Automobilio diferencialas. Veislės ir veikimo ypatumai
Turinys
nemokamas (be blokavimo);
su rankiniu valdymu;
su automatiniu užraktu.
Diferencialas yra mechanizmas, kuris perduoda sukimo momentą iš vieno šaltinio dviem vartotojams. Pagrindinis jo bruožas yra galimybė perskirstyti galią ir užtikrinti skirtingą vartotojų sukimosi kampinį greitį. Kalbant apie kelių transporto priemonę, tai reiškia, kad ratai gali gauti skirtingą galią ir suktis skirtingu greičiu per diferencialą.
Diferencialas yra svarbus automobilio transmisijos elementas. Pabandykime išsiaiškinti, kodėl.
Kodėl jūs negalite išsiversti be diferencialo
Griežtai tariant, galite išsiversti be diferencialo. Bet tik tol, kol automobilis važiuoja nepriekaištinga trasa, niekur nesisukdamas, o jo padangos vienodos ir tolygiai pripūstos. Kitaip tariant, tol, kol visi ratai nuvažiuoja tą patį atstumą ir sukasi tuo pačiu greičiu.
Tačiau automobiliui įvažiavus į posūkį, ratai turi įveikti skirtingą atstumą. Akivaizdu, kad išorinė kreivė yra ilgesnė nei vidinė, todėl ant jos esantys ratai turi suktis greičiau nei ratai vidinėje posūkyje. Kai ašis nėra pirmaujanti, o ratai nepriklauso vienas nuo kito, tada nėra problemų.
Kitas dalykas – vedantis tiltas. Normaliam valdymui sukimasis perduodamas abiem ratams. Su savo standžia jungtimi jie turėtų tokį patį kampinį greitį ir būtų linkę įveikti tą patį atstumą posūkyje. Posūkis būtų sunkus ir dėl to gali paslysti, padidėti padangų susidėvėjimas ir pernelyg didelis įtempimas. Dalis variklio galios nuslystų, vadinasi, būtų švaistomi degalai. Kažkas panašaus, nors ir ne taip akivaizdu, pasitaiko ir kitose situacijose – važiuojant nelygiais keliais, netolygios ratų apkrovos, netolygus padangų slėgis, įvairaus laipsnio padangų susidėvėjimas.
Čia jis ateina į pagalbą. Jis perduoda sukimąsi į abiejų ašių velenus, tačiau ratų sukimosi kampinių greičių santykis gali būti savavališkas ir greitai kisti priklausomai nuo konkrečios situacijos be vairuotojo įsikišimo.
Diferencialų tipai
Diferencialai yra simetriški ir asimetriški. Simetriniai įtaisai perduoda vienodą sukimo momentą abiem varomiems velenams, naudojant asimetrinius įrenginius perduodami sukimo momentai skiriasi.
Funkciškai diferencialai gali būti naudojami kaip tarpračių ir ašių diferencialai. Interwheel perduoda sukimo momentą vienos ašies ratams. Priekiniais ratais varomame automobilyje jis yra pavarų dėžėje, galiniais ratais varomame automobilyje – galinės ašies korpuse.
Visais ratais varomame automobilyje mechanizmai yra abiejų ašių karteriuose. Jei visų varančiųjų ratų pavara yra nuolatinė, perdavimo dėžėje taip pat montuojamas centrinis diferencialas. Jis perduoda sukimąsi iš pavarų dėžės į abi varomąsias ašis.
Ašių diferencialas visada yra simetriškas, tačiau ašių diferencialas dažniausiai yra asimetriškas, tipinis sukimo momento procentas tarp priekinės ir galinės ašių yra 40/60, nors gali skirtis.
Blokavimo galimybė ir būdas lemia kitą diferencialų klasifikaciją:
Blokavimas gali būti visiškas arba dalinis.
Kaip veikia diferencialas ir kodėl jį blokuoti
Tiesą sakant, diferencialas yra planetinio tipo mechanizmas. Paprasčiausiame simetriškame kryžminiame diferenciate yra keturios kūginės pavaros – dvi pusiau ašinės (1) ir du palydovai (4). Grandinė veikia su vienu palydovu, tačiau antrasis pridedamas, kad įrenginys būtų galingesnis. Sunkvežimiuose ir visureigiuose sumontuotos dvi poros palydovų.
Puodelis (korpusas) (5) veikia kaip palydovų laikiklis. Jame standžiai pritvirtinta didelė varomoji pavara (2). Jis gauna sukimo momentą iš pavarų dėžės per galutinę pavaros pavarą (3).
На прямой дороге колеса, а значит, и их крутятся с одинаковой угловой скоростью. Сателлиты совершают обороты вокруг колесных полуосей, но вокруг собственных осей не вращаются. Таким образом они вращают полуосевые шестерни, придавая им одинаковую угловую скорость.
Posūkyje ratas ant vidinio (mažesnio) lanko turi didesnį pasipriešinimą riedėjimui, todėl jį sulėtina. Kadangi atitinkama šoninė pavara taip pat pradeda suktis lėčiau, dėl to palydovai sukasi. Jų sukimasis aplink savo ašį padidina pavaros apsisukimus ant išorinio rato ašies veleno.
Panaši situacija gali susidaryti ir tais atvejais, kai padangų sukibimas su keliu yra nepakankamas. Pavyzdžiui, ratas atsitrenkia į ledą ir pradeda slysti. Įprastas laisvas diferencialas perkels sukimąsi ten, kur yra mažesnis pasipriešinimas. Dėl to slydantis ratas suksis dar greičiau, o priešingas ratas praktiškai sustos. Dėl to automobilis negalės toliau važiuoti. Be to, vaizdas iš esmės nepasikeis varant visus varomus ratus, nes centrinis diferencialas visą galią taip pat perduos ten, kur susidurs su mažesniu pasipriešinimu, tai yra, į ašį su šlepečiu ratu. Dėl to net keturiais ratais varomas automobilis gali įstrigti, jei tik vienas ratas slysta.
Šis reiškinys rimtai pablogina bet kurio automobilio praeinamumą ir yra visiškai nepriimtinas visureigiams. Padėtį galite išspręsti blokuodami diferencialą.
Spynų tipai
Visiškas priverstinis blokavimas
Galite pasiekti visišką rankinį blokavimą užstrigę palydovus ir atimti iš jų galimybę suktis aplink savo ašį. Kitas būdas yra įvesti diferencialo taurę į standų sujungimą su ašies velenu. Abu ratai suksis tuo pačiu kampiniu greičiu.
Norėdami įjungti šį režimą, tereikia paspausti mygtuką prietaisų skydelyje. Pavaros blokas gali būti mechaninis, hidraulinis, pneumatinis arba elektrinis. Ši schema tinka tiek tarpračiams, tiek centriniams diferencialams. Jį galite įjungti automobiliui stovint, o važiuoti nelygiu reljefu turėtumėte naudoti tik esant nedideliam greičiui. Išvažiavus įprastu keliu, užraktas turi būti išjungtas, kitaip valdymas pastebimai pablogės. Piktnaudžiavimas šiuo režimu gali sugadinti ašies veleną arba susijusias dalis.
Didesnį susidomėjimą kelia savaime užsifiksuojantys diferencialai. Jie nereikalauja vairuotojo įsikišimo ir veikia automatiškai, kai reikia. Kadangi blokavimas tokiuose įrenginiuose yra nepilnas, ašies velenų pažeidimo tikimybė yra maža.
Diskinis (trinties) užraktas
Tai pati paprasčiausia savaime užsifiksuojančio diferencialo versija. Mechanizmas papildytas trinties diskų rinkiniu. Jie tvirtai priglunda vienas prie kito ir per vieną yra standžiai pritvirtinti prie vieno iš ašies velenų ir puodelyje.
Visa konstrukcija sukasi kaip visuma, kol ratų sukimosi greitis pasikeičia. Tada tarp diskų atsiranda trintis, kuri riboja greičio skirtumo augimą.
Klampi jungtis
Panašiu veikimo principu veikia ir klampi mova (klampi mova). Tik čia diskai su perforacijomis dedami į sandarią dėžutę, kurios visa laisva erdvė užpildyta silikoniniu skysčiu. Jo skiriamasis bruožas yra klampumo pokytis maišymo metu. Diskams sukantis skirtingu greičiu, skystis maišomas, o kuo intensyvesnis maišymas, tuo skystis tampa klampesnis, pasiekdamas beveik kietą būseną. Kai sukimosi greitis susilygina, skysčio klampumas greitai krenta ir diferencialas atsirakina.
Klampi mova yra gana didelių matmenų, todėl ji dažniau naudojama kaip priedas prie centrinio diferencialo, o kartais ir vietoj jo, šiuo atveju veikiantis kaip pseudo-diferencialas.
Klampi mova turi nemažai trūkumų, kurie gerokai riboja jos naudojimą. Tai yra inercija, didelis įkaitimas ir prastas suderinamumas su ABS.
Thorsen
Pavadinimas kilęs iš sukimo momento jutiklio, ty „sukimo momento suvokimo“. Jis laikomas vienu iš efektyviausių savaime užsifiksuojančių diferencialų. Mechanizmas naudoja sliekinę pavarą. Konstrukcija taip pat turi trinties elementus, kurie papildomai perduoda sukimo momentą slydimo atveju.
Yra trys šio mechanizmo tipai. Esant normaliam sukibimui keliu, T-1 ir T-2 tipai veikia kaip simetriški diferencialai.
Kai vienas iš ratų praranda sukibimą, T-1 gali perskirstyti sukimo momentą santykiu nuo 2,5 iki 1 iki 6: 1 ir net daugiau. Tai yra, ratas, turintis geriausią sukibimą, gaus didesnį sukimo momentą nei slydantis ratas nurodytomis proporcijomis. T-2 veislėje šis skaičius yra mažesnis - nuo 1,2 iki 1 iki 3 iki 1, tačiau yra mažiau atbulinės eigos, vibracijos ir triukšmo.
Torsen T-3 iš pradžių buvo sukurtas kaip asimetrinis diferencialas, kurio blokavimo greitis yra 20 ... 30%.
QUAIFE
Quife diferencialas pavadintas anglų inžinieriaus, sukūrusio šį įrenginį, vardu. Pagal dizainą jis priklauso sliekų tipui, kaip ir Thorsen. Nuo jo skiriasi palydovų skaičiumi ir jų išsidėstymu. Quaife yra gana populiarus tarp automobilių tiuningo entuziastų.
