Das Geheimnis der Offroad-Ausdauer liegt in der Regel in ihrem speziellen Design, das auf einem Rahmen mit erhöhter Steifigkeit, einem leistungsstarken Motor sowie dem Vorhandensein eines Allradantriebssystems und eines Verteilergetriebes basiert, das das Drehmoment verteilt an PKW-Achsen und erhöht sie gegebenenfalls auf den gewünschten Wert. Die „Rasdatka“ der neuen Generation besteht wiederum aus Elementen wie einem Zwischenachsdifferential, einem Kettengetriebe, das zur Übertragung des Motordrehmoments auf die Vorderachse des Fahrzeugs dient, und einem Untersetzungsgetriebe.
Gleichzeitig kann das Vorhandensein des Mittendifferentials als Hauptunterscheidungsmerkmal der Struktur des Verteilergetriebes bezeichnet werden, das ein wesentlicher Bestandteil des Allradantriebssystems ist. Dieses Element ist notwendig, um die Möglichkeit der Drehung der Antriebsachsen des Fahrzeugs mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu gewährleisten. Und um die Fähigkeiten des Systems voll auszuschöpfen, hat es eine solche Funktion wie ein zentrales Sperrdifferential, was die effektivste Art ist, die Durchgängigkeit des Fahrzeugs zu verbessern.
Die Implementierung dieser Funktion kann automatisch und manuell erfolgen. Im zweiten Fall erfolgt die Sperrung durch den Fahrer selbst. Dies geschieht mit Hilfe eines speziellen Geräts - eines Antriebs, der mechanisch, hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein kann. Diese Art der Blockierung wird als erzwungen bezeichnet.
Die erzwungene Sperrung des Mittendifferentials impliziert in der Tat eine vollständige Beendigung der Ausführung seiner Funktionen und eine Umwandlung in eine herkömmliche Kupplung, die die Achswellen oder Kardanwellen des Autos starr koppelt und auf sie das gleiche Drehmoment mit denselben überträgt Winkelgeschwindigkeit. Es wird verwendet, um schwierige Stellen mit dem Auto zu überwinden, und wenn sie vorbeifahren, muss es ausgeschaltet werden.
Die automatische Sperrung, auch als Teilschlupf-Differenzialsperre bezeichnet, wird unter Verwendung von Strukturen durchgeführt, wie z. B.:
- Viskose Kupplung,
- Torsen-Differenzial,
- Reibungskupplung.
Viskose Kupplung, ihre Struktur und Wirkungsweise
Die Viskokupplung ist mit einem Antrieb am Differentialtopf befestigt, während ihr zweites Ende an der Achswelle des Autos befestigt ist. Wenn sich das Auto im normalen Fahrmodus befindet, drehen sich der Becher und die Achswelle mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit. Bei Kurvenfahrten können diese Anzeigen nur geringfügig voneinander abweichen. Das heißt, die Arbeitsebenen der Viskosekupplung selbst weisen zu diesem Zeitpunkt einen minimalen Prozentsatz an Diskrepanz auf und befinden sich selbst in der offenen Form. Wenn jedoch ein größerer Drehmomentwert auf eine der Achsen des Autos übertragen wird, wodurch die Rotationsgeschwindigkeit viel höher ist als die der anderen Achsen, tritt in der Viskosekupplung Reibung auf, aufgrund derer dies der Fall ist ist blockiert.
Es stellt sich heraus, dass je mehr sich die Winkelgeschwindigkeiten der Autoachsen voneinander unterscheiden, desto mehr Reibung tritt in der Viskosekupplung auf und desto stärker wird der Grad ihrer Blockierung. Nach ihrer Ausrichtung nimmt die Reibung wiederum allmählich ab, was zu einem sanften Öffnen der Viskokupplung und einem Lösen der Verriegelung führt.
Dieses Zwischenachs-Sperrdifferential funktioniert am besten, wenn das Auto auf Oberflächen von schlechter Qualität verwendet wird, jedoch unter realen Offroad-Bedingungen nicht optimal. Tatsache ist, dass die Visco-Kupplung den schnellen und häufigen Änderungen des Haftungszustands der Fahrzeugbrücken am Boden einfach nicht gewachsen ist, weshalb sie überhitzt und ausfällt.
Merkmale des Torsen-Differenzialgeräts und seiner Typen
Das Torsen-Selbstsperrdifferenzial wiederum ist eine der technisch höchst technologischen und effizientesten Formen der Sperrung. Es zeichnet sich durch ein besseres Ansprechverhalten und die Fähigkeit aus, in kürzester Zeit auf Änderungen des Drehmomentwerts zu „reagieren“ und darauf mit einer Änderung des Blockierungsgrades zu reagieren. Am zuverlässigsten sind SUVs mit einem Mittendifferential dieser Art von Sperre. Seine Wirkung basiert auf den Eigenschaften eines Hypoid- oder Schraubenradpaares, das sich bei Bedarf "verkeilen" kann. Diese Art der Konstruktion hat drei Varianten:
Typ 1
Als Hypoidpaare sind hier Zahnräder und Satelliten der vorlaufenden Achswellen beteiligt. Die Satelliten der gegenüberliegenden Halbachsen, die sich in einer senkrechten Position zu ihnen befinden, sind durch spornartige Eingriffe miteinander verbunden.
Im normalen Fahrmodus, wenn die Drehmomente gleichmäßig auf die Achsen des Autos verteilt sind, befinden sich diese Paare in einer stationären Position oder bewegen sich mit geringer Intensität, wodurch die optimale Differenz der Winkelgeschwindigkeiten der Achsen bei Kurvenfahrt sichergestellt wird. Bei einem „Durchrutschen“ einer der Achsen, was sich in einem Drehmomentabfall äußert, beginnen die „Satelliten-Halbachse“-Paare Drehbewegungen, die zu Reibung und teilweiser Sperrung des Differenzials führen. Gleichzeitig erfolgt wiederum die Momentenverteilung zugunsten der weniger intensiv arbeitenden Achswelle.
Es ist erwähnenswert, dass das Typ 1 Torsen-Differenzial das stärkste Design in seiner Klasse hat, da es im breitesten Bereich von Drehmomentverhältnissen von 2,5/1 bis 5,0/1 arbeitet.
Typ 2
Das Design dieses Differentials, das vom englischen Designer Rod Quife entworfen wurde, basiert auf Schrägstirnrad-Halbachsenrädern und Satelliten-Schrägstirnrädern, die parallel zu den Halbachsen angeordnet sind. Im Vergleich zum vorherigen Typ ist ersichtlich, dass die Mittendifferentialschaltung dieses Typs einen niedrigeren Sperrfaktor aufweist, was durch eine schnellere Reaktionsgeschwindigkeit und eine größere Empfindlichkeit gegenüber Änderungen des übertragenen Drehmoments ausgeglichen wird. Ähnliche Mechanismen werden bei im Inland produzierten Autos, einschließlich UAZs, verwendet.
Typ 3
Die Torsen-Mittendifferentialvorrichtung des dritten Typs von Zexel Torsen ist hinsichtlich ihrer Konstruktionsmerkmale und ihres Funktionsprinzips in vielerlei Hinsicht dem zweiten Typ ähnlich. Dabei handelt es sich auch um schrägverzahnte Halbachsengetriebe und Satellitenschrägverzahnungen, deren Achsen parallel zu den Halbachsen liegen.
Dank der Planetenstruktur der Struktur dieser Konstruktion wird eine Verschiebung der nominellen Drehmomentverteilung zugunsten der einen oder anderen Achse des Fahrzeugs bereitgestellt. Der Hauptvorteil dieser Art von Blockiervorrichtung ist ihre Funktionalität und Kompaktheit, die es ermöglicht, das Design des Verteilergetriebes zu vereinfachen und seine Größe zu reduzieren.
Bauliche Unterschiede von Reibungskupplungen
Das Design der Reibungskupplung umfasst eine Trommel, die direkt mit der Nabe des Autos verbunden ist, mehrere Reibungsscheiben (zwei oder mehr), einen Kolben, der diese Scheiben zusammendrückt, und eine Feder, die den Kolben in seine ursprüngliche Position zurückbringt.
Zwischen der Trommel und der Nabe besteht eine starre Verbindung. Gleichzeitig befindet sich in letzterem ein als Stopper wirkender Ring, auf dem sich eine Tellerfeder am Kolben abstützt. Die Nabe wiederum ist mit speziellen Kanälen ausgestattet, die das Öl zwischen Kolben und Trommel bewegen. Bei Personenkraftwagen werden am häufigsten Scheibenreibungskupplungen mit zwei Reibflächen verwendet, die aus einer Scheibe und zwei Kupplungshälften bestehen, und bei Spezialfahrzeugen, einschließlich Traktoren, ist häufig eine Mehrscheibenausführung zu finden.
Betrachten wir, wie das Mittendifferential mit Reibungskupplung funktioniert: In dem Moment, in dem sich das Auto in einem normalen, ruhigen Fahrmodus befindet, erfolgt die Verteilung der Winkelgeschwindigkeiten zwischen den Achsen des Autos gleichmäßig. Beginnt jedoch eine der Halbachsen schneller zu rotieren, nähern sich die Reibscheiben einander an und bremsen sie mit Hilfe der entstehenden Reibkräfte ab.
Ein solches Schließsystem ist hocheffizient, aber bei Serien-Pkw selten anzutreffen. Dieser Trend erklärt sich aus der Komplexität des Designs und der spezifischen Wartung von Reibungsdifferentialen sowie einer kurzen Lebensdauer, die durch den schnellen Verschleiß ihrer Komponenten verursacht wird.
Das Funktionsprinzip des reibschlüssigen Mittendifferenzials wird in der Haldex-Kupplung genutzt, die seit 1998 von der gleichnamigen schwedischen Firma produziert wird. Im Mittelpunkt des Betriebs dieses Geräts verwendeten die Hersteller die Arbeit eines elektrohydraulischen Bündels von Elementen. Doch trotz Fortschrittlichkeit und Innovationsgeist der Haldex-Kupplung waren ihre ersten Versionen eher ein Misserfolg als erfolgreich, was zahlreiche konstruktive Verbesserungen erforderlich machte, und die neuesten Entwicklungen erwiesen sich als sehr erfolgreich und gefragt.
Die 5. Generation der Haldex-Kupplung ist jetzt in Produktion und bietet verbesserte Eigenschaften, darunter:
- die Fähigkeit, das Gerät unabhängig vom Fahrmodus zu steuern;
- die Fähigkeit, das Drehmoment unter Verwendung einer prädiktiven Steuerung schnell zu erhöhen;
- die Möglichkeit des Dauerbetriebs des hinteren Hauptfahrwerks;
- Kompatibilität mit verschiedenen automatischen Bremssteuerungssystemen, einschließlich ABS.
Abschluss
Nachdem Sie diese Informationen analysiert haben, können Sie verstehen, warum Sie ein Mittendifferential benötigen. Einfach ausgedrückt kann es als Drehmomentverteiler an den Rädern eines Autos bezeichnet werden, der nach dem Prinzip einer Apothekenwaage funktioniert: Wenn auf beide Arme des Mechanismus die gleiche Last ausgeübt wird, steigen sie beim „Anheben am Heck“. gleichermaßen, aber wenn einer von ihnen unter einer großen Last steht, wird die zweite Schulter angehoben, um das Gleichgewicht zu halten.