托森差速器全称为扭矩感应自锁式差速器TORQUE SENSITIVE,TORSEN便是这两个英文的缩写。托森差速器几乎为全时四驱车型的精髓所在,通过蜗轮和蜗杆的机械原理实现的动力的分配。蜗轮无法驱动蜗杆的原理实现互锁。
当一侧车轮或前轴打滑,另一侧车轮或后轴静止时(后文讨论的是托森中央差速器,托森作为轮间差速器较少),托森差速器依靠蜗轮和蜗杆的自锁结构,能够瞬间对驱动轮之间的阻力差进行反馈,分配扭矩输出,而且扭矩输出是线性的动态分配,能够在一个相对范围内对动力输出进行调节,大概在25%至75%自动调节。
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如何达到自锁,其原理就是利用蜗轮和蜗杆的摩擦力矩,摩擦力矩是由蜗轮和蜗杆的啮合角度、摩擦角度和旋转角度决定的。假设当前前轴空转,后轴不转,前轴的蜗杆会带动前蜗轮转动,前蜗轮通过常啮合直齿带动后蜗轮转动,后蜗轮本应该要驱动后蜗杆。此时后蜗轮驱动后蜗杆的摩擦力矩非常大,反过来限制后蜗轮的转速,进而抑制了前轴的空转。事实上差速器的壳体一直在转动,当前轴的空转被抑制之后,后轴只能随着壳体转动,从而脱困。
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由于托森差速器为纯机械的结构,当车辆需要拐弯的时候,前、后驱动轴出现了转速差,由于转速差并不是太大,可以通过啮合的直齿圆柱齿轮相对转动,使一轴转速加快,另一轴转速下降,实现了差速的作用。注意的是,此时依旧前后轴有动力分配,前轴:后轴动力分配大概为25:75-75:25之间连续变化,而且反应非常迅速,几乎不存在滞后。因此配备的托森差速器的全时四驱面对铺装路面和混合路面时,动力分配非常游刃有余,整体的车辆循迹性表现有极大的提升。
问题就来了,托森差速器是自动分配动力的传递,范围在25~75%,无法主动进行动力的固定分配。这一点在越野时非常被动,只有75%的动力也无法脱困。还有一种全时四驱便是中央差速器采用普通的开放式差速器,一旦一个轮子打滑空转后,动力将会全部流失,有抓地力的车轮无法获得扭矩,从而让车辆停滞不前。
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不管怎么样,全时四驱也非常害怕打滑空转的出现。若想通过性提升一个层次,必定要把中央差速器变成硬连接,前后轴动力分配为50:50,如此去攀爬越野才有底气。
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至于分时四驱,从Jeep威利斯便存在四驱结构这么几十年甚至小一百年来都没有明显变化。