# 0.叠甲
非专业出身，知识大多来源于各种书籍、论文、视频、论坛等，如有不对的地方请指教。以下如果引用了比较专业的内容，会标注出论文或者书籍的出处，各位看官可以自行去原书籍、论文处查看详细原文。
# 1.差速器和限滑差速器
## 1.1人力三轮车
想象一下人力三轮车或者卡丁车的情况，他们的相同点是，链条把从三轮车前齿盘或者卡丁车发动机的动力，传输到动力轴的齿轮盘上，齿轮盘的转速是ω0，轴两侧轮子/半轴（当然三轮车和卡丁车是一根整体轴，没有左右半轴的概念）的转速是ω1和ω2。三个转速之间的关系是：
ω0=ω1=ω2 （1-1）
无论是直线还是转弯。
这里遇到一个问题，在直线行驶的时候一切正常，但在转弯的时候，因为是一根整体轴，左右两侧的转速始终等于ω0。内侧的轮子，实际行驶的路线是短于外侧轮子的，这对于人力三轮车来说可能问题不大，毕竟速度不快，车子也比较轻，轮子的抓地力也不强，即使轮子出现滑动，稍微滑一点也就过去了。对于卡丁车来说，整体轴在转弯过程中，会有较强的转向过度，但由于卡丁车毕竟还是比较轻，且适度的转向过度更有利于锻炼车手，所以也一直保持这样的设定。
## 1.2车子更大了
当车子变得更大、更重，轮胎变得宽、更抓地。如果还是ω0=ω1=ω2，问题就变大了。所以需要将ω0合理的、及时的分配给两侧，这时候就需要差速器。现在的车辆上，基本都配备差速器。直线行驶的时候，仍是ω0=ω1=ω2，转弯的时候，满足：
2ω0=ω1+ω2 （1-2）
差速器通过巧妙的设计，可以在出现转速差的瞬间调节两侧半轴的转速。开放式差速器的工作原理网上介绍太多了，找个看看就能明白。
## 1.3引入限滑功能
普通的开放式差速器，已经能够应付大多数的路面，但开放式的差速器有一个缺点，动力总是往阻力较小（车轮转的比较快）的一侧释放。比如车轮，一侧压在柏油路上，一侧在冰面上，假设冰面的摩擦系数极低，轮胎发生空转，开放式差速器则会将绝大部分的动力分配给这一侧的轮子，反倒抓地力好的一侧的轮子得不到动力。除此之外，在赛道快速过弯的时候，车子向外侧倾斜，外侧轮承受的压力大于内侧轮，且外侧轮行驶的路线长度也长于内侧轮，内侧轮实际转过的周长，可能会大于行驶过的路线长度，即存在空转的情况，更极端的情况是内侧轮抬起，处于完全空转的情况。这样的情况下，没有限滑功能的开放式差速器，会将动力都传输到负担较轻的一侧，即内侧，也就是常见的过弯时内侧挠胎。
上述提到开放式差速器没有限滑功能并不准确，因为存在齿轮咬合松紧度以及润滑油的阻力等等，即使是开放式差速器，其内阻也不完全是0的，为了下文解释方便，先视同它没有限滑功能吧。
接上文，需要引出限滑的概念，即在一些特定的情况下，限制住不该获得动力的一侧，把动力传输给需要动力的一侧。
# 2.一些专业名词和算术题
再次叠甲，这里按照大多数文章的定义来说明，故网络上所说的锁止率等概念（其实是我不太明白厂商所说的80%锁止率指的是什么）。另外刘惟信主编的《汽车车桥设计》中，将锁紧系数和转矩比都定义为K，这里还是按照大多数的定义来说明，如果去读《汽车车桥设计》，注意辨别定义。
## 2.1内摩擦转矩Tf
Tf=T2-T1 （2-1）
其中T1是输出扭矩较小一侧半轴齿轮上的转矩，即转速较快的一侧，T2是输出扭矩较大一侧半轴齿轮上的转矩，即转速较慢的一侧。另
T0=T1+T2 （2-2）
T0为差速器壳上的转矩。
## 2.2转矩比S
外文书籍中经常表示为TBR（Torque Bias Ratio），转矩比表示的是两侧半轴齿输出转矩的最大比值。
S=T2/T1 （2-3）
## 2.3锁紧系数K
K=Tf/T0 （2-4）
锁紧系数是内摩擦转矩与差速器传递的转矩的比例，数值在0-1之间，越靠近1，就代表内差速器的限滑效果越好，当然具体数值还是要根据车况和道路情况确定。锁紧系数，根据不同类型的差速器，其主要决定因素也不同，下文详解。
通过公式2-3和2-4，转矩比也可以用锁紧系数来表示
S=（1+K）/（1-K） （2-5）
## 2.4差速器效率ηD
ηD=T1/T2=1/S （2-6）
差速器效率是指差速器壳不转的时候，即ω0=0时候，一侧半轴驱动另一侧半轴时候的功率之比，ηD=（T1ω1）/（T2ω2），这时候ω1=ω2，故结果为2-5公式。ηD越小，效率越低，表明差速器的内摩擦力矩越大，差速器越倾向于重新分配两侧力矩。
## 2.5差速器的传动效率ηDT
ηDT=1-（B/2R）（（1-ηD）/（1+ηD）） （2-7）
差速器效率是指从尾牙传递到差速器壳体的动力，传输到左右半轴的效率，根据定义：
ηDT=（T1ω1+T2ω2）/（T0ω0） （2-8）
从公式2-8推导至公式2-7的过程，利用了三角形相似性，具体见上述书籍中的推导过程，其中B为轮距，R为后驱动桥中心一点的转弯半径。
## 2.6举个例子
一个典型的托森A型限滑差速器，TBR，即转矩比S为3：1，锁紧系数K为0.5，差速器效率ηD为0.33。
未完待续。
