汽車電子差速鎖工作原理

其實，汽車電子差速鎖英文全稱為ElectronicDifferentialSystem， 它是ABS的一種擴展功能，用于鑒別汽車的輪子是不是失去著地摩擦力，從而對汽車的打滑車輪進行控制。

工作原理

EDS的工作原理比較容易理解。因為差速器允許傳動軸兩側(cè)的車輪以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，如果傳動軸某一側(cè)的車輪打滑或者懸空時，會造成另一側(cè)車輪完全沒了動力，當EDS電子差速鎖通過ABS 系統(tǒng)的傳感器，自動探測到由于車輪打滑或懸空而產(chǎn)生的兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)速不同的現(xiàn)象時，就會通過ABS系統(tǒng)對打滑一側(cè)的車輪進行制動，從而使驅(qū)動力有效地作用到非打滑側(cè)的車輪，保證汽車平穩(wěn)起步。當車輛的行駛狀況恢復正常后，電子差速鎖即停止作用。

當汽車驅(qū)動軸的兩個車輪分別在不同附著系數(shù)的路面起步時，例如一個驅(qū)動輪在干燥的柏油路面上，另一個驅(qū)動輪在冰面上，EDS電子差速鎖則通過ABS系統(tǒng)的傳感器會自動探測到左右車輪的轉(zhuǎn)動速度，當由于車輪打滑而產(chǎn)生兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速不同時，EDS系統(tǒng)就會通過ABS系統(tǒng)對打滑一側(cè)的車輪進行制動，從而使驅(qū)動力有效地作用到非打滑側(cè)的車輪，保證汽車平穩(wěn)起步。

XDS

在國產(chǎn)的高爾夫GTI上我們聽到了一個新名詞：XDS電子差速鎖。在官方網(wǎng)站上，廠家這樣宣傳它們的產(chǎn)品：“GTI在彎道上的出色動態(tài)平衡還得益于另一項法寶——XDS車輛動態(tài)電子差速鎖，內(nèi)置于ESP系統(tǒng)內(nèi)的XDS可以避免內(nèi)側(cè)驅(qū)動輪的打滑，有效改善前驅(qū)車的轉(zhuǎn)向不足現(xiàn)象;而大尺寸的剎車盤則提供了極其優(yōu)異的制動性能，為駕駛者的極致速度提供了更安全的保障”。XDS系統(tǒng)似乎很強大，當然廠家的宣傳需要辯證的看待，況且可能還有很多人并不明白：為什么避免內(nèi)側(cè)驅(qū)動輪打滑就能避免轉(zhuǎn)向不足?

衡量一輛車性能優(yōu)劣，除了看直線加速能力外，關(guān)鍵還是在彎道中的表現(xiàn)，高性能車型如果裝備的是普通差速器的話，在高速過彎時會產(chǎn)生很多問題。在日常行駛中，我們認為四個車輪總是緊貼地面的，左右兩側(cè)車輪的抓地力的差異基本可以忽略，差速器將動力平均分配到左右車輪。但在激烈駕駛時情況就變得復雜了。

注：以下所說的“內(nèi)側(cè)輪”、“外側(cè)輪”都指兩側(cè)的驅(qū)動輪，不包括從動輪。

● 問題一：動力的損失

細心的駕駛者都會有這樣的感覺，那就是影響車輛動態(tài)表現(xiàn)的一個重要因素在于所謂的重量轉(zhuǎn)移。舉個例子，為什么汽車的前剎車盤都比后剎車盤大?因為車輛在強力剎車時由于慣性導致車體前傾，車身大部分重量移至前軸，所以前輪的剎車力度一定要大，后軸實際上只分擔了很少一部分剎車工作。

同樣的道理，車輛在高速轉(zhuǎn)彎時會產(chǎn)生很大的離心力，而且轉(zhuǎn)彎速度越快離心力也就越大，離心力會使車身重量轉(zhuǎn)移到彎外的一側(cè)，車里成員能清楚體會到的向外甩的力量，而我們從外面看到的車身表現(xiàn)就是彎外側(cè)的懸掛被壓縮，而彎內(nèi)側(cè)的車輪幾乎可以離地，抓地力也急劇下降。

這時普通開放差速器的缺點開始暴露出來，那就是永遠將扭矩平均分配到左右兩半軸并且趨向于阻力較小的那一側(cè)。具體到高速過彎中的車輛，由于內(nèi)側(cè)驅(qū)動輪阻力很小以致幾乎懸空使得作用在該側(cè)半軸上的扭矩較直線行駛時大為減小，抓地力的不足甚至可能令車輪開始出現(xiàn)打滑，而另一側(cè)抓地力很大的車輪所獲得的扭矩也同樣小，對于駕駛者來說就等于動力的損失。這有點類似于我們做四驅(qū)系統(tǒng)測試時讓一個車輪離地的狀態(tài)：懸空的車輪瘋狂空轉(zhuǎn)而車輛只是停在那里勉強蠕動兩下，不同之處是在高速過彎中驅(qū)動輪不一定完全離地并且持續(xù)的時間非常短暫。也許有人覺得這種現(xiàn)象只會持續(xù)區(qū)區(qū)幾秒鐘，不會對操控產(chǎn)生什么影響，但在爭分奪秒的比賽中每個彎道相差哪怕0.1秒都可能決定勝敗。

● 問題二：前驅(qū)車轉(zhuǎn)向不足

現(xiàn)在我們來說說轉(zhuǎn)向過度和轉(zhuǎn)向不足。目前普遍的觀點是前驅(qū)車傾向于轉(zhuǎn)向不足而后驅(qū)車傾向于轉(zhuǎn)向過度，這主要和前后軸的重量分配有關(guān)，大部分前驅(qū)車由于發(fā)動機和傳動機構(gòu)都布置在前軸之前，靜態(tài)時的前后軸重分配本來就已近“頭重腳輕”，彎道中重量前移使得前軸負荷進一步增大，這就很可能令前輪突破抓地極限，失去轉(zhuǎn)向的作用，車身不再朝預定方向轉(zhuǎn)彎而是沿著轉(zhuǎn)彎弧線的切線方向推出去，就是我們平時所說的“推頭”。

推頭對于提升過彎速度來說顯然是不利的，那么能不能盡量降低轉(zhuǎn)向不足的影響呢?對于前驅(qū)車來說想改變重量分布的先天不足恐怕難度比較大，可以從另一個角度入手，那就是制造一個橫擺力矩。

什么是橫擺力矩?舉個簡單的例子，大家都有劃過雙槳的小船吧，在轉(zhuǎn)向時我們會怎么做呢?如果是向左轉(zhuǎn)，就要用力劃右邊的漿，這樣就會產(chǎn)生一個向左的橫擺力矩，船就向左轉(zhuǎn)了。車輛轉(zhuǎn)彎也可以采用相同的原理。有沒有觀察過坦克是如何拐彎的?通過兩側(cè)履帶的差動，坦克甚至可以原地轉(zhuǎn)圈。

回到汽車上，現(xiàn)在已經(jīng)有了通過施加橫擺力矩提升操控性的系統(tǒng)，最典型的有謳歌的SH-AWD系統(tǒng)、瀚德的第四代四輪驅(qū)動系統(tǒng)以及奧迪、寶馬部分四驅(qū)車型后軸裝備的主動扭矩分配裝置等等。它們都采用相同的原理，那就是在車輛轉(zhuǎn)向時主動將扭矩分配到外側(cè)的車輪從而產(chǎn)生向彎內(nèi)的橫擺力矩幫助車輛過彎。

● XDS電子差速鎖的作用：

XDS電子差速鎖就是為了解決以上兩個問題而出現(xiàn)的。說白了就是一個電子系統(tǒng)通過剎車模擬出來的限滑差速器。它的工作原理是當車輛極限狀態(tài)時給抓地力很小的內(nèi)側(cè)驅(qū)動輪施加制動。據(jù)廠家人士稱，XDS會對剎車盤施加5-15bar的制動力，1bar是每平方毫米是0.1N，折合平方厘米是10N，也就是每平方厘米1公斤出頭。它的原理和一些越野車的車輪電子制動輔助類似。

給打滑車輪制動這一動作會產(chǎn)生兩個效果：

一、內(nèi)側(cè)打滑車輪的阻力增大使得發(fā)動機傳遞更多的扭矩，相當于外側(cè)抓地力良好的車輪獲得了更多扭矩，提升了車輛的彎道性能;

二、由于內(nèi)側(cè)車輪抓地力很小而外側(cè)車輪抓地力大，所以盡管扭矩依然是平均分配，但對于車輛來說更多的扭矩通過外側(cè)車輪作用到地面，從而產(chǎn)生了一個指向彎內(nèi)的橫擺力矩幫助車輛轉(zhuǎn)彎，一定程度上抑制了轉(zhuǎn)向不足。

● XDS真的很神奇?

客觀來講，XDS確實能提升車輛的操控性，但如果用“神奇”來形容的話顯然言過其實了。

首先我們從官方網(wǎng)站的敘述中就可以看出，XDS是基于ESP基礎(chǔ)上延伸出來的功能，當今主流的ESP系統(tǒng)已經(jīng)具備了對四個車輪進行獨立制動的功能，也就是說在硬件上已經(jīng)具備XDS的條件，關(guān)鍵就在于軟件的升級了。