奥迪Quattro-Torsen中央差速器四轮驱动极简易解

Quattro一直以来都是奥迪宣传的重点，性能方面自然有过人之处，它最早被采用在20世纪80年代的奥迪S1拉力赛车上，20世纪90年代以后在奥迪的民用车上广泛采用。现在，几乎6缸以上的奥迪车都把Quattro作为标配。我们熟悉的奥迪100轿车就配备过Quattro四驱系统。经过这么多年的发展，奥迪一直沿用着这一独特的四驱技术，其可靠性已经非常成熟。

其实，说奥迪的Quattro四驱独特，主要是因为它的中央差速器设计非常独特。奥迪Quattro采用的是托森（Torsen）中央差速器。从图2-132上可以看出奥迪四驱系统的托森中央差速器、前传动轴和前差速器都是集成在变速器的壳体里面，这样的设计结构非常紧凑，也为乘员舱腾出了空间。

图2-132 奥迪Quattro四驱系统托森中央差速器位置及结构

能这样紧凑主要归功于奥迪独特的发动机布置方式。我们知道奥迪集团的传统就是前纵置发动机前轮驱动的设计，整个发动机布置在前轴之前，而变速器刚好布置在前轴之后，前车轴刚好从变速器底部穿过。这给差速器的布置带来了好处，也因此才可以把四驱系统最占空间的中央差速器、前差速器和前传动轴集成为一体。所以结构紧凑是奥迪Quattro的一大优点，紧凑的结构带来的是更高的传动效率和更轻的整备质量。

不过要想了解Quattro四驱在性能上的优越性，我们不得不提托森差速器的优越性。因为Quattro的四驱性能在很大程度上是因为托森中央差速器的独特结构才能实现的。托森中央差速器与前面讲述的托森轮间差速器的结构基本相同，只不过是将蜗杆分别与前差速器和后差速器相连。这样动力可以顺利地通过蜗杆分配给前、后传动轴，从而能够驱动前、后驱动桥。正是因为这样的蜗杆设计，让它具备了一个自锁死功能。注意这一全套机构都是纯机械联动的，没有任何电子设备的介入。蜗杆的动力传输特性刚好跟行星齿轮式差速器的半轴齿轮相反，它能自动地把动力分配给受阻力较大一侧的传动轴。

具体工作原理如图2-133所示。

图2-133 奥迪Quattro四驱系统托森中央差速器工作原理

1）在汽车直线行驶状况下，托森差速器是前后50∶50平均分配动力的。此时，差速器壳体里面的蜗轮自身并不转动。当汽车加速时，由于后轮附着力增大，托森差速器会自动向后轮分配更多的动力来获得更大的有效驱动力。(www.xing528.com)

2）在汽车前轮打滑状况下，也就是说前轮即将失去抓地力时。蜗杆、蜗轮会相互咬死，让动力无法传递给打滑的前轮，从而自动分配给了仍然有抓地力的后轮。而且，这一切都是线性调节的，前轮打滑得越厉害，获得的驱动力越少；相反，抓地力越大的后轮获得的驱动力越多。

3）在汽车后轮打滑状况下，也就是说后轮即将失去抓地力时。蜗杆、蜗轮同样会相互咬死，让动力无法传递给打滑的后轮，从而自动分配给了仍然有抓地力的前轮。而且，这一切同样都是线性调节的，后轮打滑得越厉害，获得的驱动力越小；相反，抓地力越大的前轮获得的驱动力越大。

4）托森差速器常被称为转矩感应式差速器，它的灵敏程度是可以通过在设计时调节蜗杆齿轮斜齿的斜度来调整咬死转矩的。我们知道汽车在转弯时由于前后车轮的运动圆弧不等长，所以也会造成转速差。此时，动力分配并不平均，不过这时可以通过转向盘转角与四个车轮转速计算出是否在正常转向的转速差范围的。然而，托森差速器的灵敏度是固定不变的，那么在匹配托森差速器时，必须要考虑转向带来的转速差问题，因为此时不能让蜗杆、蜗轮咬死，否则会损坏传动系统，降低传动效率，甚至产生转向制动。那么蜗杆齿轮的齿形斜度必须依据转弯时的前后车轮转速差来匹配，也就是说在转弯时（前后车轮转速差较小时）不能发生锁死情况。

同样的道理，当汽车加速出弯时，后轮附着力增大，它会自动地把稍多的转矩分配给后轮，这相当于一种偏向后轮驱动的全时四驱，我们知道后轮驱动的汽车能有更高的弯道操控极限和更高的过弯速度，那么托森差速器刚好满足了这种需求。

总的来说，拥有托森中央差速器的奥迪Quattro是一个既兼顾公路性能又兼顾通过性能的全时四驱系统。最难能可贵的是它没有借助任何电子设备，而是通过精妙的纯机械设计来达到这些性能上的要求，所以，奥迪Quattro四驱系统有着极高的响应速度，这给公路行驶带来很大的好处。

从另外一个角度来看，因为它是主动分配动力的，不需要通过传感器和电脑的分析判断，而且纯机械结构带来的是超高的可靠性和耐用性，这对需要通过性能的SUV是非常有好处的，奥迪Q7正是拥有这种设计的SUV。

因此，托森差速器几乎可以成为20世纪继转子发动机以后精妙机械设计的典范。不过正是因为这套机构的精妙，导致其需要非常高的加工精度、制造工艺和高强度的材料才能保证其性能的发挥。所以，成本非常之高。

奥迪Quattro之所以没有在前、后差速器上都采用托森差速器，估计也是出于成本的考虑。