Diferencialinis. Kas tai yra ir kodėl jis naudojamas?
Variklio su pavarų dėže neužtenka vairuoti automobiliui. Diferencialas reikalingas ir ratų judėjimui.
Paprasčiau tariant, diferencialas užtikrina, kad varančiosios ašies ratai nesisuktų tuo pačiu greičiu. Moksliniu požiūriu diferencialo užduotis yra kompensuoti varančiosios ašies ratų kardaninių velenų sukimosi dažnio skirtumą, kai jie juda skirtingo ilgio vėžėmis.
Diferencialas dažnai vadinamas diferencialu, nuo žodžio diferencialas. Įdomu tai, kad tai nėra automobilių eros pradžios išradimas. Diferencialą prieš šimtmečius išrado kinai.
Posūkiams
Diferencialo idėja yra leisti automobiliui apsisukti. Na, o ant varančiosios ašies, automobiliui lenkiant, išorinis ratas turi nuvažiuoti didesnį atstumą nei vidinis. Dėl to išorinis ratas sukasi greičiau nei vidinis. Diferencialas reikalingas tam, kad abu ratai nesisuktų tuo pačiu greičiu. Jei jo nebūtų, vienas iš varančiosios ašies ratų slystų kelio danga.
Taip pat žiūrėkite Automobilių pavaros jungtys – kaip važiuoti jų nepažeidžiant
Diferencialas ne tik apsaugo nuo to, bet ir užkerta kelią nepageidaujamam įtempimui transmisijoje, dėl kurio gali atsirasti gedimų, padidėti degalų sąnaudos ir padidėti padangų susidėvėjimas.
Mechanizmo projektavimas
Diferencialas susideda iš kelių kūginių krumpliaračių, įtaisytų besisukančiame korpuse. Jis yra prijungtas prie karūnos rato. Sukimo momento perdavimas iš pavarų dėžės (ir iš variklio) į varomuosius ratus įvyksta, kai vadinamasis atakos velenas varo minėtą žiedinę krumpliaratį per specialią hipoidinę pavarą (turi susuktas ašis ir lenktas dantų linijas, leidžiančias perkelti dideli kroviniai).
Priekiniais ratais varomose transporto priemonėse žiedinė pavara turi tiesius arba sraigtinius dantis, esančius palei išorinį veleno perimetrą. Tokio tipo sprendimas yra paprastesnis ir pigesnis gaminti bei eksploatuoti (diferencialas derinamas su pavarų dėže), o tai paaiškina, kodėl rinkoje dominuoja priekiniais ratais varomi automobiliai.
Taip pat žiūrėkite „Power Always on Four Wheels“ – tai 4 × 4 pavaros sistemų apžvalga.
Galiniais ratais varomuose automobiliuose diferencialas paslėptas specialiame metaliniame korpuse. Tai aiškiai matoma po važiuokle – tarp varomųjų ratų yra būdingas elementas, vadinamas galine ašimi.
Viduryje yra kryžius, ant kurio sumontuotos krumpliaračiai, vadinami satelitais, nes jie sukasi aplink šį elementą važiavimo kryptimi, todėl sukasi krumpliaračiai, kurie savo ruožtu perduoda pavarą į automobilio ratus. Jei transporto priemonės ratai sukasi skirtingu greičiu (pavyzdžiui, transporto priemonė sukasi), palydovai toliau sukasi ant voro rankų.
Jokio slydimo
Tačiau kartais sunku įgyvendinti skirtumą. Taip atsitinka, kai vienas iš transporto priemonės ratų yra ant slidaus paviršiaus, pavyzdžiui, ant ledo. Tada diferencialas perduoda beveik visą sukimo momentą tam ratui. Taip yra todėl, kad ratas, turintis geriausią sukibimą, turi naudoti daugiau sukimo momento, kad įveiktų vidinę diferencialo trintį.
Ši problema buvo išspręsta sportiniuose automobiliuose, ypač visais ratais varomuose automobiliuose. Šiose transporto priemonėse paprastai naudojami didelio pasipriešinimo diferencialai, kurie gali perduoti didžiąją dalį sukimo momento geriausio sukibimo ratui.
Diferencialo konstrukcijoje naudojamos sankabos tarp šoninių pavarų ir korpuso. Kai vienas iš ratų praranda sukibimą, viena iš sankabų ima neutralizuoti šį reiškinį savo trinties jėga.
Taip pat žiūrėkite „Turbo“ automobilyje – daugiau galios, bet ir vargo. Vadovas
Tačiau tai nėra vienintelis transmisijos sprendimas, naudojamas 4×4 transporto priemonėse. Daugumoje šių transporto priemonių vis dar yra centrinis diferencialas (dažnai vadinamas centriniu diferencialu), kuris kompensuoja varomųjų ašių sukimosi greičio skirtumą. Šis sprendimas pašalina nereikalingų įtempių susidarymą transmisijoje, kurios neigiamai veikia perdavimo sistemos ilgaamžiškumą.
Be to, centrinis diferencialas taip pat paskirsto sukimo momentą tarp priekinės ir galinės ašių. Siekiant pagerinti sukibimą, kiekvienas save gerbiantis visureigis turi ir pavarų dėžę, t.y. mechanizmas, kuris greičio sąskaita padidina ratams perduodamą sukimo momentą.
Galiausiai, aistringiausiems visureigiams, suprojektuoti automobiliai su centriniais diferencialais ir diferencialo užraktais.
Pasak eksperto
Jerzy Staszczyk, mechanikas iš Slupsko
Diferencialas yra nuolatinis automobilio elementas, tačiau tik tada, kai jis naudojamas teisingai. Pavyzdžiui, jam neduodama staigių paleidimų su čirškančiomis padangomis. Žinoma, kuo senesnis automobilis, tuo labiau susidėvėjusi jo pavaros sistema, įskaitant diferencialą. Tai galima išbandyti net namuose. Tereikia pakelti tą automobilio dalį, kurioje yra varantieji ratai. Perjungę bet kurią pavarą, sukite vairą į abi puses, kol pajusite pasipriešinimą. Kuo vėliau pajusime pasipriešinimą, tuo didesnis diferencinio nusidėvėjimo laipsnis. Priekiniais ratais varomų transporto priemonių atveju toks laisvumas taip pat gali rodyti pavarų dėžės susidėvėjimą.
Wojciechas Frölichowskis
