都叫Quattro 托森与冠齿差速器有何区别

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都叫Quattro 托森与冠齿差速器有何区别

2024-07-15 01:49| 来源: 网络整理| 查看: 265

奥迪的Quattro早已不再是托森差速器的代名词,Quattro旗下不仅拥有传统的纵置四驱系统,还有源自瀚德的横置四驱系统。而纵置四驱刚刚完成了以全新皇冠状伞齿中央差速器替代传统拖森差速器的技术更迭,本文将简单谈谈皇冠状伞齿(下文简称冠齿)和托森差速器的异同。

首先附上两段3D视频,很直观的体现了奥迪quattro托森差速器和皇冠伞齿差速器的工作原理和构造。

【上一代Quattro,Torsen Type C差速器】

【奥迪RS5采用的全新冠状伞齿中央差速器】

两者虽然结构不同,但其性能特性是很相似的:1.纯机械式差速器的本质;2.具备扭矩感应的能力;3.全自动锁止;4.锁止响应速度极快;5.介入线性。机械quattro结构配合EDL电子差速锁,对于定位公路性能的四驱系统而言,可靠性不俗,且性能优良。

其中,以奥迪RS5为代表的最新一代Quattro所采用的冠齿差速器的核心部件:冠状齿轮,四个差速齿轮构成的啮合系统以及离合器片。其中多片离合器机构是过去托森差速器所没有的。冠齿差速器的工作原理就是当前轴或后轴车轮打滑时,连接前后轴的两组对称的冠齿产生了转速差,行星齿轮发生相对旋转,立刻挤压打滑一侧冠状齿轮压紧离合片,让更多动力传递至未打滑的驱动轴。一旦前后轮恢复到同时抓地的状态,行星齿轮就会归位停转,前后轮的扭矩分配又立即回到默认的40:60。

为什么正常行驶时前后轴扭力分配为40:60,因为差速器内两组行星齿轮与前后两个冠齿的咬合点的直径比为前后40:60(前后冠齿形状决定的),简单的杠杆原理。

【和RS5一样,A6/A7/RS4也使用了冠齿(对,上面三张图本来就是一样的)】

正是由于多片离合器的存在,冠齿差速器比托森差速器有了更大的扭矩比例调节范围(前轴扭矩可以在15%~70%范围内调整,后轴扭矩可以在30%~85%之间调整),而上一代quattro的托森差速器调整范围略窄,前轮扭矩范围为15%~65%,后轮为35%~85%)。同时冠齿差速器的重量更轻(资料显示RS5的冠齿差速器重量仅仅4.8KG,比过去托森差速器轻了2KG),同时体积也更小巧了。

再看托森,核心部件就是蜗轮、蜗杆行星齿轮啮合系统。托森差速器能够自锁就是利用了蜗轮蜗杆不可逆转的传动原理。托森差速器的名称----Torsen也因此而来Torque-sensing Traction——扭矩感应。

当托森差速器内差动转矩较小时,这时托森差速器跟开放式差速器作用一致,而当差速器内差动转矩过大时差速器将自动锁死。当车辆直线行驶的时候,左右侧车轮没有转速差,差速器壳转动,带动两个蜗杆转动,此时两个蜗杆不自转,之间也没有相对转动,于是两侧的输出半轴被涡型齿轮带动并以同一个速度旋转。而当一侧车轴受到阻碍或另一侧车轴打滑空转产生转速差的时候,则受阻侧一开始静止不动,而差速器壳还在旋转,于是带动这一侧蜗杆齿轮沿着此侧输出半轴转动,这一侧的蜗杆齿轮转动的同时又带动另一侧蜗杆齿轮的旋转,但是另一侧蜗杆蜗杆齿轮与另一侧的输出半轴有自锁的效果。

所以这一侧的蜗杆齿轮转动并不能带动另一侧的输出半轴转动,迫使另一侧蜗杆齿轮停止转动,同时也使得这一侧的蜗杆齿轮只能随着差速器壳的转动带动此侧半轴进行旋转,即将扭矩分配给了受阻侧的车轴。托森差速器是利用蜗轮蜗杆传动副的高内摩擦力矩Mr进行转矩分配的,而内摩擦力矩Mr又取决于两端输出轴的相对转速。当两端输出轴的相对转速差比较小时,后端蜗轮带动蜗杆摩擦力亦较小,通过差速器直齿圆柱齿轮吸收两侧输出轴的转速差。当前轴蜗杆转速较高时,蜗轮驱动蜗杆的摩擦力矩也较大,差速器将抑制该车轮的空转,将输入转矩Mo多分配到后端输出轴上,转矩分配为M1=1/2(Mo-Mr),M2=1/2(Mo+Mr)。

奥迪用冠齿取代Torsen,其增加的5%扭矩调整范围能够在多大程度改善车辆的公路性能,车技君没办法知道。按照官方的宣传,冠齿差速器性能要优于托森,而且重量轻,体积小....车技君以为,冠齿还有一个优势就是零件数量降低,复杂度降低,制造成本更低了,可能奥迪最看重的还是这一点。车技君个人认为,新增的离合器片其实降低了冠齿差速器的可靠性,因为离合器片一定是会磨损的,最后的结果就是打滑,一旦打滑那么只能整体更换冠齿差速器总成。托森则没有这个问题,更耐操!

最后大家看看最新的RS6/RS7的冠齿差速器,大家发现什么问题了吗?

放大看一看?是的,RS5上的冠齿消失!托森代表性的蜗轮蜗杆又回来了。。。。但RS6/RS7的差速器跟过去的托森结构又完全不同!虽然奥迪官方给RS6/RS7的中差命名还是冠齿差速器,但和A6/A7/RS4/RS5却有明显区别。毕竟RS6/RS7的引擎扭矩输出更大,所以奥迪没有再用RS4/RS5的冠齿中差,否则会变得不可靠了?有朋友指出,目前奥迪为匹配ZF 8AT变速器的四驱车型均使用了RS6/RS7这样的“冠齿”差速器,而匹配双离合变速器的四驱车型,则配备了类似RS5的冠齿差速器。

最后给大家分享一个跟上一篇文章《福克斯RS的四驱有何不同?》中提到的福克斯RS后驱动单元(RDU)作用很类似的东西,奥迪的后桥运动差速器,同样是多片离合器的设计,不过将福克斯RS RDU的电控多片式离合器改为了电控液压控制,略显复杂。通过它,奥迪quattro系统同样可以去主动调节后轮左右的扭矩分配情况,改善弯道性能,而无需再像过去一样傻傻的依靠ESC系统去主动刹车一侧车轮将动力输出至另一边车轮了。(本来就是想要跑快的,干嘛要去刹车!)

【福克斯RS搭载的GKN出品的RDU,电磁多片离合器结构,紧凑简单了很多】

最后附上奥迪的运动后桥差速器的工作原理视频:



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