​汽车中那些精彩绝伦的机械设计第七期——托森A型差速器

汽车中那些精彩绝伦的机械设计第七期——托森A型差速器

有一种机械结构曾因在WRC赛场上大放异彩而声名大噪，它在不影响差速范围的情况下，用纯机械结构赋予了差速器响应迅速的限滑功能，其名为托森A型差速器。

托森A型差速器又称蜗轮蜗杆式限滑差速器，其结构由左/右半轴蜗杆、左/右半轴蜗轮、直齿圆柱齿轮、壳体等零件组成。

从其剖面图来看，位于下方的大齿轮形似齿条，反观上方的小齿轮与齿轮类似。由于蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条，因此我们可以将下方的大齿轮视为蜗杆，将上方的小齿轮视为蜗轮。

以上二者均为螺旋齿，因此具备自锁性，即蜗杆可以带动蜗轮旋转，但蜗轮无法带动蜗杆转动，托森A型差速器的限滑功能也由此而来。

在这一机械结构中，动力被输入至差速器壳体，蜗杆连接两侧驱动轴进行动力输出。同时，蜗轮被一根轴固定在差速器壳体上，既可受蜗杆驱动进行旋转，也可随壳体进行公转。

车辆正常行驶时，两蜗杆受到的阻力相等，因此不发挥差速作用，整个机构形成整体进行旋转，蜗轮的工作状态为公转。

车辆转弯时，由于各车轮单位时间内滚过的长度不同，因此差速器两端的动力输出便产生了差异，路径短的会产生滑移需要降低转速，路径长的会产生拖滑需要增加转速，此时差速器两侧产生转速差，直线行驶时同步运动的两侧蜗杆此时转为了相对运动，并带动各自的蜗轮与直齿圆柱齿轮也进行相对运动。由于两侧直齿圆柱齿轮齿比相同，因此两侧动力的增减将同比例进行。

如果其中一方陷入滑动状态，另一方状态不变，将导致滑动一侧的转速增加，令两侧的动力分配失衡。此时，动力将会按“蜗杆→蜗轮→直齿圆柱齿轮”的顺序在由滑动侧逐级传递至非滑动侧，但由于蜗轮蜗杆结构的不可逆性，动力的传递不但会在非滑动侧的蜗轮位置戛然而止，还会在直齿圆柱齿轮的刚性连接下形成锁紧力，使动力分配依旧保持平衡。

结语：

托森A型差速器无论在轴间还是轮间都能起到充分的限滑作用，蜗轮蜗杆结构则赋予了其灵敏的响应速度与宽广的限滑比例，使纯机械结构限滑差速器的发展达到了新的高度，同时也催生出了一批性能优异的经典车型。

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