪特有的标志。

一、托森差速器的结构

托森差速器与变速器后端盖相连，主要功用是传递发动机功率和平衡前、后桥转速，其结构如图 1所示。它将差速器齿轮轴 1与驱动轴 4分别相连的两个蜗杆置于托森差速器壳内，并分别与三个蜗轮 8相啮合，构成了六对蜗轮副。蜗轮的轴沿差速器外壳 3圆形断面的三个等弦长位置处安装，每个蜗轮轴7 上固有两个直齿圆柱齿轮 6 ，而在同一位置弦上的两个蜗轮轴上的直齿圆柱齿轮相互啮合。

由发动机输出经变速 器传来的动力，经过空心轴带动至托森差速器外壳旋转，然后通过蜗杆轴，促使三个蜗轮旋转，三个蜗轮又带动蜗杆旋转，由此将动力分别传递给差速器齿轮轴和驱动轴，最后由差速器齿轮轴将动力传至驱动前桥，驱动轴将动力传至驱动后桥。

图2 托森差速器结构

二、工作原理

想象一下，当你驾驶汽车在直路上飞驰，或者在蜿蜒的山路上优雅转弯，你的汽车是如何做到既稳定又灵活的呢？这背后，Torsen差速器功不可没。下面，让我们一起来揭开Torsen差速器的神秘面纱，用最简单的方式理解它的原理。

1）直线行驶：公平分配力量的“裁判”

在直线行驶时，你的汽车需要保持稳定，这就要求左右两侧的驱动轮能够获得相同的动力。Torsen差速器就像一个公正的裁判，它会将发动机产生的动力（扭矩）平均分配给左右两个驱动轮。这时候，差速器内部的涡轮和蜗杆是同步转动的，没有相对运动，因此，你的汽车可以稳稳地沿着直线前进。

2）转弯时刻：智能调节的“协调员”

当汽车转弯时，情况变得复杂。内侧和外侧的驱动轮需要以不同的速度旋转，因为内侧轮走的距离比外侧轮短。这时，Torsen差速器立刻变身成为智能“协调员”，它通过蜗杆和涡轮的相对转动，允许驱动轮之间产生转速差，让汽车能够顺利转弯。这种智能调节，让汽车在转弯时既灵活又不失稳定。

3）防滑保护：关键时刻的“守护者”

在某些情况下，如雨雪天气或紧急避让时，一个驱动轮可能会失去抓地力而打滑。Torsen差速器在这个关键时刻扮演“守护者”的角色，由于涡轮蜗杆结构，只能蜗杆带动涡轮转动，蜗杆不能反过来带动涡轮，因此左右半轴会瞬间锁死，防止打滑的驱动轮继续旋转，从而帮助汽车恢复牵引力，保证行驶安全。

三、运动工况

1）在直线行驶工况下，车辆平稳前进，两驱动轮均保持良好的抓地力。此时，Torsen差速器发挥其核心功能，将发动机输出的扭矩均匀分配至左右两侧的驱动轮。在这一过程中，由于没有转速差的存在，差速器内部的涡轮保持静止，不发生相对转动，确保了车辆直线的稳定性和行驶的平顺性。

2）在差速行驶工况，即车辆转弯时，情况则有所不同。由于转弯过程中内外侧驱动轮的转速不同，产生了转速差。这时，Torsen差速器内部的蜗杆开始发挥作用，与涡轮的啮合使得齿轮之间发生相对转动，从而允许驱动轮以不同的速度旋转，顺利实现车辆的转向。这一机制不仅提高了车辆转弯的灵活性，还保证了在转弯过程中车辆的稳定性和安全性。

四、托森差速器的优点

Torsen差速器具有机械限滑、自动扭矩分配、高效传动、改善操控性、防滑保护、适应性强、维护简单、耐用性高、适用范围广和提升驾驶体验等优点，它通过蜗杆和涡轮的机械结构实现限滑功能，不依赖电子控制，响应迅速，可靠性高，在驱动轮之间自动分配扭矩，无需驾驶员干预，提高了车辆的牵引力和稳定性，相较于开放式差速器，Torsen差速器在传递发动机扭矩时效率更高，减少了能量损失，在转弯时能够根据需要分配扭矩，改善车辆的操控性和转向反应，当某一驱动轮失去抓地力时，能够限制该轮的扭矩输出，防止车轮打滑，提高行车安全，适用于各种路面条件。。

五、托森差速器的应用及发展趋势

托森差速器广泛应用于全轮驱动和四轮驱动车辆中，特别是在高性能车型和越野车型中。例如，奥迪Quattro、斯巴鲁Symmetrical AWD等车型都采用了托森差速器。

随着汽车技术的不断发展，托森差速器也在不断改进和升级。目前，一些高端车型开始采用电子控制托森差速器，通过电脑控制实现更精确的动力分配和转速差调节。此外，一些车型还采用了多片离合器式托森差速器，以提高差速器的响应速度和可靠性。

作者: RecurDyn中国 华成婷