Getriebedifferential. Mit Handhilfsbetätigung

28. Januar 2018

Drehmoment, motorerzeugt Verbrennungs, wird über verschiedene Mechanismen auf die Räder übertragen - Wellen, Keil- und Zahnradgetriebe, Differentiale. Letztere sind für Amateure von größtem Interesse. extremes Fahren Offroad, da sie an der Kraftverteilung beteiligt sind. Viele Autofahrer haben wenig Ahnung von der Funktionsweise dieses Geräts, daher lohnt es sich, die Frage zu prüfen, was ein Differential in einem Auto ist, und seine Struktur und sein Funktionsprinzip zu erklären.

Der Zweck des Mechanismus

Um die Rolle des Differentials zu verstehen, das in allen Fahrzeugtypen verwendet wird, ist es notwendig, die Konstruktion eines herkömmlichen Planetengetriebes zu betrachten, das die Kraft von Kardanwelle zwei Halbachsen. Der Betriebsalgorithmus der Einheit ist einfach:

Der Kardan dreht den Schaft mit einem Stirnrad am Ende.
Aus dem Schaft dreht sich ein großes Planetengetriebe, das mit zwei Achswellen verbunden ist.
Das Drehmoment wird vom Planetengetriebe auf die Achswellen und die endseitig befestigten Räder übertragen.

Ohne Differenzial verteilt das Getriebe das Drehmoment gleichmäßig auf die 2 Achsen, dadurch drehen sich die Räder gleich schnell. Diese Einteilung ist durchaus geeignet für gerade Bewegung, was in der Realität eher selten vorkommt - selbst bei Fahrten auf ebenen Strecken weicht das Auto von der Geraden ab.

Damit das Auto eine perfekte Kurve fährt, müssen sich die Räder einer Achse mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen, während das äußere in einem größeren Bogen rollt. Ein einfaches Getriebe, das für die gleiche Drehung beider Achswellen sorgt, lässt bei Kurvenfahrten den einen Reifen rutschen, den anderen rutscht, was die Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs erheblich beeinträchtigt.

Referenz. Bei SUVs mit permanentem Allradantrieb ist das Problem sehr relevant. V dieser Fall Das Drehmoment wird nicht nur auf die Räder verteilt, sondern auch auf die Achsen, die die Getriebe der Vorder- und Hinterachse drehen.

Ein Differential in Kombination mit einem Planetengetriebe wird benötigt, um die Winkelgeschwindigkeiten der rechten und linken Räder je nach Steilheit der Kurve zu ändern. Der Mechanismus verteilt das Drehmoment automatisch auf die Achswellen, sodass die Radreifen bei einer bogenförmigen Bewegung des Fahrzeugs eine unterschiedliche Anzahl von Umdrehungen ausführen können. Kein Differential normale Operation Fahrzeug ist aus folgenden Gründen nicht möglich:

Mangelnde Kontrolle;
schneller Reifenverschleiß;
beschleunigter Verschleiß von Getriebeteilen, Wellen und Achswellen.

Wie funktioniert ein freies Differential?

Mechanismen dieser Art die allermeisten Autos sind mit einem Antrieb nach vorne ausgestattet oder Hinterachse... Im ersten Fall befindet sich die Einheit innerhalb des Getriebes, im zweiten ist sie Teil des Planetengetriebes der Hinterachse.

Entwurf Planetengetriebe impliziert die Verwendung von Kegelrädern. Es gibt andere Arten von Kfz-Getrieben - zylindrische, konisch-zylindrische und Schneckenräder.

Das Freischalt-Differentialgerät ist für die Kombination mit Hauptzahnrad... Der Hinterachsmechanismus umfasst folgende Teile:

einen Schaft mit einem Kegelradantrieb, der mit einer Propellerwelle verbunden ist;
angetriebenes Planetengetriebe;
das Abtriebsgetriebegehäuse ist mit zwei Nasen ausgestattet, in die die Ritzelachsen eingesetzt werden;
konische Satelliten;
angetriebene Zahnräder von Achswellen;
Lager;
Getriebegehäuse.

In Pkw sind 2 Satelliten verbaut, in Lkw vier.

Um das Funktionsprinzip eines freien Differentials zu untersuchen, wird an einem Beispiel vorgeschlagen:

Solange das Auto geradeaus fährt, drehen sich die Räder mit der gleichen Geschwindigkeit. Der Schaft dreht den "Planeten" zusammen mit den darauf befestigten Satelliten, wobei letztere stationär bleiben und durch den Druck auf die Zähne das gleiche Drehmoment auf beide Achsen übertragen.
Das Auto fährt in die Kurve ein. Die sich zusammen mit dem großen Zahnrad drehenden Satelliten beginnen sich um ihre eigene Achse zu drehen, und zwar in verschiedene Richtungen.
Die Wellenleistung wird nicht halbiert, sondern je nach Steilheit des Lichtbogens. Durch die kombinierte Rotation der Satelliten, der Achswellen und der Räder machen eine unterschiedliche Anzahl von Umdrehungen, die Maschine überwindet die Kurve erfolgreich ohne Rutschen und Rutschen des Gummis.

Das Differential wird als freies Differential bezeichnet, weil es mehr Drehmoment auf das Rad überträgt, das sich leichter dreht. Es ist klar, dass der Reifen bei Kurvenfahrt der Drehung im Bogen widersteht, so dass das Differential mehr Macht andere Achse - das gegenüberliegende Rad dreht sich schneller.

Notiz. Autos mit Allradantrieb und SUVs sind mit drei Differentialverteilern ausgestattet - Mitte-zu-Mitte (eingebaut in Verteilergetriebe) und zwei Zwischenräder.

Freier Mechanismus entscheidet Hauptproblem aber schafft eine Seite. Wenn ein Reifen mit einer rutschigen Oberfläche in Kontakt kommt - Eis, Schnee, Schlamm, beginnt das Rutschen. Der Grund ist der Differenzialmechanismus, der die maximale Leistung auf den geringsten Widerstand bringt. Verhindern ähnliche Situationen Viele Fahrzeuge haben eine temporäre Differenzialsperre.

Verschiedene Mechanismen

Um das Rutschen auf rutschiger Fahrbahn oder im Gelände zu vermeiden, statten die Hersteller Fahrzeuge mit Differentialvorrichtungen der folgenden Bauarten aus:

Freilaufmechanismus mit Zwangsblockierung vom Antrieb;
teilweises Sperren des Differentials mit begrenztem Widerstand;
selbsthemmend Schneckengetriebe wie Torsen.

In der ersten Version kommt die oben besprochene Getriebebaugruppe zum Einsatz, die zusätzlich mit einer Arretiervorrichtung ausgestattet ist. Das System funktioniert einfach: Bei Bedarf aktiviert der Fahrer den Antrieb, der die Satelliten einrastet stationär... Das Drehmoment beginnt sich exakt zu halbieren, die Achsen rotieren mit gleicher Geschwindigkeit und Fahrzeugüberwindet erfolgreich die Problemzone.

Die Zwangsblockierung des Mittendifferenzials wird über verschiedene Antriebe aktiviert:

mechanisch - vom Verteilergetriebehebel;
elektrisch;
pneumatisch;
hydraulisch.

Ähnliche Antriebselemente dienen zum Anhalten und Halten der Vorder- oder Hinterachssatelliten.

Hersteller statten teure Autos damit aus Traktionssteuersystem... Es "täuscht" das Differential auf andere Weise: Nach dem Signal des Sensors, der die schnelle Drehung eines Rades erkennt, gibt die Elektronik den Befehl, es zu verlangsamen. Dann beginnen die Satellitenräder, mehr Kraft auf die andere Achse zu übertragen und das Auto hört auf zu "sausen".

Gerät mit hohem Widerstand

Neben den Satelliten, Antriebs- und Abtriebsrädern ist das Differenzial erhöhte Reibung beinhaltet folgende Elemente:

ein Gehäuse, das starr an dem Planetengetriebe befestigt ist;
Plastiktüte Reibscheiben auf jeder Achswelle montiert;
Stahlscheiben, deren Vorsprünge im Körper befestigt sind;
eine Distanzfeder zwischen den Kegelrädern der Achswellen eingesetzt.

Stahl und Reibscheiben(Ähnliche werden in der Kupplung verwendet) werden abwechselnd eingebaut, der erste rotiert mit der Karosserie, der zweite mit den Achsen. Das kegelförmige Zahnrad wird auf die Verzahnung der Achse aufgesetzt und kann eine bestimmte Strecke zurücklegen. Die Feder drückt auf 2 gegenüberliegende Axialräder.

Die Teildifferenzialsperre erfolgt wie folgt:

Auf einer geradlinigen Trockenstrecke der Straße stehen die Satelliten still und die Scheiben rotieren relativ zueinander.
Wenn ein Reifen aufschlägt rutschiger Bereich rutschen beginnt. Aufgrund der konischen Form der Zähne beginnen sich die Zahnräder auf der Seite des gestoppten Rads gegenseitig abzustoßen.
Das Achsgetriebe bewegt und komprimiert das Scheibenpaket. Es entsteht eine Reibungskraft, die die Achse zwingt, sich zusammen mit dem Körper direkt vom "Planeten" unter Umgehung der Satelliten zu drehen.

Ein solches Gerät passt den Blockierungsgrad selbstständig an – je langsamer ein Reifen mit guter Haftung dreht, desto stärker werden die Scheiben komprimiert und desto mehr Drehmoment wird geliefert.

Torsen selbsthemmende Zahnräder

Das Funktionsprinzip dieser Mechanismen basiert auf einem Merkmal Wurmpaar: Das Getriebe kann die Drehung auf den Satelliten übertragen, aber der umgekehrte Vorgang ist nicht möglich. Alle Zahnräder, einschließlich Satelliten, sind in Form von Zylindern mit schrägen bogenförmigen Zähnen ausgeführt. Insgesamt verwendet der Mechanismus 3 Paare von Schneckensatelliten, die um die Zahnräder der Achswellen herum installiert sind.

Das selbstsperrende Differential funktioniert wie folgt:

Bei geradliniger Bewegung verhalten sich die Schneckensatelliten ähnlich wie konische - sie drehen sich nicht selbst, sondern drehen die Achsen des Hauptgetriebes.
Bei Kurvenfahrten erhöht sich die Drehzahl einer Achswelle und die Satellitenpaare drehen sich - die Kraft wird auf unterschiedliche Weise verteilt.
Da jedes Satellitenpaar durch ein Stirnradgetriebe miteinander verbunden ist, ist ein Durchrutschen eines Rades ausgeschlossen. Die Achse ist in der Lage, ihren eigenen Satelliten zu drehen, der den benachbarten dreht, der die zweite Halbachse nicht mehr drehen kann. Der Mechanismus verriegelt automatisch.

Das Torsen-Gerät ist das zuverlässigste und fortschrittlichste, aber zu teuer, daher wird es auf Maschinen installiert maximale Konfiguration... Im übrigen werden leichter zugängliche Mechanismen erhöhter Reibung verwendet.

Unter Fans des extremen Offroad-Fahrens ist es bekannt der einfachste Weg Verrutschen vermeiden - Blockieren Hinterachsdifferential durch Schweißen. Die Satelliten sind fest mit den Achsen verschweißt und stehen immer still. Wahrheit, ähnliche Autos sind nur für das Fahren auf Boden und Schnee bestimmt - der Betrieb auf hartem Untergrund ist zu umständlich und zu teuer.

Bei einem Auto ist das Differenzial für die Drehmomentverteilung zwischen den Antriebsrädern verantwortlich und lässt die Räder unter bestimmten Bedingungen auch mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten rotieren.

Lesen Sie in diesem Artikel

Wo befindet sich das Differential in der Fahrzeuggetriebevorrichtung, Arten von Differentialen

Wie Sie wissen, sind Autos Frontantrieb, Heckantrieb und Allradantrieb. Zur Lage des Differentials:

wenn der Antrieb über die Vorderräder erfolgt, ist das Differenzial in sich;
bei einem Auto mit Heckantrieb ist das Differential im Hinterachsgehäuse eingebaut;
bei Fahrzeugen mit Allradantrieb befindet sich das Differential in der Vorder- und Hinterachse zum Antrieb der Antriebsräder und zum Antrieb der Antriebsachsen ist der Mechanismus im Verteilergetriebe (Verteilergetriebe) eingebaut.

Differentiale sind auch Zwischenachs- und Zwischenachsdifferentiale. Wenn das Differential zum Antrieb der Antriebsräder verwendet wird, ist es Querachsdifferenzial... Bei Allradfahrzeugen befindet sich das Mittendifferenzial zwischen den Antriebsachsen.

Bei den Geräte- und Konstruktionsmerkmalen basiert das Differential auf Planetenreduktor... Unter Berücksichtigung der Getriebeart, die im Getriebe verwendet wird, kann das Differential (Getriebe) sein: Kegel, Zylinder, Schnecke. Schauen wir uns nun den Aufbau und die Funktionsweise des Differentials genauer an.

Differentialvorrichtung und Funktionsprinzip

Beginnen wir mit dem ersten Typ. Ein Kegelraddifferential fungiert oft als Querachsdifferential. Ein zylindrisches Differential findet man normalerweise auf Allradantrieb und wird zwischen den Achsen platziert. Das Schneckendifferential ist universell, sodass Sie den Mechanismus sowohl zwischen die Räder legen als auch als Zwischenachse verwenden können.

In diesem Fall ist das Kegeldifferential am häufigsten und Grundelemente seine Designs werden aktiv in der Vorrichtung anderer Arten von Differentialen verwendet. Betrachten Sie deshalb beispielhaft den Aufbau und die Wirkungsweise des Kegeldifferentials.

Das Kegeldifferenzial ist also, wie oben erwähnt, eigentlich ein Planetengetriebe. Die Konstruktion umfasst Halbachsgetriebe und Satelliten, die sich im Gehäuse (Differenzialtopf) befinden.

Das Drehmoment wird vom Hauptzahnrad auf das Gehäuse übertragen und dann über die Satelliten auf die Seitenzahnräder übertragen. Auch das angetriebene Hauptzahnrad ist an der Karosserie befestigt (starre Halterung). Achsen sind in der Karosserie eingebaut, Satelliten drehen sich auf den Achsen.

Die Satelliten selbst, die die Funktion des Planetengetriebes realisieren, ermöglichen die Verbindung von Karosserie und Seitenrädern. Unter Berücksichtigung des zu übertragenden Drehmoments können 2 oder 4 vier Satelliten in das Differenzialdesign integriert werden.

Die Sonnenräder (Halbachsgetriebe) übertragen das Drehmoment auf die Antriebsräder des Fahrzeugs. Die Übertragung erfolgt über die Halbwellen, die Verbindung der Halbachszahnräder und der Halbwellen erfolgt über die Keilverzahnung.

Halbachszahnräder können links und rechts sein, mit gleicher oder unterschiedlicher Zähnezahl. Bei gleicher Zähnezahl handelt es sich um ein symmetrisches Differential, bei der asymmetrischen Differentialvorrichtung wird eine unterschiedliche Zähnezahl am linken und rechten Zahnrad verwendet.

Im ersten Fall ermöglicht ein symmetrisches Differential eine gleichmäßige Verteilung des Drehmoments entlang der Achsen und unabhängig von der Größe der Winkelgeschwindigkeiten der Antriebsräder.

Ein solches Differenzial wird für den Einbau zwischen den Rädern verwendet (symmetrisches Querachsdifferenzial). Ein asymmetrisches Differential ist in der Lage, das Drehmoment in dem einen oder anderen Verhältnis zu teilen. Dieses Feature ermöglicht den Einsatz zwischen Antriebsachsen.

Kommen wir nun zu den Prinzipien des Differentials. Zunächst arbeitet das symmetrische Differential in drei Hauptmodi. Der erste Modus fährt geradeaus, der zweite fährt in einer Kurve, der dritte fährt auf Straßen mit schlechter Haftung (Schlamm, Eis usw.).

Wenn das Auto geradeaus fährt, erfahren die Räder den gleichen Widerstand. Es erfolgt eine Drehmomentübertragung vom Hauptzahnrad auf das Differentialgehäuse. Die Satelliten bewegen sich mit der Karosserie, die wiederum Drehmoment auf die Antriebsräder überträgt.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Drehung der Satelliten auf den Achsen nicht stattfindet, erfolgt die Bewegung der Halbachsgetriebe mit gleicher Winkelgeschwindigkeit, die Drehzahl des linken und rechten Getriebes ist gleich der Drehzahl des Abtriebsrades des Hauptantriebs.

Wenn das Fahrzeug jedoch in eine Kurve einfährt, wird das näher am Zentrum liegende Rad (innerer Antrieb) stärker belastet und erfährt mehr Widerstand als das äußere Rad (am weitesten vom Zentrum der Kurve entfernt).

Durch eine Erhöhung der Last verlangsamt das innenliegende Halbachsgetriebe die Rotation etwas, was dazu führt, dass die Satelliten beginnen, sich um ihre Achse zu drehen. Eine solche Drehung der Satelliten führt zu einer Erhöhung der Drehzahl des äußeren Halbachsgetriebes.

In der Praxis ermöglicht die Möglichkeit, die Antriebsräder mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten zu bewegen, ein schlupffreies Wenden. Das Drehmoment wird übrigens weiterhin gleichmäßig auf die Antriebsräder verteilt.

Wenn das Auto im Schlamm, Schnee oder Eis stehen bleibt, erfährt ein Rad mehr Widerstand als das andere. In diesem Fall leitet das Differential (konstruktionsbedingt) eine beschleunigte Drehung des Kufenrades ein, während das andere Rad langsamer wird.

Eine unzureichende Haftung mit einer Beschichtung ermöglicht jedoch kein hohes Drehmoment am Schleuderrad, und die Besonderheit des symmetrischen Differentialbetriebs lässt auch keine Entwicklung zu der richtige moment am anderen Rad. Oftmals kann das Auto in diesem Fall einfach nicht weiterfahren.

Der Ausweg aus der Situation ist die Notwendigkeit, das Drehmoment am Rad zu erhöhen, das nicht rutscht. Dazu muss das Differential gesperrt sein. Aus diesem Grund haben SUVs zusätzliche Gelegenheit Differenzialsperre, während Personenkraftwagen und sogar einigen modernen Budget-SUVs wird diese Funktion vorenthalten.

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Seine Hauptaufgabe besteht darin, Drehmomente zu verteilen, zu verändern und zu übertragen und bei Bedarf zwei Verbraucher mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten in Drehung zu versetzen.

Das Querachsdifferential ist ein Differential zum Antrieb der Antriebsräder, wenn es zwischen den Antriebsachsen in Auto mit Allradantrieb- Mittelpunktabstand.

Typischerweise befindet sich das Fahrzeugdifferenzial an den folgenden Stellen:

Antriebsachsen in einem Allradfahrzeug - im Verteilergetriebe
Antrieb der Antriebsräder bei einem Allradfahrzeug - im Hinter- und Vorderachsgehäuse
Antrieb der Antriebsräder bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb - im Getriebe
Antrieb der Antriebsräder bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb - Hinterachsgehäuse

Das Differenzial basiert auf einem Planetengetriebe. Wird in der Getriebeansicht verwendet Getriebe teilt das Differential konventionell in die folgenden drei Typen ein:

Wurm
Zylindrisch
Konisch

Das Schneckendifferenzial ist das vielseitigste Differenzial und kann sowohl zwischen den Achsen als auch zwischen den Rädern eingebaut werden. Der zylindrische Typ befindet sich normalerweise bei Autos zwischen den Achsen. Der konische Typ wird hauptsächlich als Zwischenrad verwendet.

Außerdem wird zwischen asymmetrischen und symmetrischen Fahrzeugdifferentialen unterschieden. Die asymmetrische Ausführung wird zwischen zwei Antriebsachsen eingebaut und ermöglicht die Übertragung von Drehmomenten in unterschiedlichen Proportionen. Der symmetrische Typ wird in der Regel an Achsantrieben installiert und ermöglicht die Übertragung eines gleichen Drehmoments auf zwei Räder.

Kfz-Differentialgerät

Die Hauptelemente des Differentials sind:

Halbachsgetriebe
Getriebe von Satelliten
Rahmen

Differentialdiagramm des Vorderradantriebs:
1 - angetriebenes Zahnrad der Hauptübertragung; 2 - ein Fragment des Hauptzahnradantriebsrads; 3 - Satellitenachse; 4 - Satellit; 5 - Differentialgehäuse; 6 - rechts angeflanschte Welle; 7 - Stopfbuchse; 8 - konisch Rollenlager; 9 - halbaxiales Getriebe; 10 - linke Flanschwelle; 11 - ein Fragment des Getriebegehäuses.

Die Zahnräder der Satelliten ähneln in ihrem Funktionsprinzip einem Planetengetriebe und dienen dazu, die Karosserie und das Halbachsgetriebe miteinander zu verbinden. Letztere wiederum sind mittels Keilwellenprofilen mit Antriebsrädern verbunden. V verschiedene Designs vier oder zwei Satelliten verwendet werden, in Personenkraftwagen die zweite Option wird häufiger verwendet.

Differentialtopf oder -gehäuse - sein Hauptzweck besteht darin, das Drehmoment vom Hauptzahnrad über die Satelliten auf die Seitenzahnräder zu übertragen. Darin befinden sich die Achsen für die Rotation der Satelliten.

Sonnen- oder Halbachsgetriebe - ausgelegt zur Drehmomentübertragung über Halbwellen auf die Antriebsräder. Das linke und das rechte Zahnrad können entweder die gleiche oder eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen haben. Die Zahnräder wiederum mit andere Nummer Zähne werden verwendet, um ein asymmetrisches Differential zu bilden, und mit der gleichen Anzahl - für ein symmetrisches.

So funktioniert das Auto-Differential

Das Differential funktioniert wie folgt: Drehen eines der Antriebsräder des Autos beginnt sich das zweite in die entgegengesetzte Richtung zu drehen, aber die Bedingung der Unbeweglichkeit der Kardanwelle muss erfüllt sein. In diesem Fall drehen sich die Stellite um ihre Achsen und spielen die Rolle eines Zahnrads.

Wenn Sie den Motor starten und die Kupplung und einen der Gänge einlegen, beginnt er sich zu drehen Kardanwelle und überträgt sein Drehmoment über die Stirn- und Kegelräder auf das Differentialgetriebe.

Während sich das Auto auf einer kurvigen Bahn bewegt, bremst also ein Rad ab, das zweite hingegen erhöht es. Als Ergebnis werden Raddurchdrehen und Schlupf eliminiert und jedes Rad dreht sich mit der Geschwindigkeit, die für eine sichere Bewegung erforderlich ist.

Wenn das Auto geradeaus fährt, passiert nichts Besonderes und das Differential überträgt das Drehmoment im gleichen Verhältnis auf beide Räder. Die Halbachsgetriebe rotieren mit gleicher Winkelgeschwindigkeit, da die Satelliten in diesem Fall stationär sind.

Beim Fahren auf rutschigem Untergrund hat das Differenzial einen erheblicher Nachteil- es kann ein seitliches Schleudern der Maschine verursachen, da die Zugkraft auf das Schleuderrad gering ist und es im Leerlauf zu rotieren beginnt.

Die einfachsten Autodifferentiale haben noch einen weiteren Nachteil. Gelangen Schmutz oder andere Fremdkörper zwischen die Verzahnungen, kann das Drehmoment in einem anderen Verhältnis übertragen werden, sogar 0 bis 100. Somit bleibt ein Rad in einer völlig statischen Position.

Moderne Modelle haben diesen Nachteil praktisch nicht. Ihr Gerät ist manuell oder starrer automatisch. Außerdem in vielen Autos moderne Autos Stabilisierungssysteme installiert sind und Richtungsstabilität, wodurch die Drehmomentverteilung in Abhängigkeit von der Fahrbahn des Fahrzeugs optimiert werden kann.

Wie funktioniert das Differential - Video:

Das ist alles, jetzt kennen Sie das Gerät des Differentials.

In diesem Artikel werden wir über das Gerät des Hauptgetriebes und die Hauptfunktionen des Autodifferentials sprechen.

Wofür wird es benötigt?

Drehmoment von der Motorkurbelwelle über Kupplung, Getriebe und Kardangetriebe auf ein Paar Schrägverzahnungen übertragen, die in ständigem Eingriff sind. Beide Räder drehen sich mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit. Aber schließlich ist es in diesem Fall unmöglich, das Auto zu wenden, weil die Räder müssen bei diesem Manöver eine ungleiche Strecke zurücklegen!

Werfen wir einen Blick auf die Spuren, die nasse Autoräder bei Kurvenfahrten hinterlassen. Wenn Sie sich diese Spuren mit Interesse ansehen, können Sie sehen, dass das äußere Rad vom Rotationszentrum einen viel längeren Weg zurücklegt als das innere.

Würde auf jedes Rad die gleiche Drehzahl übertragen, wäre ein Drehen des Autos ohne schwarze Spuren unmöglich. Folglich verfügt jedes Auto über einen bestimmten Mechanismus, der es ihm ermöglicht, Kurven zu fahren, ohne Gummiräder auf den Asphalt zu "ziehen". Und dieser Mechanismus wird als Differential bezeichnet.

Das Differential des Autos ist so ausgelegt, dass beim Wenden des Autos und beim Fahren auf unebenen Straßen das Drehmoment zwischen den Achswellen der Antriebsräder verteilt wird. Das Differential ermöglicht es den Rädern, sich mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten zu drehen und unterschiedliche Wege zurückzulegen, ohne relativ zur Straßenoberfläche zu rutschen.

Mit anderen Worten, 100 % des Drehmoments, das zum Differenzial kommt, können als 50 x 50 oder in einem anderen Verhältnis (zB 60 x 40) zwischen den Antriebsrädern verteilt werden. Leider kann das Verhältnis - 100 x 0 betragen. Dies bedeutet, dass eines der Räder steht, während das andere ins Schleudern kommt. Aber dieses Design ermöglicht das Wenden ohne Schleudern und der Fahrer wechselt nicht jeden Tag verschlissene Reifen.

Konstruktiv ist das Differential zusammen mit dem Hauptzahnrad in einer Einheit hergestellt und besteht aus:

zwei Gänge der Halbachsen
zwei Gänge von Satelliten

1 - Halbachsen; 2 - angetriebenes Zahnrad; 3 - Antriebsrad; 4 - Halbachsgetriebe; 5 - Satellitengetriebe.
Verfügen über Fahrzeuge mit Frontantrieb Achsantrieb und Differenzial befinden sich im Getriebegehäuse. Der Motor solcher Autos befindet sich nicht entlang, sondern quer zur Bewegungsachse, was bedeutet, dass das Drehmoment des Motors zunächst in der Rotationsebene der Räder übertragen wird. Daher ist es nicht erforderlich, die Richtung des Drehmoments um 90° zu ändern, wie bei Fahrzeugen mit Heckantrieb. Die Funktion, das Drehmoment zu erhöhen und auf die Radachsen zu verteilen, bleibt dabei jedoch unverändert.

Größere Störungen

Geräusch ("Heulen" des Hauptgetriebes) beim Weiterfahren schnelle Geschwindigkeit tritt durch Verschleiß der Zahnräder, deren falsche Einstellung oder bei fehlendem Öl im Kurbelgehäuse des Achsantriebs auf. Um die Störung zu beheben, ist es notwendig, die Verzahnung der Zahnräder einzustellen, ersetzen verschlissene Teile, Ölstand wieder herstellen.

Ölleckage kann durch Öldichtungen und lose Verbindungen erfolgen. Um die Fehlfunktion zu beheben, ersetzen Sie die Öldichtungen und ziehen Sie die Befestigungselemente fest.

Wie funktioniert der Dienst?

Wie alle Zahnräder - die Zahnräder von Achsantrieb und Differenzial benötigen "Schmierung und Pflege". Obwohl alle Teile des Achsantriebs und des Differentials wie massive "Eisenstücke" aussehen, haben sie auch einen Sicherheitsspielraum. Daher behalten die Empfehlungen bezüglich plötzlichem Anfahren und Bremsen, grobem Einrücken der Kupplung und anderer Überlastung der Maschine ihre Gültigkeit.

Auch schleifende Teile und Verzahnungen müssen ständig geschmiert werden. Daher wird Öl in das Hinterachskurbelgehäuse (für Fahrzeuge mit Heckantrieb) oder in das Kurbelgehäuse des Blocks gegossen - Getriebe, Hauptzahnrad, Differential (für Fahrzeuge mit Frontantrieb), dessen Füllstand regelmäßig überwacht werden muss. Das Öl, in dem die Getriebe arbeiten, neigt dazu, durch Undichtigkeiten in den Gelenken und durch abgenutzte Öldichtungen "auszutreten".

Wenn Sie ein Problem mit dem Getriebe vermuten, heben Sie eines der Antriebsräder des Fahrzeugs mit einem Wagenheber an. Starten Sie den Motor und lassen Sie das Rad bei eingelegtem Gang durchdrehen. Schauen Sie sich alles an, was sich dreht, hören Sie alles, was verdächtige Geräusche macht. Dann das Rad auf der anderen Seite aufbocken. Bei erhöhtes Rauschen, Vibrationen und Öllecks - suchen Sie nach einem Autoservice.

Viele, die einen SUV kaufen werden, bei der Auswahl bestimmtes Modell, könnte natürlich auf den Begriff "Differentialsperre" stoßen. Aber was ist es? Wie ist es? Und was ist das Funktionsprinzip und die Notwendigkeit für diesen Unterschied? Wie die Praxis zeigt, wissen nicht alle zukünftigen potentiellen „Jeep-Fahrer“ Bescheid.

In diesem Artikel werden wir darüber sprechen, wie was ist das differenzial und warum ist er im auto. Welche Varianten gibt es und auf welchen Autos kann es installiert werden?

Differenzielle Geschichte

Das Aussehen des Differentials in Automobilwelt ließ nicht lange auf sich warten. Nur wenige Jahre später, nachdem die ersten Autos mit Verbrennungsmotor (ICE) vom Band liefen. Schließlich war es lange nicht so süß wie jetzt, und die ersten Automobilmuster, die mit Hilfe eines Motors arbeiteten, wurden sehr schlecht kontrolliert.

Die auf derselben Achse befindlichen Räder drehten sich während der Kurve mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit, was bereits dazu führte, dass das am Außendurchmesser laufende Rad stark durchrutschte. Wir haben dieses Problem ganz einfach gelöst: indem wir ein Differential von Dampfwagen ausgeliehen haben.

Dieser Mechanismus wurde in Frankreich in . erfunden 1828 Jahr Techniker Oliver Pecke-Rom. Es war ein Gerät, das aus Wellen und Zahnrädern bestand. Dadurch wurde das Drehmoment des Verbrennungsmotors auf die Antriebsräder übertragen, aber ein anderes Problem trat auf - die Räder begannen zu rutschen, wodurch die Haftung auf der Fahrbahn verloren ging. Dies zeigte sich oft beim Fahren auf einer Straße mit vereisten Stellen.

Das Rad, das auf dem Eis lag, drehte sich mit mehr Geschwindigkeit als ein Rad, das auf einer für die Bewegung besser geeigneten Oberfläche blieb. Dies führte zum Schleudern. Danach begannen die Designer darüber nachzudenken, wie man das Differential so einstellen könnte, dass sich die Räder mit der gleichen Geschwindigkeit drehen, um das Auftreten von Schleudern zu verhindern.

Die erste Person, die mit einem Differenzial mit minimalem Schlupf experimentierte, war kein anderer als Ferdinand Porsche. Es hat mindestens gedauert 3 Jahre... Mit ihnen wurden die ersten Automodelle der Marke ausgestattet. In den nächsten Jahrzehnten haben Ingenieure verschiedene Arten von Differenzialen entwickelt, von denen wir Ihnen im Folgenden erzählen.

Funktionsprinzip und Gerät

Beginnen wir mit dem Differenzialtyp, der am einfachsten zu berücksichtigen ist – dem offenen Differenzial. Wir beginnen mit dem einfachsten Differentialtyp, dem offenen Differential. So, Das Differentialdesign umfasst die folgenden Teile:

- Antriebswelle. Seine Aufgabe ist die Drehmomentübertragung. Die Welle führt es vom Getriebe bis zum Anfang des Differentials.

- Antriebszahnrad der Antriebswelle. Ein Zahnrad in Form eines Schrägkegels, das zum Koppeln von Differentialmechanismen erforderlich ist.

- Kronenrad. Das Slave-Element. Es hat ebenfalls die Form eines Kegels und dreht sich durch ein Antriebszahnrad. Das kombinierte Antriebs- und Abtriebsrad wird als Endantrieb bezeichnet. Es dient in der Endstufe dazu, die Drehzahl zu reduzieren, die schließlich die Räder erreicht. Die Größe des Antriebszahnrads ist der Krone viel unterlegen Um also eine Umdrehung des Slaves auszuführen, muss der erste mehr als eine Umdrehung um seine Achse machen.

- Halbachsgetriebe. Sind Die letzte GrenzeÜbertragung der Drehung der Antriebswelle auf die Räder.

- Satelliten Ist ein Planetengetriebe, das eine Schlüsselrolle bei der Sicherstellung unterschiedlicher Winkelgeschwindigkeiten der Räder beim Drehen spielt.

Wenn Sie in Ihrem Auto geradeaus fahren, dreht sich das gesamte Differentialgetriebe mit der gleichen Geschwindigkeit: Eingangswelle mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Achswellen rotiert bzw. die Räder selbst mit der gleichen Geschwindigkeit. Aber sobald Sie das Lenkrad drehen, ändert sich die Situation schlagartig. Die Hauptakteure sind jetzt ragen Satelliten heraus, die unter dem Einfluss der Radlastdifferenz entriegelt werden wenn beispielsweise ein Rad zu rutschen beginnt und sich dadurch schneller bewegt.

Die gesamte Motorleistung geht direkt durch sie. Und dadurch, dass es sich bei den Satelliten um zwei unabhängige Getriebe handelt, werden unterschiedliche Drehzahlen auf die beiden Achswellen übertragen. Aber die Macht ist nicht gleichmäßig verteilt, aber auf das einfahrende Rad übertragen äußere Kante die Maschine drehen... Folglich beginnt es sich aufgrund der quantitativen Geschwindigkeitserhöhung viel schneller zu drehen. Und der Unterschied in der Kraftverteilung zwischen den Rädern ist umso größer, je kleiner der Wendekreis des Autos ist, also je mehr man das Lenkrad dreht.

Was ist eine Differenzialsperre und wie funktioniert sie

Differenzierte Sperre- das ist einer von die effektivsten Wege Verbesserungen Offroad-Performance Wagen. Jedes Auto, das direkt oder indirekt für den Offroad-Einsatz gedacht ist, wird von den Designern ab Werk mit einem Mechanismus ausgestattet, der das Mitteldifferenzial sperrt. Außerdem sind Autos mit Mechanismen ausgestattet, die die Vorder- und Hinterachse blockieren.

Blockierung dieser Mechanismus, wie jede technologische Lösung, hat ihre Vor- und Nachteile. Um zu verstehen, wann die Verwendung einer Differenzialsperre erforderlich ist und in welchen Fällen ihre Verwendung einfach verboten ist, müssen Sie die Prinzipien verstehen, auf denen ihre Wirkung beruht.

Versuchen Sie in der verschneiten Winterzeit einen Weitsprung von der Stelle aus zu machen. Ja. Aber es funktioniert nicht, aber alles, weil einer Ihrer Füße auf einer rutschigen Eisfläche stand und der andere auf trockenem Asphalt. Aus diesem Grund hat es nicht geklappt, den Champion zum Springen zu bringen. Ein Bein rutschte unter Ihnen weg, und das Gehirn orientierte sich nicht rechtzeitig und gab nicht den Befehl, alle Kraft zum Drücken in das andere Bein zu bringen. Das Ergebnis dieses Experiments ist ziemlich lustig und komisch: Ihre Beine haben sich geteilt und Sie sind fast bis zum fünften Punkt zusammengebrochen.

Was also kann man in diesem Fall tun, damit beide Beine die Möglichkeit haben, sich perfekt vom Boden abzustoßen? Und alles ist sehr, sehr einfach. Sie müssen nur zwei Joggingbeine zu einem machen und sie mit einem starken Gürtel oder Geschirr fest zusammenbinden. Sie arbeiten jetzt als eine Einheit und nutzen die maximale Schubkraft von einer stabilen, griffigen Oberfläche. Ein ähnlicher Vorgang findet bei einem Auto im Moment der Interaktion seiner Antriebsräder mit der Straße statt.

Stellen wir uns eine Situation vor, in der Auto mit Heckantrieb stoppte willkürlich, so dass sein linkes Rad auf einer rutschigen Oberfläche und sein rechtes Rad auf dem Asphalt war. Wie du weißt, Standard-Mitteldifferenzial mit geringer Reibung was ist an Hinterachse Auto stellt den Rädern immer die gleiche Umfangskraft zur Verfügung. Das linke Rad auf dem Eis kann sich mangels Traktion nicht mit großer Kraft von einer rutschigen Oberfläche bewegen.

Aus diesem Grund kann ihm das Differenzial keine große Kraftanstrengung leisten, da dies physikalisch einfach unmöglich ist. Und in diesem Fall eine ähnliche Kraft wird auf das Rad ausgeübt, die sich auf einer Asphaltfläche befindet. Es gleicht die Kräfte, die zwischen den Rädern verteilt werden, aus und konzentriert sich auf das linke Rad.

Infolgedessen bewegt sich das Auto mit einem Schlupf, aber langsam. Seine Räder werden nicht genug Kraft zum Schieben aufbringen können, die notwendig wäre, um das rechte Rad zu greifen, das unter diesen Bedingungen weder mehr noch weniger, sondern bis zu siebenmal höher ist als das des linken. Aufgrund dieser Eigenschaft, die Zugkraft gleichmäßig zu verteilen, rechtes Rad nur ein Siebtel seiner Zugkraft nutzen. Einfacher ausgedrückt, der Schub hätte siebenmal stärker sein können, aber das Differential brachte nicht genug Kraft auf, um dieses Manöver durchzuführen.

Daher ist es notwendig, eine solche Verbindung zwischen den Rädern durchzuführen, um eine gemeinsame Drehung oder ein Durchrutschen zu gewährleisten, als ob es sich um ein einzelnes Rad handeln würde. Um dieses Problem zu lösen, wird ein spezieller Mechanismus verwendet, der die Drehung der Differentialgetriebe blockiert und die beiden Räder durch eine bedingte starre Verbindung mit konstanter Drehung und gleicher Geschwindigkeit miteinander verbindet. Ein solcher Mechanismus wird als "Differentialsperrmechanismus (Deaktivierungsmechanismus)" oder im Volksmund als Blockieren bezeichnet.

Ein gesperrtes Differenzial kann die Kräfte zwischen den Rädern nicht ausgleichen, wodurch sie durch eine einzige Achse verbunden werden. Dadurch erhält jedes Rad die maximal mögliche Kraft, die für die beste Radtraktion notwendig ist. Daher wird dort, wo die Haftung der Räder auf der Straßenoberfläche besser ist, mehr Kraft aufgebracht.

Was sind die Differenzen?

Die Basis des Differenzials ist ein Planetengetriebe. Die Art des verwendeten Zahnradgetriebes kann das Differenzial bedingt in drei nett:

- Wurm;

Zylindrisch;

Konisch.

Das Schneckendifferenzial ist am vielseitigsten und wird sowohl zwischen den Achsen als auch zwischen den Rädern verbaut. Der zylindrische Typ befindet sich bei SUVs häufig zwischen den Achsen. Der Kegelradtyp wird hauptsächlich als Zwischenraddifferential verwendet.

Gleiches zuweisen symmetrisch und asymmetrisch Differenzen. Asymmetrisches Differentialdesign passt voll Fahrzeuge fahren zwischen den Achsen, wodurch das Drehmoment in unterschiedlichen Proportionen verteilt wird. Der symmetrische Typ überträgt das gleiche Drehmoment auf die Achse zwischen den beiden Rädern. Differentiale werden auch nach der Art der Blockierung unterteilt:manuelles Sperren und elektronisches Sperren.

Manuelle Differenzialsperre

Wie der Name schon sagt, wird die Achsdifferenzialsperre auf Initiative des Fahrers per Knopfdruck oder Umschalten eines bestimmten Kippschalters aktiviert. In diesem Fall werden die Satellitenräder blockiert, wodurch sich die Antriebsräder mit gleicher Geschwindigkeit zu drehen beginnen. Geländefahrzeuge sind oft mit einer manuellen Differenzialsperre ausgestattet. Es wird empfohlen, es einzuschalten, um zu überwinden schweres Gelände, und die Trennung erfolgt beim Verlassen einer normalen Asphaltstraße.

Elektronisch oder Automatische Sperrung Differential

Die automatische Sperrung des Differentials erfolgt über Befehle Elektronikeinheit Kontrolle, die den Zustand analysiert, in dem es sich befindet Straßenbelag mit ABS und ESP. Die ECU sperrt dann automatisch die Satellitengetriebe. Je nach Blockiergrad kann diese Vorrichtung bedingt in ein Differential mit Voll- und Teilblockierung unterteilt werden.

Vollständige Sperrung des Differentials

Die Einbeziehung einer solchen Sperre impliziert die Tatsache, dass die Satellitenzahnräder vollständig stoppen und der Mechanismus die Funktionen einer herkömmlichen Kupplung übernimmt, wodurch ein gleiches Drehmoment auf zwei Achswellen übertragen wird. Dadurch drehen sich beide Räder mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit. Wenn mindestens ein Rad die Bodenhaftung verliert, wird das Drehmoment von diesem vollständig auf das andere Rad übertragen, das im Gelände verbleibt. Ein solches Differentialgerät wurde erfolgreich implementiert in Toyota Land Cruiser, Mercedes-Benz G-Klasse und andere.

Teildifferenzialsperre

Das Aktivieren dieser Sperre stoppt die Satellitenzahnräder nicht vollständig, sondern lässt sie durchrutschen. Dieser Effekt ist dank selbstsperrender Differenziale verfügbar. Abhängig von der Art der Funktionsweise dieses Mechanismus ist er unterteilt in Zwei Arten: Geschwindigkeitsempfindlich(wird verwendet, wenn ein Unterschied in den Drehwinkelgeschwindigkeiten der Halbachsen festgestellt wird) und Drehmomentempfindlich(wird bei einer Verringerung des Drehmoments einer Achswelle verwendet) Diese Art der Differentialvorrichtung findet sich bei SUVs Mitsubishi pajero, Audi Q-Serie und BMW X-Serie.

Differentialgruppe Geschwindigkeitsempfindlich unterscheidet sich in der Struktur der Struktur. Einer dieser Mechanismen ist einer, bei dem eine Viskosekupplung eine Differentialfunktion ausführt. Viskosekupplung unterscheidet sich von Reibungsdifferenz seine weniger Zuverlässigkeit. Aus diesem Grund wird es in Autos eingebaut, die nicht dafür ausgelegt sind, unwegsame Wildnis und tiefe Furten zu überwinden, oder auf Autos mit sportlichem Charakter.

Ein weiterer Mechanismus aus der geschwindigkeitsempfindlichen Gruppe wird als Gerotor-Differential bezeichnet. Hier wird die Rolle von Sperrelementen gespielt Ölpumpe und zwischen dem Differentialgehäuse und den Seitenrädern der Achswellen montierte Reibplatten. Obwohl im Prinzip wirkungsmäßig, ähnelt es einer Viskosekupplung.

Differentiale, die zur Gruppe gehören Drehmomentempfindlich unterscheiden sich auch in ihrem Design. Zum Beispiel gibt es einen Mechanismus, der ein Reibungsdifferential verwendet. Seine Besonderheit liegt in der unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeit der Räder in Kurven und bei Geradeausfahrt. Wenn das Auto geradeaus fährt, Winkelgeschwindigkeit die Drehung beider Räder ist gleich und bei Kurvenfahrt ist das Drehmoment für die Räder unterschiedlich.

Die nächste Art von Differentialen ist mit Hypoid- und Schrägverzahnung. Sie sind konventionell unterteilt in drei Gruppen.

Der erste – mit Hypoid-Engagement

Dabei hat jede Achswelle ein eigenes Satellitengetriebe. Sie sind durch eine Stirnradverzahnung aneinander befestigt und stehen senkrecht zueinander. Bei unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten der Antriebsräder verkeilen sich die Zahnräder der Achswellen. Dadurch reiben die Zahnräder am Differentialgehäuse. Das Differential wird teilweise blockiert und das Drehmoment wird mit einer geringeren Winkelgeschwindigkeit auf die Achse umverteilt. Nach dem Ausgleich der Halbachsgeschwindigkeiten wird die Blockierung deaktiviert.

Der Zweite – schraubenförmig

Es ist dem ersten ähnlich, jedoch ist die Anordnung der Satellitenräder parallel zu den Halbachsen. Diese Einheiten sind durch eine Schrägverzahnung miteinander verbunden. Die Satelliten dieses Mechanismus sind in speziellen Nischen am Differentialgehäuse montiert.Bei einem Unterschied in der Winkelgeschwindigkeit der Radumdrehung verkeilen sich die Zahnräder und greifen in die Zahnräder, die sich in den Nischen des Differentialgehäuses befinden. Es kommt zu einer teilweisen Blockierung. Die Richtung des Drehmoments wird zur unteren Drehzahlachse bestimmt.

Dritter – mit Schrägverzahnungen von Halbachsen und Schrägverzahnungen von Satelliten

Benutzt in Mitteldifferentiale... Das Prinzip ist das gleiche - das Drehmoment mit weniger Drehung auf die Achse zu verlagern. Der Hubraum dieses Typs ist ziemlich groß - von 65/35 bis 35/65. Wenn die Winkelgeschwindigkeit der Raddrehung beider Achsen stabilisiert und ausgeglichen ist, wird das Differential entsperrt. Diese Differentialgruppen sind in der Automobilindustrie weit verbreitet als konventionelle Modelle und Sport.