托森差速器阀块集成组装结构设计

　　从实际应用场景来看，这类集成结构多用于全时四驱车型的中央差速器或者前后桥差速器，相比传统的开放式差速器，托森结构本身可以通过蜗轮蜗杆的自锁特性实现扭矩的自动分配，搭配集成的阀块可以实现差速锁的液压控制，当单侧车轮出现打滑的时候，液压系统可以通过阀块快速给锁止机构供油，在0.2秒内完成差速器的锁止动作，把动力传递到有附着力的车轮上，不需要驾驶员手动操作，在非铺装路面、冰雪路面行驶的时候可以大幅提升车辆的通过性。这套托森组装结构的核心是将差速器核心传动单元与液压阀块做集成式布局，在做结构设计的时候，首先要考虑的是整车传动系统的安装边界，差速器本体的输入输出轴同轴度公差必须控制在0.02mm以内，否则装车后高速运转会出现半轴抖动、异响的问题，阀块部分的油道布局要避开差速器齿轮的运转包络，尤其是蜗轮蜗杆啮合区域的外侧，不能有突出的油嘴或者管接头，避免齿轮运转过程中剐蹭液压管路。

　　在设计思路上，首先要确定差速器的额定传递扭矩，这套结构适配的是2.0T到3.0T排量的乘用车，最大输入扭矩可以到450N·m，所以壳体部分采用的是高强度铝合金压铸成型，既可以保证结构强度，又能降低整体重量，阀块部分和差速器壳体采用一体化铸造成型，相比分体式的结构可以减少3个密封面，降低液压油渗漏的风险，油道的孔径设计经过反复测算，锁止供油的油道直径是6mm，回油道直径是8mm，可以保证锁止和解锁的动作响应速度满足整车标定的要求。

　　外形尺寸方面，整个组装结构的最大外径是186mm，轴向总长度是242mm，安装法兰的孔位是按照主流乘用车的后桥安装标准设计的，6个M12的安装螺栓均匀分布在直径160mm的分度圆上，输入轴采用的是渐开线花键连接，齿数是26，模数是2，输出轴的花键参数和输入轴保持一致，可以和市面上多数车型的半轴直接适配，不需要额外做转接法兰。在实际装配的时候，要注意蜗轮和蜗杆的啮合间隙，标准间隙要控制在0.1mm到0.15mm之间，间隙过大会导致扭矩传递的时候出现冲击，间隙过小会导致运转阻力过大，油温升高过快，阀块部分的电磁阀安装面平面度要求是0.01mm，安装的时候要涂对应的密封胶，按照规定的扭矩拧紧螺栓，避免出现泄压的问题。

　　另外，整个结构的润滑采用的是齿轮油和液压油共用的设计，差速器的齿轮润滑和阀块的液压系统使用同一种油品，不需要单独设置储油腔，进一步缩小了整体的体积，在车辆保养的时候只需要更换一种油液，降低了后期维护的成本。在做三维建模的时候，所有的配合面都做了公差标注，齿轮部分的参数完全按照机械设计手册的标准做了参数化建模，阀块的油道做了流体仿真验证，在最大供油压力6MPa的情况下，油道内的流速不会超过3m/s，不会出现气蚀或者噪音过大的问题，安装边界也做了干涉检查，和周边的悬架摆臂、刹车管路、油箱护板等部件都预留了至少15mm的安全间隙，避免车辆行驶过程中因为颠簸出现部件干涉的问题。