中央差速器

    我们知道车辆在行使过程中不光只有直线行使，还有各种角度的弯道，当车辆行驶在弯道中时，四个车轮的轨迹是四条半径不同的圆弧。这就造成四个车轮在弯中的转速不同，如果车轮只能以同一转速转动，那车辆根本无法转弯，就算强行转向也会因为车轮转速差而折断中间的车轴。这时就需要安装差速器来实现差速，将发动机输出轴上的一个固定转速分解成不同的转速传递到车轮。一般两驱车只有一个差速器，安装在前或者后轴中间。

    汽车转向时，前轮转弯半径比同侧的后轮要大，因此前轮的转速要比后轮快，以至四个车轮走的路线完全不一样，所以四驱车则需要中央差速器来分配前后轴扭矩。

中央差速器的种类有：

    开放式中央差速器
    多片离合器式差速器
    托森差速器
    粘性联轴节式差速器

开放式中央差速器

    顾名思义，开放式差速器就是没有任何限制，可以在汽车转弯时正常工作的差速器，行星齿轮组没有任何锁止装置，假如一辆四驱车配备了前中后三个开放式差速器，那么如果其中一个轮子打滑，那么这个车的全部动力都会浪费在这个车轮上，而其余三个车轮则无法到的动力。

优点：没有特别的优点，因为差速是汽车正常行驶的必备条件；

缺点：在越野车领域，开放式差速器会影响非铺装路面的脱困性。

多片离合器式差速器

    多片离合器式差速器依靠湿式多片离合器产生差动转矩。这种系统多用作适时四驱系统的中央差速器使用。其内部有两组摩擦盘，一组为主动盘，一组为从动盘。主动盘与前轴连接，从动盘与后轴连接。两组盘片被浸泡在专用油中，二者的结合和分离依靠电子系统控制。

    在直线行驶时，前后轴的转速相同，主动盘与从动盘之间没有转速差，此时盘片分离，车辆基本处于前驱或后驱状态，可达到节省燃油的目的。在转弯过程中，前后轴出现转速差，主、从动盘片之间也产生转速差。但由于转速差没有达到电子系统预设的要求，因而两组盘片依然处于分离状态，此时车辆转向不受影响。

『上图为前、后轴之间的多片离合器式差速器-模型图』

    当前后轴的转速差超过一定限度，例如前轮开始打滑，电控系统会控制液压机构将多片离合器压紧，此时主动盘与从动盘开始发生接触，类似离合器的结合，扭矩从主动盘传递到从动盘上从而实现四驱。

    多片摩擦式限滑差速器的接通条件和扭矩分配比例由电子系统控制，反应速度快，部分车型还具备手动控制的“LOCK”功能，即主、从动盘片可保持全时结合状态，功能接近专业越野车的四驱锁止状态。但摩擦片最多只能传递50%的扭矩给后轮，并且高强度的使用会时摩擦片过热而失效。

优点：反映速度很快，可瞬间结合；多数车型都是电控结合，无需手动控制；

缺点：最多只能将50%的动力传递给后轮，高负荷工作时容易过热。

托森差速器

    托森（Torsen）这个名字的由来取Torque-sensing Traction——感觉扭矩牵引，Torsen的核心是蜗轮、蜗杆齿轮啮合系统，从Torsen差速器的结构视图中可以看到双蜗轮、蜗杆结构，正是它们的相互啮合互锁以及扭矩单向地从蜗轮传送到蜗杆齿轮的构造实现了差速器锁止功能，这一特性限制了滑动。在在弯道正常行驶时，前、后差速器的作用是传统差速器，蜗杆齿轮不影响半轴输出速度的不同，如车向左转时，右侧车轮比差速器快，而左侧速度低，左右速度不同的蜗轮能够严密地匹配同步啮合齿轮。此时蜗轮蜗杆并没有锁止，因为扭矩是从蜗轮到蜗杆齿轮。而当一侧车轮打滑时，蜗轮蜗杆组件发挥作用，通过托森差速器或液压式多盘离合器，极为迅速地自动调整动力分配。

『托森差速器-结构图』

    当车辆正常行驶的时候，差速器壳P转动，同时带动蜗杆3和4转动，此时3和4之间没有相对转动，于是红色的1轴和绿色的2轴以同一个速度旋转。而当一侧车轴遇到较大的阻力而另一侧车轴空转的时候，例如红色车轴遇到较大的阻力，则一开始它静止不动，而差速器壳还在旋转，于是带动蜗杆齿轮4沿着红色轴滚动，4滚动的同时又带动3旋转，但是3与绿色的车轴2有自锁的效果，所以3的转动并不能带动绿色车轴2转动，于是3停止转动，同时又使得4也停止转动，于是4只能随着差速器壳的转动带动红色车轴旋转，即将扭矩分配给了红色车轴，车辆脱困。

『托森差速器原理视频』

    最核心的装置就是中央扭矩感应自锁式差速器，它可以根据行驶状态使动力输出在前后桥间以25：75～75：25连续变化，而且反应十分迅速，几乎不存在滞后（扭矩感应自锁式差速器的特点在前面也详细分析过），而且有电子稳定程序的支持，更进一步提高了动力分配的主动性。

    简单地说，托森差速器就是一个全自动纯机械差速器，即不需要人为控制+100%可靠的+传动直接的限滑差速器，从某个角度来说是一种很均衡的设计。

优点：能够在瞬间对驱动轮之间出现的阻力差提供反馈，分配扭矩输出，而且锁止特性是线性的，能够在一个相对宽泛的扭矩输出范围内进行调节；

缺点：没有两驱状态；差速器限滑能力有限，动力无法完全传递到有某一车轮。

粘性联轴节式差速器

    粘性联轴节式差速器，这种结构的差速器是当今全轮驱动汽车上自动分配动力的灵巧的装置。它通常安装在以前轮驱动为基础的全轮驱动汽车上。这种汽车平时按前轮驱动方式行驶。粘性联轴节的最大特点就是不需驾驶员操纵，就可根据需要自动把动力分配给后驱动桥。

    粘性联轴节的工作原理，有点类似于多片离合器。在输入轴上装有许多内板，插在输出轴壳体内的许多外板当中，并充入高粘度的硅油。输入轴与前置发动机上的变速分动装置相连，输出轴与后驱动桥相连。

『粘液藕合器式差速器-结构图』

    在正常行驶时，前后车轮没有转速差，粘性联轴节不起作用，动力不分配给后轮，汽车仍然相当于一辆前轮驱动汽车。

    汽车在冰雪路面上行驶时，前轮出现打滑空转，前后车轮出现较大的转速差。粘性联轴节的内、外板之间的硅油受到搅动开始受热膨胀，产生极大的粘性阻力，阻止内外板间的相对运动，产生了较大的扭矩。这样，就自动地把动力传送给后轮，汽车就转变成全轮驱动汽车。

    在汽车转向时，粘性联轴节还可吸收前后车轮由于内轮差而产生的转速差，起到前后差速器的作用。在汽车制动时，它还可以防止后轮先抱死的现象。

优点：尺寸紧凑、结构简单、生产成本低；

缺点：缺点是反应速度慢，扭矩分配比例小，结合和分离不可手动控制，高负荷工作时因为过热可能会失效。

适时四驱又称为实时四驱，是最近几年发展起来的技术，它由电脑芯片控制两驱与四驱的切换。该系统的显著特点就是它在继承全时四驱和分时四驱的优点的同时弥补了它们的不足。它能自行识别驾驶环境，根据驾驶环境的变化控制两驱与四驱两种模式的切换。在颠簸、多坡多弯等附着力低的路面，车辆自动设定为四轮驱动模式，而在城市路面等较平坦的路况上，车辆会自行切换为两轮驱动。

适时四驱系统的两种类型

早期的适时四驱是纯机械的，最典型的代表车型就是本田的CR-V，它通过液力耦合器来实现自动向后轮分配动力。这种四驱的核心部件就是这个液力耦合器，在这个耦合器中充满了硅油，输入轴和输出轴一端与浸没在硅油中的叶轮相连，另一端则与前后差速器相连。在正常行驶的时候，前后车轮保持相同的速度运转，液力耦合器的两个轴之间不存在转速差。当前轮出现打滑的时候，转速会超过后轮，从而导致耦合器里的两个叶轮之间出现转速差，这种转速差会导致硅油升温而粘度迅速升高，从而将动力传递给后轮。这种适时四驱的结构比较简单，不需要电控元件，但由于它需要前后车轮出现明显转速差的时候液力耦合器才能介入，因此它的响应速度比较慢，无论是在提高越野性能还是通过性能的时候，都会明显逊色于全时四驱。

第二个阶段的适时四驱开始通过电子装备来解决之前机械式带来的问题。在这一代适时四驱中，中央差速装置被多片式离合器所取代，它的开与合则由ECU来掌控。前后车轮的轮速传感器会将实时的轮速反馈给ECU，一旦ECU检测到前轮的转速比后轮快，就会迅速发出指令给多片式离合器，从而向后轴传递动力。由于有了电控系统的加入，此时的适时四驱在响应速度上大幅度提高，而且在分配动力比例上，也可以做到智能化控制。另外多片离合器在完全结合时可以达到硬连接的效果，因此不仅它的传动效率要比机械式的更高，而且使得锁死差速装置成为可能。

本田CR-V采用的粘性联轴节方式控制是一种纯机械方式，没有任何电子控制的系统。他的工作原理并不难理解。根据流体力学的原理，物体在流体中运动受到的阻力跟速度的平方成正比。所以，流体传递力矩的能力是跟速度有关的，速度越快传递的动能就越多。粘性联轴节正是利用了这个原理，这种四驱系统通过一根长长的传动轴把力矩传递给后驱动桥，但在后驱动桥与传动轴之间布置了一个粘性联轴节。在粘性联轴节的壳体中充满了高粘度的硅油，输入轴深入到壳体里，上面布满了花键，这些钢片在硅油中转动，将可以将动力传递给壳体。可以看出，伸入到壳体里的输出轴转速与前桥保持一致。 而壳体则与输出轴相连然后连接到后差速器上，所以转速与后桥保持一致。当汽车正常行使时，前后轴的转速相同，所以粘性联轴节内两组钢片的转速也相同，此时硅油不传递力矩。因此此时可以视为前轮驱动。当前后车车轮发生转速差的时候（例如前轮打滑），硅油将把动力传递给后桥，从而实现四轮驱动。粘性联轴节内两组钢片的相对速度也很大时硅油才起作用，将一部分动力传递到后桥上，让后轮辅助驱动车身前进。前后轮速度差越大，传递的力矩就越多。由于是利用硅油的粘度来传递力矩，所以传递的力矩很有限（通常不到40%）。所以，我们只能把后桥当作辅助驱动桥。这种设计结构简单，成本低廉，因此在早期的适时四驱车上采用，现在的CRV仍然坚持使用这一经典的技术。 第二种适时四驱方式多片离合器方式是在ECU的控制下完成的。粘性联轴节由多片离合器代替了，而多片离合器的结合与否与结合的程度都是通过ECU分析车况后由液压方式推动多片离合器上的控制活塞来完成的。正常行驶情况下，多片离合器是分离的，相当于两轮驱动。当需要采用四驱方式时，ECU控制多片离合器活塞使离合器的内部两组摩擦片相互结合。这样，一部分动力就通过多片离合器传递到了后轮。把车辆的驱动方式暂时转换成四驱，适时四驱就这样形成了，与粘性联轴节相比，这种技术更先进，响应速度更快，控制也更精准，所以被广泛采用。

目前，四驱系统一般分为：全时四驱、分时四驱和适时四驱。

全时四驱指的是车辆在整个行驶过程中一直保持四轮驱动的模式。这种驱动模式拥有较好的越野和操控性能，但它不能根据路面情况做出扭矩分配的调整，油耗偏大，经济性差。

分时四驱是由驾驶者手动切换的驱动模式，驾驶者可通过接通或断开分动器来选择两轮驱动或四轮驱动模式。这是SUV车型中最常见的驱动模式，其优点是既能保证车辆的动力性和通过性，又能兼顾燃油经济性，略显不足的是驾驶者需要自行判断路况，手动操作驱动模式。

三种四驱系统比较

全时四驱系统内有三个差速器：除了前后轴各有一个差速器外，在前后驱动轴之间还有一个中央差速器。这使全时四驱避免了半时四驱的固有问题：汽车在转向时，前后轮的转速差会被中央差速器吸收。所以，全时四驱在硬路面、下雨时有更可靠的四轮抓着力，比分时四驱优越。但到了冰雪、沼泽地就必须把中央差速器锁上；回到不滑的硬路，马上要把中央差速器锁解开。

有些全时四驱的中央差速器比较先进，一般情况下它可以把汽车动力平分给前后轴。当车轮出现打滑时，它会自动把中央差速器锁上。这种系统在小车上表现很好，但在大四驱车上，它就没有差速器手动锁来得可靠。

分时四驱靠操作分动器实现两驱与四驱的切换。由于分动器内没有中央差速器，所以分时四轮驱动的汽车不能在硬地面上使用四驱，特别是在弯道上不能顺利转弯。这是因为分时四驱在分动器内没有中央差速器，而无法把前后轴的转速调整所致。汽车转向时，前轮转弯半径比同侧的后轮要大，因此前轮的转速要比后轮快，以至四个车轮走的路线完全不一样，所以分时四驱只可以在车轮打滑时才挂上四驱，一回到摩擦力大的铺装路面应马上改回两驱。