يعتبر الترس التفاضلي جزءًا من ناقل الحركة - النظام الذي يربط المحرك بعجلات قيادة السيارة. تشارك هذه الآلية في نقل قوى الدوران (عزم الدوران) من المحرك إلى العجلات ، لكن وظيفتها الرئيسية هي أنها تضمن دوران العجلات عند تدوير السيارة بسرعات زاوية مختلفة.
في حالة عدم وجود تفاضل ، تدور عجلات السيارة بنفس السرعة عند الانعطاف ، مما يؤدي إلى انزلاق العجلة ، والذي يتحرك على طول القطر الخارجي الأكبر لقوس الدوران. هذا التأثير له تأثير سلبي للغاية على التعامل مع السيارة ويؤدي إلى التآكل السريع للإطار.
في صناعة السيارات الحديثة ، يتم استخدام ثلاثة خيارات لوضع صندوق تفاضلي في وحدة نقل الحركة:
- في السيارات ذات الدفع بالعجلات الخلفية (الدفع بالعجلات الخلفية) - في منطقة المحور الخلفي ؛
- في السيارات ذات الدفع بالعجلات الأمامية - مباشرة في علبة التروس نفسها ؛
- في مركبات الدفع الرباعي (4WD) ، يمكن وضع الجهاز التفاضلي في علبة النقل نفسها وفي مناطق كلا المحورين.
الجهاز التفاضلي
أساس تصميم الجهاز التفاضلي هو علبة التروس الكوكبية. اعتمادًا على التروس المستخدمة لتدوير العجلات ، يتم تقسيم الترس التفاضلي إلى ثلاثة أنواع مختلفة:
- مخروطي؛
- إسطواني؛
- دُودَة.
الترس المخروطي الأكثر استخدامًا ، وبالتالي ، التفاضل المائل. يتم تثبيته تقليديًا بين محوري مركبات الدفع الرباعي ، وليس بين العجلات ، كما هو ممكن مع الأنواع الأخرى.
العناصر الهيكلية الرئيسية هي نفسها لجميع أنواع التفاضلات ، لذلك دعونا نفكر في هيكل التجميع باستخدام مثال الآلية المخروطية.
تتكون الآلية التفاضلية للنوع المخروطي من العناصر التالية:
- مخفض الكواكب
- التروس مع الأقمار الصناعية.
- جسم الجهاز.
في اللغة العامية الاحترافية لمهندسي السيارات ومتخصصي مراكز الخدمة ، تسمى حالة الجهاز التفاضلي "كوب". والغرض الرئيسي منه هو أخذ قوى دوران المحرك ونقلها عبر الأقمار الصناعية إلى التروس. يتم توصيل العتاد المُدار من ترس القيادة بسطح الكوب ، ويتم تثبيت المحاور داخل الكوب ، حيث تتحرك الأقمار الصناعية. في الواقع ، هم الذين يؤدون مخلب الكأس (الجسم) والتروس. تستخدم سيارات الركاب تقليديًا زوجًا واحدًا فقط من تروس التروس ، بينما تستخدم الشاحنات اثنين ، حيث إنه مطلوب لنقل عزم دوران مرتفع بشكل خاص.
بعد تلقي الطاقة من الأقمار الصناعية ، تبدأ التروس في التحرك على طول المحور ونقل نفس عزم الدوران دون تغيير إلى زوج العجلات الدافع. نتيجة لذلك ، تبدأ السيارة في التحرك.
قد يكون للتروس الموجودة على المحاور عدد متساوٍ أو مختلف من الأسنان (الخطوط). إذا كان عدد الأسنان متساويًا ، فإن الترس يشكل فرقًا متماثلًا - يتم توزيع عزم الدوران على طول المحاور بنسب متساوية. إذا لم يكن عدد الأسنان متساويًا ، فسيحدث توزيع غير متماثل للطاقة على العجلات ، مما يوفر قدرة أكبر عبر البلاد في ظروف الطرق الصعبة.
وظائف الجهاز التفاضلي
يمكن أن يعمل التفاضل المتماثل في أحد الأوضاع الثلاثة المتاحة.
الوضع الرئيسي هو القيادة في الاتجاه "المستقيم". في هذا الوضع ، تلبي العجلات نفس مقاومة الطريق ، وبالتالي تتلقى نفس عزم الدوران.
عند الدخول في منعطف ، يتغير وضع تشغيل التفاضل. حتى الانعطاف الطفيف إلى اليسار أو اليمين يؤدي إلى حقيقة أن العجلة الداخلية تواجه مقاومة أكبر من العجلة الخارجية. لتخفيف هذا العيب ، يبطئ الترس الداخلي ، وبالتالي ، يتسبب في تحرك الأقمار الصناعية في الاتجاه الآخر ، مما سيزيد من سعة دوران الترس الجانبي الخارجي. وبسبب هذا ، تتغير السرعة الزاوية لدوران عجلتي القيادة ، بسبب الدخول السلس إلى المنعطف.
يتم تنشيط الوضع الثالث في تشغيل الجهاز التفاضلي عند القيادة على الجليد أو أي سطح منزلق آخر. تبدأ إحدى عجلات القيادة في تجربة المقاومة ، والثانية لا. يتسبب التفاضل في مثل هذه الحالات في تحريك عجلة الانزلاق بأقصى سرعة ، وتعليق إمداد عزم الدوران للعجلة الثانية. بعد اجتياز العائق ، من الضروري موازنة مصدر الطاقة لمجموعة العجلات ، الأمر الذي قد يتطلب قفلًا تفاضليًا.
وفقًا للخبراء في مجموعة فافوريت موتورز ، يستخدم كبار صانعي السيارات الأوروبيين والأمريكيين اليوم تطوراتهم الخاصة في مجال التفاضلات. على سبيل المثال ، تستخدم طرازات السيارات المقترحة كاديلاك (نظام التحكم) وشيفروليه (تفاضل Positraction) وفورد (آليات Equa-Lock و Traction-Lok) نماذج آليات التوزيع الخاصة بهم فقط في ناقل الحركة.
أنواع الفروق الحديثة
- Quaife (Quaife)
هذا واحد من أبسط الأجهزة من الناحية الهيكلية ، ويتألف من آلية تروس كوكبية (في نسخة مسطحة) ودائرة ذات أقمار صناعية مزدوجة ، والتي تتشابك مع بعضها البعض أثناء التشغيل. يتم استخدام القابض الحلزوني ، والذي ينتج ، تحت الحمل الثقيل ، قوة محورية وينقلها إلى أزواج من الأقمار الصناعية. بفضل الدوران الإضافي لصف الأقمار الصناعية المطلوب عند الانعطاف أو الانزلاق على سطح زلق ، من الممكن تحقيق الفرملة بإحدى العجلات وإعطاء الطاقة للآخر.
يشير تفاضل Quaife إلى استخدام خمسة أزواج من الأقمار الصناعية في وقت واحد لتحقيق أقصى قدر من الموثوقية لتفاعل الأسنان الحلزونية مع بعضها البعض. هذا ، من ناحية ، يسمح لك باستخدام الآلية بشكل فعال في أصعب ظروف الطريق. ومن ناحية أخرى ، فإنه يشير إلى أنه بمرور الوقت سيكون هناك تآكل واسع النطاق للهيكل بأكمله.
تم تسجيل براءة اختراع نوع Quaife للآلية التفاضلية منذ عام 1965. اليوم ، يتم استخدامه بشكل أساسي في سيارات السباق أو السيارات الرياضية ، بالإضافة إلى بعض طرازات سيارات الدفع الأمامي.
- تورسين (تورسن)
هذا نوع قديم من الأجهزة التفاضلية للديدان ، وقد تم اختراعه في الخمسينيات من القرن الماضي. حتى الآن ، يستخدم صانعو السيارات 3 أنواع محسنة من تفاضل Torsen ، لكن لديهم جميعًا نفس مبدأ التشغيل تقريبًا. تشكل التروس ، الموجودة على أعمدة المحور الرائدة ، ما يسمى بزوج الدودة مع الأقمار الصناعية. في الوقت نفسه ، وهو أمر مهم ، كل محور له أقمار صناعية خاصة به ، والتي ترتبط في أزواج في بعض المواضع بأقمار المحور الآخر.
عند التحرك للأمام في خط مستقيم ، تكون أزواج الدودة في وضع التوقف ، وعندما تتحرك في منعطف ، فإنها تستدير. يوفر الدوران التالي على طول المحور تغييرًا في زاوية العجلة أثناء المنعطفات والانعطافات. يعتبر الترس التفاضلي Torsen الأقوى والأكثر متانة ، فهو يعمل بأقصى حمولة ونسب عزم.
- آلية قفل القرص
يتكون هذا النوع من الأجهزة التفاضلية من آلية تروس كوكبية متناظرة ، مثبتة على تروس مخروطية. تحتوي التروس على قوابض صغيرة من نفس الشكل واثنين من الأقراص. جزئيًا ، يمكن أن تتشبث الأقراص بالكأس التفاضلي نفسه ، ويمكن أن تتلامس جزئيًا مع القابض ، والذي يعمل عند تعريضه للمعدات المُدارة.
جوهر القفل التفاضلي هو أنه مع زيادة القوة الميكانيكية على التروس ، تظهر قوى محورية ثانوية. تميل القوى الإضافية إلى فصل المفاصل بين التروس. في اللحظة التي تنجح فيها ، يتم معادلة سرعة كل عجلة نظرًا لحقيقة أن السرعات الزاوية تكتسب نفس القيمة.
ظهر الترس التفاضلي المغلق بالقرص في أواخر الثلاثينيات ، ولكن بعد تحديث كبير ، لا يزال يُستخدم حتى اليوم - عادةً في سيارات الدفع الرباعي والسيارات الرياضية.
- تفاضل نوع كام
يمكن أن يحتوي التفاضل Cam على نسختين. الأول يتضمن موقع قابض الكامة بين التروس المدفوعة. في آلية الكامة من النوع الثاني ، لا توجد تروس من حيث المبدأ - الحلقة الفاصلة هي الناقل هنا ، وتؤدي "المفرقعات" (أسافين خاصة) وظيفة القمر الصناعي. التروس المدفوعة في هذه الحالة هي أقراص كام.
يتضح مبدأ تصميم تفاضل الكامة من النوع الثاني من الرسم التخطيطي أدناه ، حيث يمثل 1 الجسم ، و 2 هو المقطع ، و 3 هو جهاز التكسير ، و 4 و 5 العجلة المسننة الجانبية. يمكن وضع "المفرقعات" أفقيًا (الشكل أ) أو نصف قطري (الشكل ب)
يتمثل جوهر حظر الجهاز التفاضلي في أنه بمجرد أن يبدأ ملاحظة الفرق بين زوايا السرعة ، فإن القابض الكامة (أو أقراص الكاميرا - في الإصدار الثاني) يحجب التفاضل على الفور.
ظهرت التطورات الأولية لهذا النوع من الآليات في الأربعينيات. في سيارات الركاب ، لا يتم استخدام هذا النوع من التفاضل عمليا اليوم. النطاق الرئيسي لنوع الكاميرا هو في صناعة السيارات العسكرية.
- اقتران لزج (اقتران لزج)
يحتوي التفاضل من الناحية الهيكلية على حاوية مملوءة بسائل لزج على أحد المحاور شبه الرئيسية. يحتوي على كتلتين من الأقراص ، الأول متصل بالدوار ، والثاني - بالآخر شبه المحوري. وفقًا لذلك ، كلما زاد الفرق في مجموعة السرعة بين العجلات ، زاد الاختلاف في سرعة حركات كتل الأقراص. بسبب الدوران ، تزداد لزوجة السائل.
هذا هو أبسط تصميم ميزانية للجهاز التفاضلي وفي نفس الوقت. وفقًا لخبراء من مجموعة شركات فافوريت موتورز ، يتم تثبيت الجهاز بشكل أساسي على سيارات الدفع الرباعي الحضرية ، نظرًا لأنه في ظروف الطرق الوعرة ، لا يمكن أن توفر أداة التوصيل اللزجة إمكانية التحكم والقدرة على المناورة المطلوبة.
نوعان من القفل التفاضلي القسري
تستخدم المركبات الحديثة كلاً من الأقفال التفاضلية اليدوية والإلكترونية. كل واحد منهم له مزاياه الخاصة. يتم تنفيذ الحجب اليدوي للآلية التفاضلية مباشرة من مقصورة الركاب. بأمر من السائق ، تتعثر التروس الدوارة وتبدأ العجلات في التحرك بنفس الوتيرة.
هذا النوع قابل للتطبيق قبل التغلب على أنواع مختلفة من عوائق الطريق في شكل ثلوج عميقة أو طين أو حفر أو منزلقات. بعد اجتياز الأقسام الصعبة ، يمكنك فتح. تقليديا ، يتم استخدام القفل اليدوي للجهاز التفاضلي في المركبات ذات التضاريس الوعرة والمركبات الوعرة.
إذا كانت السيارة مزودة بنظام TRC الجديد ، فإن الأتمتة نفسها تنتج قفلًا إلكترونيًا. في حالة بدء انزلاق إحدى عجلات القيادة ، فسيتم إبطائها قليلاً بسبب فرامل السيارة. لا يمكن إنكار راحة هذا النوع ، ولكن لن يتم تشغيل القفل دائمًا في الوقت المناسب.
بغض النظر عن نوع الجهاز التفاضلي المثبت على سيارتك ، يمكن لمتخصصي Favorit Motors تقديم تشخيصات وصيانة للسيارة ، مع مراعاة ميزات تصميم آلية القفل. يتم الجمع بين النهج الكفء وخبرة الأساتذة ، وتعتبر تكلفة الخدمات المهنية واحدة من أكثر الخدمات جاذبية في موسكو.
الأعراض الأكثر شيوعًا للفشل التفاضلي هي زيادة الضوضاء والصدمات والصدمات الخارجية وظهور تسرب الزيت. لاحظ أساتذة خدمة السيارة في فافوريت موتورز أنه من المهم الاتصال على الفور بالمركز الفني من أجل القضاء على المشاكل في تشغيل الجهاز وتجنب المزيد من تدميره. بغض النظر عن مدى تعقيد العطل ، فإن أساتذة مركز خدمة فافوريت موتورز لديهم جميع معدات التشخيص اللازمة والخبرة الواسعة ، والتي تتيح لهم التخلص من الأعطال بسرعة وكفاءة. يخضع الموظفون بانتظام لإعادة التدريب في مراكز تدريب صانعي السيارات ، مما يسمح لهم بأداء أعمال الإصلاح والترميم لأي تعقيد.