奥迪第七代Quattro四驱系统解析(二)Quattro冠型中央差速器结构及原理

本期我们来介绍一下第七代Quattro系统的结构及原理。第七代Quattro最大的变化就是之前的托森自锁结构被换成了冠齿结构,但其实它跟托森起到的作用基本相同,都会允许一定范围内的前后转速差,超过此转速差后还能拥有一个“自锁”的效果。我们来着重看一下它的结构。
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为了便于之后的讲解,我们先来看一下该冠齿中央差速器(锁)的结构。它是由驱动前轴的冠型齿轮和驱动后轴的冠型齿轮、安装在冠状齿轮上的多个离合器片、最外圈的这个螺纹环、中间的4个差速器齿轮以及最外圈的差速器壳体构成
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这个螺纹环是直接拧在差速器壳体上的,可以理解为跟壳体是一体的,变速箱传递的动力同样也是直接输入到壳体中,值得一提的是连接前轴的传动轴是一个空心轴,它的里面还有一个传动轴,正是该传动轴将变速箱动力传递给壳体里面的花键。
前后冠状齿轮与壳体仅通过差速器齿轮连接,在车辆水平向前时,差速器齿轮不自转的,相当于它就是个连接物件,把壳体动力传递给前后轴。
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而当车辆拐弯时,前后轴转速不同,前后轴的冠型齿轮的转速不同,此时位于壳体中的差速器齿轮不但随壳体公转还会自转,以满足前后冠型齿轮的转速差。
介绍完基本工作情况后我们再来看看该结构的自锁原理。
如果某一轴出现打滑,前后冠状齿轮必然产生巨大的转速差,此时非打滑一侧的冠型齿轮不转,打滑一侧的冠型齿轮快速旋转,差速器齿轮同样会快速自转。
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我们知道,当任意两齿轮接触旋转时会产生都会产生一个让两齿轮分离的力,两齿轮转动越快这个使它们分离的力就越大,该结构自锁正是利用了这个原理。这里我们暂时抛开差速器齿轮随壳体公转的情况,仅看差速器齿轮快速自转会对前后冠状齿轮的影响。
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刚才提到,当两齿轮快速旋转时会产生一个使他们分离的力,在这个力的作用下就会使冠状齿轮向两边分离,然后向外压紧离合器片,而最外侧的这个螺纹环是与壳体拧在一起的,这样就限制了打滑那一侧的冠状齿轮的旋转
而它的转速变慢后,扭矩就会通过差速器齿轮传递给另一侧不转的冠状齿轮,这样一来就重新使壳体的扭矩同时传递给了两个冠状齿轮。这就是奥迪中央差速器自锁的原理。
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奥迪还提到了正常情况下的前后轴的扭矩分配比为4:6,这是由于前后差速器齿轮与冠型齿轮接触位置不同导致的,也就是图中前冠状齿轮接触点与后冠状齿轮接触点位置的直径比为4:6。
以上就是奥迪quattro冠型齿轮的结构简介及分析,但是该结构自锁主要是依赖差速器齿轮巨大的转速,自锁的力度也与该齿轮转速强相关,因此只会发生在巨大的打滑后,并不算是一套完美的解决方案。