Kjøretøy differensial. Varianter og funksjoner ved funksjon
Innhold
gratis (uten blokkering);
med manuell lås;
med autolås.
En differensial er en mekanisme som overfører dreiemoment fra én kilde til to forbrukere. Dens nøkkelfunksjon er muligheten til å omfordele kraft og gi forskjellige vinkelhastigheter for rotasjon av forbrukere. Når det gjelder et veikjøretøy, betyr dette at hjulene kan få ulik kraft og rotere med ulik hastighet gjennom differensialen.
Differensialen er et viktig element i en biltransmisjon. La oss prøve å finne ut hvorfor.
Hvorfor du ikke klarer deg uten en differensial
Strengt tatt klarer du deg uten differensial. Men bare så lenge bilen beveger seg langs en feilfri bane, uten å svinge noe sted, og dekkene er like og jevnt oppblåst. Med andre ord, så lenge alle hjulene kjører samme avstand og roterer med samme hastighet.
Men når bilen kommer inn i en sving, må hjulene tilbake en annen avstand. Det er klart at den ytre kurven er lengre enn den indre kurven, så hjulene på den må svinge raskere enn hjulene på den indre kurven. Når akselen ikke leder, og hjulene ikke er avhengige av hverandre, er det ikke noe problem.
En annen ting er den ledende broen. For normal kontroll overføres rotasjonen til begge hjulene. Med sin stive forbindelse ville de ha samme vinkelhastighet og ville ha en tendens til å reise samme avstand i en sving. Snuing ville være vanskelig og ville føre til glidning, økt dekkslitasje og overdreven belastning på . En del av motorkraften ville skli, noe som betyr at drivstoff ville gå til spille. Noe lignende, selv om det ikke er like åpenbart, forekommer i andre situasjoner - ved kjøring på ujevn vei, ujevn hjulbelastning, ujevnt dekktrykk, varierende grad av dekkslitasje.
Det er her det kommer til unnsetning. Den overfører rotasjon til begge akselakslene, men forholdet mellom hjulenes vinkelhastigheter kan være vilkårlig og endres raskt avhengig av den spesifikke situasjonen uten innblanding fra føreren.
Typer differensialer
Differensialer er symmetriske og asymmetriske. Symmetriske enheter overfører samme dreiemoment til begge drevne aksler, ved bruk av asymmetriske enheter er de overførte dreiemomentene forskjellige.
Funksjonelt kan differensialer brukes som differensialer mellom hjul og akseler. Mellomhjul overfører dreiemoment til hjulene på en aksel. I en forhjulsdrevet bil er den plassert i girkassen, i en bakhjulsdrevet bil, i bakakselhuset.
I en firehjulsdrevet bil er mekanismene plassert i veivhusene til begge akslene. Hvis firehjulsdriften er permanent, er det også montert en senterdifferensial i overføringskassen. Den overfører rotasjon fra girkassen til begge drivakslene.
Akseldifferensialen er alltid symmetrisk, men akseldifferensialen er vanligvis asymmetrisk, den typiske prosentandelen av dreiemoment mellom for- og bakaksel er 40/60, selv om den kan være forskjellig.
Muligheten og metoden for blokkering bestemmer en annen klassifisering av differensialer:
Blokkering kan være enten fullstendig eller delvis.
Hvordan differensialen fungerer og hvorfor blokkere den
Faktisk er differensialen en mekanisme av planetarisk type. I den enkleste symmetriske tverrakseldifferensialen er det fire koniske gir - to halvaksiale (1) pluss to satellitter (4). Kretsen fungerer med én satellitt, men den andre er lagt til for å gjøre enheten kraftigere. I lastebiler og SUV-er er det installert to par satellitter.
Koppen (kroppen) (5) fungerer som en bærer for satellitter. Et stort drevet gir (2) er stivt festet i den. Den mottar dreiemoment fra girkassen gjennom sluttdrevet (3).
På en rett vei roterer hjulene, og dermed hjulene deres, med samme vinkelhastighet. Satellittene roterer rundt hjulakslene, men roterer ikke rundt sine egne akser. Dermed roterer de sidegirene, og gir dem samme vinkelhastighet.
I et hjørne har et hjul på den indre (mindre) buen mer rullemotstand og bremser den derfor. Siden det tilsvarende sidegiret også begynner å rotere saktere, får det satellittene til å rotere. Deres rotasjon rundt sin egen akse fører til en økning i giromdreininger på akselakselen til det ytre hjulet.
En lignende situasjon kan oppstå i tilfeller der dekkene har utilstrekkelig veigrep. For eksempel treffer hjulet isen og begynner å skli. En vanlig fri differensial vil overføre rotasjon der det er mindre motstand. Som et resultat vil det glidende hjulet spinne enda raskere, mens det motsatte hjulet praktisk talt stopper. Som et resultat vil ikke bilen kunne fortsette å bevege seg. Dessuten vil ikke bildet endre seg fundamentalt når det gjelder firehjulsdrift, siden senterdifferensialen også vil overføre all kraft til der den møter mindre motstand, det vil si til akselen med glidehjul. Som et resultat kan selv en firehjulsdrevet bil sette seg fast hvis bare ett hjul sklir.
Dette fenomenet svekker alvorlig åpenheten til enhver bil og er helt uakseptabelt for terrengkjøretøyer. Du kan fikse situasjonen ved å blokkere differensialen.
Typer låser
Full forsert blokkering
Du kan oppnå fullstendig manuell blokkering ved å blokkere satellittene for å frata dem muligheten til å snurre rundt sin egen akse. En annen måte er å sette differensialkoppen inn i stivt inngrep med akselakselen. Begge hjulene vil spinne med samme vinkelhastighet.
For å aktivere denne modusen trenger du bare å trykke på en knapp på dashbordet. Drivenheten kan være mekanisk, hydraulisk, pneumatisk eller elektrisk. Denne ordningen er egnet for både mellomhjuls- og senterdifferensialer. Du kan slå den på når bilen står stille, og du bør kun bruke den i lav hastighet når du kjører i ulendt terreng. Etter å ha gått på vanlig vei, må låsen slås av, ellers vil håndteringen forverres merkbart. Misbruk av denne modusen kan forårsake skade på akselakselen eller relaterte deler.
Av større interesse er selvlåsende differensialer. De krever ikke sjåførintervensjon og fungerer automatisk når behovet oppstår. Siden blokkeringen i slike enheter er ufullstendig, er sannsynligheten for skade på akselakslene lav.
Skive (friksjon) lås
Dette er den enkleste versjonen av en selvlåsende differensial. Mekanismen er supplert med et sett med friksjonsskiver. De passer tett til hverandre og er gjennom den stivt festet på en av akselakslene og i skålen.
Hele strukturen roterer som en helhet inntil rotasjonshastigheten til hjulene blir annerledes. Da oppstår friksjon mellom skivene, noe som begrenser veksten av hastighetsforskjellen.
Viskøs kobling
En viskøs kobling (viskøs kobling) har et lignende driftsprinsipp. Bare her plasseres skivene med perforeringer på dem i en forseglet boks, hvor all ledig plass er fylt med silikonvæske. Dens kjennetegn er endringen i viskositet under blanding. Når skivene spinner med forskjellige hastigheter, blir væsken agitert, og jo mer intens omrøring, desto mer tyktflytende blir væsken, og når nesten en fast tilstand. Når rotasjonshastigheten jevner seg ut, synker væskens viskositet raskt og differensialen låses opp.
Den viskøse koblingen har ganske store dimensjoner, derfor brukes den oftere som et tillegg til senterdifferensialen, og noen ganger i stedet for den, fungerer den i dette tilfellet som en pseudo-differensial.
Den viskøse koblingen har en rekke ulemper som begrenser bruken betydelig. Disse er treghet, betydelig oppvarming og dårlig kompatibilitet med ABS.
Thorsen
Navnet kommer fra Torque Sensing, det vil si "oppfatte dreiemoment". Det regnes som en av de mest effektive selvlåsende differensialene. Mekanismen bruker et snekkegir. Designet har også friksjonselementer som i tillegg overfører dreiemoment når det oppstår glidning.
Det er tre typer av denne mekanismen. Under normal veigrep fungerer T-1- og T-2-variantene som symmetriske typedifferensialer.
Når et av hjulene mister trekkraften, er T-1 i stand til å omfordele dreiemomentet i forholdet 2,5 til 1 til 6 til 1 og enda mer. Det vil si at hjulet med best grep vil få mer dreiemoment enn det glidende hjulet, i den angitte andelen. I T-2-varianten er dette tallet lavere - fra 1,2 til 1 til 3 til 1, men det er mindre tilbakeslag, vibrasjoner og støy.
Torsen T-3 ble opprinnelig utviklet som en asymmetrisk differensial med en blokkeringsrate på 20 ... 30 %.
QUAIFE
Quife-differensialen er oppkalt etter den engelske ingeniøren som utviklet denne enheten. Av design tilhører den ormetypen, som Thorsen. Det skiller seg fra det i antall satellitter og deres plassering. Quaife er ganske populær blant biltuning-entusiaster.
