先看幾張動圖

車輛直線行駛時，差速器的工作狀態

match什麼是差速器?

簡單來說差速器就是一種將發動機輸出扭矩一分為二的裝置，它允許轉向時輸出兩種不同的轉速。

當汽車直走時，兩個行星齒輪只公轉，不自轉。根據力學原理，轉彎時內側車輪勢必會轉的慢些，此時驅動軸轉速不變，行星輪此時一邊繞半軸公轉，一邊自轉。

汽車轉彎時，前輪較之後輪，走過的距離是不相同。部分四輪驅動車前後輪之間沒有差速器。相反的，他們被固定聯結在一起，以至於前後輪轉向時能夠以同樣的平均轉速轉動。這就是為什麼當四輪驅動系統忙碌時，這種車輛轉向困難的原因。

差速器的由來

汽車在拐彎時車輪的軌線是圓弧，如果汽車向左轉彎，圓弧的中心點在左側，在相同的時間裡，右側輪子走的弧線比左側輪子長，為了平衡這個差異，就要左邊輪子慢一點，右邊輪子快一點，用不同的轉速來彌補距離的差異。

如果後輪軸做成一個整體，就無法做到兩側輪子的轉速差異，也就是做不到自動調整。為了解決這個問題，早在一百年前，法國雷諾汽車公司的創始人路易斯.雷諾就設計出了差速器這個玩意。

差速器工作原理動畫

差速器工作原理

當轉彎時，由於外側輪有滑拖的現象，內側輪有滑轉的現象，兩個驅動輪此時就會產生兩個方向相反的附加力，導致兩邊車輪的轉速不同，從而破壞了三者的平衡關係，並透過半軸反映到半軸齒輪上，迫使行星齒輪產生自轉，使內側半軸轉速減慢，外側半軸轉速加快，從而實現兩邊車輪轉速的差異。

驅動橋兩側的驅動輪若用一根整軸剛性連線，則兩輪只能以相同的角度旋轉。這樣，當汽車轉向行駛時，由於外側車輪要比內側車輪移過的距離大，將使外側車輪在滾動的同時產生滑拖，而內側車輪在滾動的同時產生滑轉。即使是汽車直線行駛，也會因路面不平或雖然路面平直但輪胎滾動半徑不等(輪胎製造誤差、磨損不同、受載不均或氣壓不等)而引起車輪

車輪滑動時不僅加劇輪胎磨損、增加功率和燃料消耗，還會使汽車轉向困難、制動效能變差。為使車輪儘可能不發生滑動，在結構上必須保證各車輪能以不同的角度轉動。

車輛直行時，左右兩邊車輪受到的阻力相當，差速器殼體內的行星齒輪只是跟著殼體公轉而不會自轉。

當車輛轉彎時，內側車輪會產生更大的阻力，兩側半軸受力不同會使得中間的行星齒輪產生自轉，兩側半軸就會有轉速差。外側比內側車輪轉的更快，這樣車輛就能夠順利的轉彎了。

差速器組成結構

汽車差速器能夠使左、右(或前、後)驅動輪實現以不同轉速轉動的機構。主要由左右半軸齒輪、兩個行星齒輪及齒輪架組成。

普通差速器由行星齒輪、行星輪架(差速器殼)、半軸齒輪等零件組成。

為什麼需要差速器

汽車為什麼需要差速器呢？道理很簡單啦，拿汽車的前軸舉例，車輛在拐彎的時候，內側的車輪走過的路程要比外側的車輪要少。如果左右車輪是一根軸連線的話，會使轉彎的時候兩側車輪相互較勁，不僅使轉向的時候不穩定，還會使得輪胎在滾動的時候產生滑動，加速輪胎的磨損。

所以，聰明的工程師發明了差速器這個零件。顧名思義，就是使得動力輸出軸上的兩側車輪斷開耦合，實現不等速。不等速只是現象，真正的意義在於實現了動力（扭矩）的不等分配。汽車的驅動軸必須有差速器，從動軸就不需要啦（大家想想為什麼？）對於四驅車而言，則更復雜，需要前後驅動軸的輪間差速器和軸間的差速器共3套差速器（知道為啥四驅車貴了吧！）發動機的動力透過變速箱到減速器再到軸間差速器，軸間差速器將扭矩分配給前軸和後軸；前軸和後軸在透過輪間差速器分配給左右車輪。

結構及工作原理

先看看最簡單的差速器的工作原理。請看下面的圖示和動畫：

圖1

這是一個老外做的差速器模型。先看圖1，差速器的結構主要是一對減速器錐齒輪（小的橘黃色和大的藍色），然後是兩對差速器傘齒輪（一對粉色、一對藍色）。差速器的奧妙就在於這4個傘齒輪。

圖2

等速狀態

當兩邊等速狀態時，請看圖2。這時候，你會發現，那兩對傘齒輪其實是不工作的，相互之間沒有齧合轉動，左右車輪的轉速也是一樣的。這種時候，車輛是直線行駛的，動力平均分配給左右兩個車輪。

圖3

差速狀態

當認為的將右邊車輪固定死的時候，奇蹟就發生了！請看圖3，你會發現，這個時候4個傘齒輪相互之間是有齧合轉動的。這樣就實現了差速。在圖3中這種狀態下，減速器輸入的動力全部提供給了左輪。

差速器的弊端

世上沒有免費的午餐，就拿圖3為例，其實是模擬了一種常見的工況：車輛駛入左右附著不對稱的路面上，比如左輪陷入了泥漿（冰雪路面）中，右輪在良好的路面上。這個時候，差速器反而幫了倒忙，它會導致動力全部分配給了左輪，而左輪的路面附著又小，導致左輪一直在快速空轉，而右輪雖然附著良好，但沒有動力輸入，最終使得車輛無法脫困。

具有這種特性的差速器，稱之為“開放式差速器”，理解為“最Low的差速器”即可。為了解決這個問題，工程師發明了很多其他各種差速器，比如：限滑差速器、強制鎖止式差速器、帶多片離合的差速器等等。其實，非開放式的差速器的分類和命名很亂，大家不要刻意去記，都只是用不同的方式來解決這個問題而已。

差速器的效能指標

對於一個差速器，如何來評價它的好壞呢？主要就是以下幾個關鍵點：

能否鎖止或限滑（鎖止指的是直接透過人為或者電控的方式將左右兩根軸耦合，使差速功能消失，幫助車輛脫困；限滑一般指當左右兩個車輪轉速差達到一定程度後，差速器自動鎖死）。現代汽車的差速器基本都有限滑或鎖死功能，對於一些硬派越野車，用的一般都是強制鎖死式的差速器。扭矩分配比，即差速器能夠實現左右（或前後）多少的扭矩分配，扭矩分配範圍是否足夠。響應速度、噪音、可靠性、佈置空間等

差速器的分類

儘管差速器的分類比較混亂，小P還是列舉一些大家預設的分類：

開放式差速器（不解釋）

強制鎖止式差速器

一般指開放式差速器+鎖止機構（差速鎖）組成的差速器。鎖止既可以是人為的鎖止，也可以透過電控系統根據路況實現自動鎖止。常見的有牙嵌式鎖止機構。

圖4

限滑式差速器

限滑顧名思義就是限制兩邊轉速不同。根據限滑的方式，可以分多片離合器、各種齒輪的巧妙設計、黏性耦合式等。

多片離合器，指的是透過電控控制多片離合器接合來實現差速器的鎖止

圖5

齒輪，依靠各種巧妙的齒輪的設計，如渦輪蝸桿、行星輪機構等實現限滑。這種差速器的特點是：完全的純機械，相對於電控實現的限滑而言，其可靠性、響應的速度是最大的賣點。各種效能車上的中央差速器一般都採用這種形式的差速器結構。下篇我們介紹的託森差速器就屬於這一種。

圖6

黏性耦合式差速器，這種差速器是由多片離合器加上矽油組合而成。利用矽油摩擦受熱膨脹後，迫使離合器片結合來鎖定輪間速差，結構最簡單且體積小、造價低。缺點是響應慢，容易過熱。

總結

比較有趣的是，差速器的核心技術不在於“差速”，反而在於“限滑”。差速器對於四驅車來說，尤其是中央差速器，是消費者最應該注意的一點。

另外，小P一直覺得差速器的分類實在太過混亂。各廠家在宣傳自己產品的時候，會加上很多花裡胡哨的科技名詞，大家務必要理解其實現“限滑”的原理，是依靠機械還是依靠電子？是透過多片離合器還是透過齒輪齧合的特性來實現？如果是帶鎖止的，是機械鎖還是電子鎖止？