大家可能都聽說過限滑差速器，比如寶馬的牽引力控制系統中，就包含了這種裝置，但其中原理可能就不太了解了。這篇譯文把它的運行過程講得通俗易懂，值得一讀。

簡單來說，限滑差速器（LSD）是用來解決汽車兩側驅動輪之間牽引力差的裝置。

腦補一下這個場景：當一輛配備開放式差速器的車輛直行時，一側驅動輪行駛在牽引力良好的路面上，另一側則在濕滑路面上。在開放式差速器中，左右車軸的旋轉是完全獨立的。當一側車輪行駛到濕滑路面上，開放式差速器會使其極速旋轉，而牽引力良好一側的車輪則幾乎靜止不動。這樣一來，絕大部分動力都給了打滑的車輪，有抓地力的車輪卻幾乎得不到動力，于是汽車就無法前進。

解決辦法之一，就是限制左右車軸之間的獨立或者相對運動——限滑差速器就此派上用場，其中最常見的類型是離合式限滑差速器。

限滑差速器的結構特點

首先我們來看看限滑差速器的結構特點是什麼。

開放式差速器的基礎元件如下圖所示，它由行星齒輪、齒圈、差速箱、差速輪和半軸齒輪構成。

▲注解：行星齒輪和齒圈用于将引擎的動力傳遞到差速箱中；差速箱内的差速輪的作用，是允許左右車軸之間有轉速差；左右各有一個半軸齒輪，用于驅動車軸。

除了這些基礎元件，限滑差速器在半軸齒輪和差速箱殼體之間添加了一組摩擦片和壓盤。摩擦片内側有齒，與半軸齒輪的花鍵鎖死，所以摩擦片和半軸齒輪總是同步轉動。

▲注解：花鍵分内外兩種，圓柱體外表面有鍵齒，就是外花鍵，内表面有鍵齒，就是内花鍵，兩者用于軸向固定

壓盤外沿有突起，嵌入差速箱殼體的凹槽中，所以壓盤與殼體同步轉動。

由于壓盤鎖定在殼體上，摩擦片鎖定在半軸齒輪上，整個離合器壓緊之後，離合器總成行動會猶如一個固體組件。或者說，差速箱的轉動直接傳遞到相應的車軸上。

半軸齒輪之間裝有複位彈簧，而複位彈簧一直推動半軸齒輪，壓緊離合器。

錐型齒輪的分離作用：

你會注意到差速輪和半軸齒輪都是錐型齒的。而錐型齒有一個特點：當扭矩通過錐型齒進行傳遞，除了産生切向力，還會産生軸向力。後者會試圖把兩組齒輪分開。

半軸齒輪和車軸是兩個獨立的元件。半軸齒輪可做輕微的軸向移動。

所以，當扭矩通過差速輪-半軸齒輪組進行傳遞時，會有一個分力傳遞到離合器上——這個力會将離合器總成緊壓在殼體内壁上。

限滑差速器的工作原理

回到最初的問題。當一側車輪行駛在高牽引力路面，傳遞到該側車輪的扭矩也會更高。所以該側由錐型齒分離作用産生的軸向分力也會更大。于是，高牽引力側的離合器會被壓緊，直至鎖止。差速箱傳遞的動力會直接通過離合器總成傳遞到高牽引力側的車軸上。

另一方面，低牽引力一側的離合器并沒有齧合，因此該側動力輸出受到限制。這樣一來，牽引力差的難題就得到了解決。

而在轉彎時，限滑差速器可以充當普通差速器。此時錐型齒分離作用産生的軸向分力不算太大，所以離合器中的摩擦片可以輕松地克服摩擦阻力，從而産生彼此間的滑動，于是左右車輪之間像開放式差速器那樣可以保持一定的轉速差。

除了離合器式限滑差速器，還有托森差速器、錐型齒差速器、液壓鎖差速器等等，同樣能夠解決輪間牽引力差問題。

編譯｜休不眠

編譯自｜Learning engineer