Dyferencjał transmisji. Centralna blokada mechanizmu różnicowego: co to jest

Co to jest różnica?- Jest to część przekładni, której zadaniem jest dokładne rozłożenie momentu obrotowego pomiędzy kołami napędowymi jednej osi (pod warunkiem ruch prosty samochodu, a także przy tej samej średnicy kół, przyczepności i ciśnieniu w oponach), a centralny mechanizm różnicowy - w rozkładzie momentu obrotowego między osiami napędowymi - w równych lub optymalnych proporcjach (dyferencjał asymetryczny).

Wolny dyferencjał (typ prosty)

Wewnętrzna organizacja różnice są różne i najbardziej rozpowszechniony uzyskał otwartą lub, innymi słowy, wolną różnicę. To jest czyste urządzenie mechaniczne Wyróżnia się prostotą (zwykle są to tylko cztery koła zębate stożkowe), zwartą i w pełni odpowiada swojej nazwie: czyli dzieli moment obrotowy w stałym stosunku (zwykle 50:50) i w żaden sposób nie przeszkadza w obrotach wałów wyjściowych przy różnych prędkościach. Ale na tym polega niebezpieczeństwo: jeśli jedno z kół uderzy w śliską nawierzchnię i wpadnie w poślizg, drugie koło również pozostanie bez przyczepności, a sam samochód nie będzie mógł się ruszyć. Brzmi znajomo?

Mechanizmy różnicowe blokujące są pozbawione tej wady. W przeciwieństwie do wolnych, już z pewnym wysiłkiem próbują spowolnić prędkość wału prowadzącego, zwiększając moment obrotowy na opóźnionym. I choć brzmi to nieco skomplikowanie, w rzeczywistości zasada działania takich urządzeń jest prosta: powstająca między nimi siła tarcia uniemożliwia obracanie się wałów względem siebie, a im większa, tym bardziej moment obrotowy jest przesunięty w kierunku otuliny wał.

Mechanizm różnicowy ze sztywnym blokowaniem

Ekstremalna sprawa- mechanizm różnicowy ze sztywną blokadą, który na polecenie kierowcy może ciasno łączyć ze sobą wały wyjściowe, całkowicie eliminując poślizg poszczególnych kół na drodze. W stanie „wolnym”, gdy blokada jest wyłączona, nie różni się niczym od otwartego mechanizmu różnicowego, to znaczy zapewnia taką samą niezależność obrotu wałów.

Takie modele są dość rozpowszechnione: możliwość przeniesienia 100% momentu obrotowego silnika na jeden wał jest bardzo pożądana w środowisku SUV-ów, gdzie sztywno zablokowane dyferencjały występują zarówno jako dyferencjały międzykołowe, jak i międzyosiowe.

Jednocześnie te mechanizmy różnicowe nie są przeznaczone do wychodzenia daleko poza wyznaczone granice, ponieważ na asfalcie blokada musi być za każdym razem wyłączona, w przeciwnym razie przekładnia będzie doświadczać nadmiernych obciążeń w zakrętach. Oznacza to, że samochód pozostaje nieuzbrojony przed nieoczekiwanym poślizgiem kół śliskie tereny drogi.

Przeczytaj także

Mechanizm różnicowy z blokadą tarczy

Oczywiście nie jest to odpowiednie dla potężnych samochody osobowe zdolne do obracania kół nawet na asfalcie - są dla nich różne mechanizmy różnicowe o ograniczonym poślizgu.

Na przykład mechanizmy z blokadą tarczy, często stosowane w sporcie motorowym i w wersjach wymuszonych samochody drogowe... Są one rozmieszczone prawie tak samo jak wolne dyferencjały, ale wały w nich są połączone ze sobą za pomocą sprzęgieł sprężynowych. Oznacza to, że w przypadku poślizgu blokada tarczy może dodać tylko tyle niutonometrów do wałka oporowego, ile sprzęgła są w stanie wytrzymać przed rozpoczęciem poślizgu. Z reguły jest to bardzo małe – tylko kilkadziesiąt Nm, co zrekompensuje tylko niewielki spadek momentu obrotowego, np. gdy koło uderza w zakurzony lub mokry asfalt.

A co zapobiega zwiększeniu siły tarcia sprzęgieł? Problem polega na tym, że sprzęgła te, stale dokręcane, utrudniają swobodny obrót kół na zakręcie, co prowadzi do przyspieszonego zużycia opon, samego mechanizmu różnicowego i ma niejednoznaczny wpływ na prowadzenie.

Mechanizm różnicowy z lepkim sprzęgłem

Dyferencjały sprzęgające wiskotyczne są pozbawione tych niedociągnięć. V ta sprawa redystrybucja momentu obrotowego następuje nie w wyniku tarcia sprzęgieł, ale ze względu na właściwości specjalnego płynu na bazie silikonu, który „wie, jak” zestalić się po podgrzaniu. Mieści dwa zestawy płytek, z których każda jest połączona z własnym wałkiem wyjściowym mechanizmu różnicowego. I podczas gdy samochód porusza się bez poślizgu, a zatem różnica w prędkości obrotowej wałów jest niewielka, sprzęgło nie objawia się w żaden sposób, ale gdy tylko jeden wał zaczyna znacznie wyprzedzać drugi, płyty ubijają ciecz, wzrasta jej ciśnienie i temperatura, wzrasta lepkość - a sprzęgło wiskotyczne hamuje wał. Jednocześnie opór może być tak duży, że blokada staje się prawie sztywna – na każdy wał można przenieść 100% momentu obrotowego!

Dlaczego zatem sprzęgło wiskotyczne nie jest często spotykane w SUV-ach? Istnieją dwa powody: pierwszy to tendencja do przegrzewania się podczas dłuższego poślizgu, drugi to opóźnienie reakcji, ponieważ podgrzewanie płynu wymaga czasu. Ta ostatnia jest niepokojąca dla producentów potężnych samochody osobowe: Powolność nie wpływa korzystnie na obsługę. Ale są tacy, którym nadal udaje się osiągnąć doskonałe właściwości jezdne: to jest Subaru Impreza oraz Nissana 370Z, Nissan Cefir i Lexus IS z napędem na wszystkie koła.

Bardziej wyrafinowane są mechanizmy różnicowe z blokadą śrub, takie jak Torsen i Quaife. W przeciwieństwie do wszystkich poprzednich, stworzonych na zasadzie „otwartego mechanizmu różnicowego z zębatkami stożkowymi + blokada”, te modele są ułożone w zupełnie inny sposób. Cecha w przebiegłości przekładnie ślimakowe: gdy moment obrotowy spada na jednym z wałów, koła zębate zaczynają się klinować i moment jest natychmiast przenoszony na drugą oś. Czyli dyferencjał nawet nie czeka na początek poślizgu - reaguje na pogorszenie przyczepności! Co więcej, co? silniejszy kierowca naciska na gaz, tym „twardsze” połączenie między wałami: w granicy jedna oś może stanowić do 80% momentu obrotowego. Okazuje się, że mechanizm różnicowy jest "zaciskany" wtedy, gdy jest to konieczne - w momencie przyspieszania i nie przeszkadza w niezależnym obrocie wałów w momencie wypuszczania gazu.

Takie logiczne zachowanie i błyskawiczna wydajność przydały się w zupełnie innych obszarach: te różnice można znaleźć na szybkich Pojazdy Audi z pełnym Napęd Quattro, a na uznanych Toyota SUV Auto terenowe.

Wadą takich urządzeń jest jedna - bezradność wobec zwisania po przekątnej, ponieważ zaklinowanie kół zębatych jest możliwe tylko wtedy, gdy na ślizgającym się kole występuje przynajmniej pewna siła oporu. W tych samych warunkach mechanizm różnicowy z blokadą tarczy jakoś spróbuje pomóc, a sprzęgło wiskotyczne, „chwytające” po kilku obrotach koła, całkowicie przeniesie większość momentu na przeciwny wał.

Sprzęgło tarczowe

Okazuje się, że wszystkie dyferencjały są jakimś kompromisem między zdolnościami terenowymi a prowadzeniem? Tak, ale trwało to tylko do momentu, gdy elektronika w końcu dotarła do tej części auta. Stało się to w połowie lat 80., kiedy Mercedes i Porsche niemal jednocześnie wyposażyły ​​swoje modele w elektronicznie sterowane dyferencjały ze sprzęgłem wielopłytkowym. Strukturalnie przypominały mechanizmy blokujące tarczę, ale sprzęgła w nich nie były już dociskane sprężyną, ale napędem hydraulicznym, który na polecenie jednostki sterującej mógł osłabić lub wręcz przeciwnie zwiększyć napięcie wstępne.

W rezultacie charakterystyki różniczki zaczęto wyznaczać punktami kod programu, a projektanci otrzymali ogromną ilość personalizacji. Na przykład dla lepszej manewrowości można osłabić połączenie między wałami na wejściu do zakrętu, a następnie na wyjściu wręcz przeciwnie, maksymalnie zacisnąć sprzęgło skuteczne podkręcanie... Mechanizm różnicowy można całkowicie zablokować, a wtedy auto nie boi się żadnego zawieszenia po przekątnej.

Wydawałoby się, że taka różnica nie ma słabe punkty... Ale, jak wszyscy, redystrybuuje moment obrotowy, wyrównując prędkość obrotową wałów. Co by było, gdyby mechanizm różnicowy powodował, że jeden wał obracał się szybciej niż drugi? Przecież wtedy mógłby dodać chwilkę do zewnętrznego koła do skrętu i tym samym pomóc „napełnić” auto na łuku…

Aktywne dyferencjały

Tak powstała idea aktywnego mechanizmu różnicowego - najdoskonalszego na ten moment... Pionierem w tej dziedzinie jest firma Mitsubishi, która wyposażyła swoje Ewolucja Lancera... Biorąc za podstawę zwykły otwarty mechanizm różnicowy, Japończycy dodatkowo połączyli wały wyjściowe za pomocą dwóch biegów - w górę iw dół, których włączenie jest kontrolowane przez elektronikę za pomocą mokre sprzęgła... W ten sposób, włączając określony bieg, komputer może sprawić, że jeden wałek obraca się szybciej lub wolniej niż drugi! Siłę, a właściwie wielkość przenoszonego momentu reguluje się zmieniając stopień

poślizg sprzęgła.

Aktywny dyferencjał montowany jest na tylnej osi samochodu, nadając mu niespotykaną stabilność na zakrętach: tam, gdzie każdy inny w odpowiedzi na dodanie gazu już dawno „zawisłby” w poślizgu, samochód z takim dyferencjałem tylko bardziej aktywnie wkręcany w róg. Warunki terenowe też nie są straszne – jeśli jedno koło się zatrzyma, drugie będzie się obracać jeszcze szybciej.

Służy do rozłożenia dostarczanego do niego momentu obrotowego między wałami wyjściowymi i pozwala im obracać się z nierównymi prędkościami kątowymi.

Gdy pojazd kołowy porusza się na zakręcie, wewnętrzne koło każdej osi pokonuje krótszą odległość niż jego koło zewnętrzne, a koła jednej osi poruszają się po różnych torach w porównaniu z kołami innych osi.

Nierówne ścieżki są pokonywane przez koła pojazdu podczas pokonywania nierówności na prostych odcinkach i podczas pokonywania zakrętów, a także w przypadku jazdy w linii prostej po płaskiej drodze z różne promienie np. toczenie się kół przy nierównym ciśnieniu powietrza w oponach i zużyciu opon lub nierównomiernym rozłożeniu obciążenia na pojeździe.

Gdyby wszystkie koła obracały się z tą samą prędkością, nieuchronnie doprowadziłoby to do ich poślizgu i poślizgu względem powierzchni nośnej, co skutkowałoby zwiększonym zużyciem opon, zwiększonymi obciążeniami mechanizmów przekładni, zużyciem mocy silnika na poślizg i poślizgiem, zwiększonym zużyciem paliwa, a także trudności w skręcaniu pojazd transportowy... Zatem koła pojazdu muszą mieć możliwość obracania się względem siebie z nierównymi prędkościami kątowymi. W przypadku kół nienapędzających zapewnia to fakt, że są one swobodnie zamontowane na swoich osiach i każda z nich obraca się niezależnie od siebie. W przypadku kół napędowych zapewnia się to poprzez zainstalowanie mechanizmów różnicowych w ich napędzie.

Podstawowe typy dyferencjałów

Według lokalizacji różnice dzielą się na:

• interwheel (rozprowadzający moment obrotowy między kołami napędowymi jednej osi)
• interaxle (rozprowadzający moment między głównymi biegami dwóch osi napędowych)
• centralny (rozprowadzający moment pomiędzy grupą osi napędowych)

W zależności od stosunku momentów obrotowych na wałach napędzanych, dyferencjały mogą być:

• symetryczny (momenty na napędzanych wałach są zawsze sobie równe)
• asymetryczny (stosunek momentów na wałach napędzanych nie jest równy jeden)

Wyróżnia się również różnice:

• do odblokowania
• wymuszone zablokowanie
• samoblokujący

Z założenia różnice dzielą się na:

• zwężający się
• cylindryczny
• krzywka
• Robak

W niektórych przypadkach zamiast mechanizmów różnicowych instalowane są mechanizmy, takie jak sprzęgła wolnobiegowe.

Obecnie w pojazdach kołowych najbardziej rozpowszechnione są stożkowe, symetryczne, nieblokujące dyferencjały.

Wideo: Jak działa mechanizm różnicowy?

Obwody różnicowe

Ryż. Schematy prostych dyferencjałów ze stałym stosunkiem momentów na wałach napędzanych: a - symetryczny stożkowy; b - symetryczny cylindryczny; w - asymetryczny cylindryczny; g - asymetryczny stożkowy; 1, 8 - półosie lewego i prawego mechanizmu różnicowego; 2, 6 - lewa i prawa półosi; 3 - satelita; 4 - przypadek różnicowy; 5 - napędzane koło główne koło zębate; 7 - oś obrotu satelitów; 9 - koło słoneczne; 10 - przekładnia planetarna

Ryż. Dyferencjał symetryczny międzykołowy: 1, 8 - kubki różnicowe; 2, 7 - półosiowe podkładki podporowe koła zębate; 3, 6 - półosiowe koła zębate; 4 - podkładka podporowa satelitarna; 5 - satelity; 9 - poprzeczka

Ryż. Schematy różnic asymetrycznych: a - stożkowy; b - cylindryczny

Ryż. Mechanizm różnicowy samochodu GAZ-66-11 (a) i schemat jego działania (b): 1 - zębatka wewnętrzna; 2 - separator; 3 - zewnętrzna zębatka; 4 - kubek różnicowy; 5 - herbatnik

Ryż. Możliwość zablokowania międzyosiowy mechanizm różnicowy: 1 - sprzęgło; 2 - wieniec zębaty

Ryż. Środkowy mechanizm różnicowy samochodu KAMAZ-5320: 1 - wał napędowy; 2 - mankiet uszczelniający; 3 - przypadek różnicowy; 4, 7 - podkładki podtrzymujące; 5, 17 - kubki różnicowe; 6 - satelita 8 - czujnik blokujący; 9 - korek wlewowy; 10 - pneumatyczna komora zamka; 11 - wtyczka; 12 - pierścień ustalający; 13 - sprzęgło zębate; 14 - sprzęgło blokujące; 15 - korek spustowy; 16 - bieg napęd na oś środkową; 18 - poprzeczka; 19 - koło zębate napędu; tylna oś; 20 - śruba do mocowania kubków; 21 - łożysko; 22 - pokrywa łożyska

Ryż. Działanie mechanizmu różnicowego międzyosiowego: a - ogólny schemat; b - poruszając się prosto; w - podczas skręcania; 1 - przypadek różnicowy; 2, 5 - koła zębate półosiowe; 3 - poprzeczka: 4, 6 - satelity; 7 - wiodące koło zębate głównej przekładni; 8, 9 - półosie; 10 - napędzane koło zębate przekładni głównej

Ryż. Dyferencjał środkowy Torsen: 1, 3 - prawa i lewa półosi; 2 - przypadek różnicowy; 4 - satelita powiązany z prawą półosią; 5, 7 - wały wyjściowe mechanizmu różnicowego; 6 - satelita powiązany z lewą półosią przekładni

Gdy samochód jest w ruchu, moment obrotowy jest przenoszony z, a następnie, poprzez główny bieg i mechanizm różnicowy, na koła napędowe. pozwala zwiększyć lub zmniejszyć przenoszony moment obrotowy i jednocześnie zmniejszyć i odpowiednio zwiększyć prędkość obrotową kół. Stosunek w głównym biegu dobierany jest w taki sposób, aby maksymalny moment obrotowy i prędkość obrotowa kół napędowych były jak najbardziej optymalne dla konkretny samochód... Ponadto zwolnica bardzo często jest przedmiotem tuningu samochodu.

Urządzenie z napędem końcowym

Zasadniczo zwolnica to nic innego jak reduktor biegów, w którym połączone jest koło napędowe wał wtórny Punkt kontrolny i napędzany - z kołami samochodu. Rodzaj połączenie zębate główne koła zębate różnią się w następujących typach:

• cylindryczny – w większości przypadków stosowany w samochodach z układ poprzeczny oraz skrzynie biegów i napęd na przednie koła;
• stożkowaty – stosowany bardzo rzadko, bo tak się dzieje duże wymiary oraz wysoki poziom hałas;
• hipoid – najpopularniejszy rodzaj zwolnicy, który jest stosowany w większości samochodów z klasycznym Napęd na tylne koła... Hipoidalny bieg jest mały i niski poziom hałas;
• robak - praktycznie nie używany w samochodach ze względu na pracochłonność produkcji i wysokie koszty.

Warto również zauważyć, że pojazdy z napędem na przednie i tylne koła mają inna lokalizacja główne koło zębate. V pojazdy z napędem na przednie koła z poprzecznym układem punktu kontrolnego i jednostka mocy, cylindryczna zwolnica znajduje się bezpośrednio w obudowie przekładni.

W samochodach z klasycznym napędem na tylne koła zwolnica zainstalowany w obudowie osi napędowej i jest połączony ze skrzynią biegów za pomocą. W funkcjonalne transmisja hipoidalna samochód z napędem na tylne koła zawiera również obrót o 90 stopni dzięki przekładni zębatej stożkowej. Mimo Różne rodzaje a lokalizacja, przeznaczenie głównego biegu pozostaje niezmienione.

Samochód różnicowy

Samochód różnicowy najczęściej łączony z przekładnią główną i umieszczony odpowiednio w obudowie skrzyni biegów lub w obudowie tylnego mostu. Jednak między osiami napędowymi pojazdu z napędem na wszystkie koła można również zamontować mechanizm różnicowy. Różnica jest i jest podzielona na następujące typy:

• skos - w większości przypadków montowany jest wraz z przekładnią główną między kołami jednej osi napędowej;
• cylindryczny - najczęściej używany do odsprzęgania osi prowadzących pojazdów z napędem na wszystkie koła;
• przekładnia ślimakowa - jest uniwersalna i montowana zarówno między kołami jak i między osiami napędowymi.

Głównym celem mechanizmu różnicowego jest rozłożenie momentu obrotowego między kołami samochodu i zmiana ich częstotliwości obrotów względem siebie. Na przykład skręcanie autem bez dyferencjału byłoby po prostu niemożliwe, ponieważ podczas skręcania koło zewnętrzne musi koniecznie obracać się z większą częstotliwością niż koło wewnętrzne.

Dyferencjały są symetryczne i asymetryczne. Symetryczny mechanizm różnicowy przenosi równy moment obrotowy na oba koła i jest najczęściej montowany w połączeniu z przekładnią główną. Asymetryczny mechanizm różnicowy umożliwia przenoszenie momentu obrotowego w różnych proporcjach i jest ustawiony pomiędzy.

Mechanizm różnicowy składa się z obudowy, zębników i kół bocznych. Korpus jest zwykle wyrównany z napędzanym kołem zębatym przekładni głównej. Zębniki pełnią rolę planetarnej przekładni redukcyjnej i łączą koła boczne z obudową mechanizmu różnicowego. Koła zębate półosi (słoneczne) są połączone z kołami napędowymi za pomocą półosi na połączeniach wielowypustowych.

Ze wszystkimi zaletami najprostszego mechanizmu różnicowego jest też wada... Faktem jest, że prędkość można rozłożyć na koła nie tylko w stosunku np. 50/50, 40/60 czy 35/65, ale także 0/100. Oznacza to, że absolutnie cały moment obrotowy może zostać przeniesiony na jedno koło samochodu, podczas gdy drugie koło będzie absolutnie statyczne. Dzieje się tak, gdy samochód utknie w błocie lub lodzie.

ale nowoczesne dyferencjały doskonalsze i praktycznie pozbawione tej wady. Wiele mechanizmów różnicowych ma twarde blokady automatyczne lub ręczne. Ponadto nowoczesne samochody osobowe z napędem na cztery koła wyposażone są w system stabilność kierunkowa, który opiera się na optymalnym rozkładzie momentu obrotowego pomiędzy osiami i poszczególnymi kołami w zależności od trajektorii.

Dyferencjał jest częścią przekładni - układu łączącego silnik z kołami napędowymi pojazdu. Mechanizm ten bierze udział w przenoszeniu sił obrotowych (momentu obrotowego) z silnika na koła, ale jego główną funkcją jest to, że zapewnia obrót kół podczas skręcania samochodu z różnymi prędkościami kątowymi.

W przypadku braku mechanizmu różnicowego koła samochodu obracają się z tą samą prędkością podczas pokonywania zakrętów, co prowadzi do poślizgu kół, który porusza się wzdłuż większej zewnętrznej średnicy łuku obrotowego. Efekt ten ma niezwykle negatywny wpływ na prowadzenie samochodu i prowadzi do szybkiego zużycia opon.

V nowoczesny przemysł motoryzacyjny istnieją trzy możliwości umieszczenia skrzynki różnicowej w zespole transmisyjnym:

• w aucie z prowadzeniem tylne koła(napęd na tylne koła) - w strefie tylna oś;
• w samochodach z napędem na przednie koła - bezpośrednio w samej skrzyni biegów;
• w pojazdach z napędem na cztery koła (4WD) mechanizm różnicowy może znajdować się zarówno w sprawa transferowa, oraz w strefach obu osi.

Urządzenie różnicowe

Konstrukcja urządzenia różnicowego oparta jest na reduktor planetarny... W zależności od tego, które koła zębate (biegi) są używane do obracania kół, mechanizm różnicowy dzieli się na trzy różne typy:

• stożkowy;
• cylindryczny;
• Robak.

Najbardziej rozpowszechniony jest stożkowy bieg i odpowiednio skośny mechanizm różnicowy. Jest tradycyjnie montowany między dwiema osiami pojazdów z Napęd na cztery koła, a nie między kołami, jak jest to możliwe w przypadku innych widoków.

Główne elementy konstrukcyjne są takie same dla wszystkich typów mechanizmów różnicowych, dlatego rozważymy strukturę zespołu na przykładzie mechanizmu stożkowego.

Przekładnia różnicowa typu stożkowego składa się z następujących elementów:

• reduktor planetarny;
• koła zębate z satelitami;
• korpus urządzenia.

W profesjonalnym slangu dla inżynierów motoryzacyjnych i specjalistów z centrów serwisowych korpus mechanizmu różnicowego nazywa się „kubkiem”. Jego głównym celem jest odbieranie sił obrotowych silnika i przenoszenie ich przez satelity na koła zębate. Napędzane koło zębate mechanizmu napędowego jest przymocowane do powierzchni kubka, a wewnątrz kubka zamontowane są osie, po których poruszają się satelity. W rzeczywistości to oni wykonują sprzęganie miseczki (korpusu) i kół zębatych. W samochodach pojazdy tradycyjnie używana jest tylko jedna para satelitów, w towarowych - dwie, ponieważ wymagane jest przenoszenie szczególnie wysokiego momentu obrotowego.

Po otrzymaniu energii z satelitów koła zębate zaczynają poruszać się wzdłuż osi i przenosić ten sam moment obrotowy bez zmian na napędową parę kół. W rezultacie pojazd zaczyna się poruszać.

Koła zębate znajdujące się na osiach mogą mieć równą lub różną liczbę zębów (wypustów). Jeśli liczba zębów jest równa, wówczas koło zębate tworzy symetryczny mechanizm różnicowy - moment obrotowy rozkłada się na osie w równych proporcjach. Jeśli liczba zębów nie jest równa, następuje asymetryczny rozkład energii na koła, co zapewnia zwiększoną przepuszczalność w trudnych warunki drogowe.

Funkcjonalność urządzenia różnicowego

Dyferencjał symetryczny może pracować w jednym z trzech dostępnych trybów.

Główny tryb jest na wprost. V ten tryb koła wytrzymują tę samą siłę oporu drogi i odpowiednio otrzymują ten sam moment obrotowy.

Podczas wchodzenia w narożnik zmienia się tryb pracy mechanizmu różnicowego. Nawet lekki skręt w lewo lub w prawo prowadzi do tego, że wewnętrzne koło napotyka większy opór niż zewnętrzne. Aby wygładzić tę wadę, wewnętrzne koło zębate zwalnia, a tym samym zmusza satelity do ruchu w innym kierunku, co zwiększy amplitudę obrotu zewnętrznej półosi. Z tego powodu zmienia się kątowa prędkość obrotu dwóch kół napędowych, dzięki czemu następuje płynne wejście w zakręt.

Trzeci tryb w działaniu mechanizmu różnicowego jest aktywowany podczas jazdy po lodzie lub innej powierzchni ślizgowej. Jedno z kół napędowych zaczyna odczuwać opór, a drugie nie. Mechanizm różnicowy w takich przypadkach sprawia, że ​​koło ślizgowe porusza się z maksymalna prędkość, a drugie koło zostaje zatrzymane. Po pokonaniu przeszkody konieczne jest wyrównanie dopływu energii do zestawu kołowego, co może wymagać blokady mechanizmu różnicowego.

Według ekspertów z Favorit Motors Group of Companies, dziś duzi europejscy i amerykańscy producenci samochodów korzystają własne opracowania w dziedzinie dyferencjałów. Na przykład proponowane modele Samochody Cadillac(System kontrolowany), Chevrolet (Dyferencjał Positraction) i Ford (mechanizmy Equa-Lock i Traction-Lok) używają tylko swoich modeli mechanizmów dystrybucji w skrzyni biegów.

Rodzaje nowoczesnych dyferencjałów

• Quaife

To jeden z najbardziej konstruktywnych proste urządzenia, który składa się z mechanizmu przekładni planetarnej (w płaskiej konstrukcji) i układu z podwójnymi satelitami, które są blokowane podczas pracy. Stosowane jest sprzęgło śrubowe, które pod dużym obciążeniem oddaje siły osiowe i przekazuje je na pary satelitów. Ze względu na dodatkowy obrót wymaganego rzędu satelitów podczas pokonywania zakrętów lub poślizgu na śliskich nawierzchniach, możliwe jest hamowanie jednego koła i oddawanie energii drugiemu.

Dyferencjał Quaife zakłada użycie pięciu par satelitów jednocześnie dla maksymalnej niezawodności przylegania zębów śrubowych do siebie. To z jednej strony pozwala na efektywne wykorzystanie mechanizmu w najtrudniejszych warunkach drogowych. Z drugiej strony sugeruje, że z biegiem czasu nastąpi nadmierne zużycie całej konstrukcji jako całości.

Mechanizm różnicowy typu Quaife został opatentowany w 1965 roku. Dziś jest używany głównie w wyścigach lub samochody sportowe, a także niektóre modele samochodów z napędem na przednie koła.

• Torsen

To jest ładne stary wygląd urządzenie różnicowe ślimaka, zostało wynalezione w latach 50. XX wieku. Obecnie producenci samochodów używają 3 ulepszonych wersji mechanizmu różnicowego Torsen, ale wszystkie mają w przybliżeniu tę samą zasadę działania. Koła zębate, które znajdują się na wałach osi napędowej, tworzą tak zwaną parę ślimakową z satelitami. W tym przypadku, co ważne, na każdej półosi znajdują się własne satelity, które są sprzężone parami w niektórych pozycjach z satelitami drugiej półosi.

Poruszając się do przodu w linii prostej pary robaków są w zatrzymanej pozycji, a podczas pokonywania zakrętów skręcają. Kolejny obrót wzdłuż osi zapewnia zmianę kąta koła podczas skrętów i skrętów. Torsen różnicowy jest uważany za najmocniejszy i najbardziej odporny na zużycie, działa w maksymalne obciążenie i przełożenia momentu obrotowego.

• Mechanizm blokady tarczy

Ten typ mechanizmu różnicowego składa się z symetrycznego mechanizmu przekładni planetarnej, która jest zamocowana na kołach stożkowych. Koła zębate mają dwa małe sprzęgła o tym samym kształcie i dwie tarcze. Częściowo tarcze mogą przylegać do samej miski mechanizmu różnicowego, a częściowo stykać się ze sprzęgłem, które działa pod wpływem napędzanego koła zębatego.

Istotą blokady mechanizmu różnicowego jest to, że wraz ze wzrostem siły mechanicznej na kołach zębatych pojawiają się wtórne siły osiowe. Dodatkowe siły mają tendencję do zrywania połączeń między kołami zębatymi. W momencie, gdy im się to uda, prędkość każdego z kół zostaje wyrównana, ponieważ prędkości kątowe nabierają tego samego znaczenia.

Mechanizm różnicowy z blokadą tarczową pojawił się pod koniec lat 30. XX wieku, ale po znacznej modernizacji jest używany do dziś - zwykle w SUV-ach i samochodach sportowych.

• Mechanizm różnicowy typu krzywki

Mechanizm różnicowy krzywki jest dostępny w 2 wersjach. Pierwsza dotyczy umiejscowienia sprzęgła krzywkowego pomiędzy dwoma napędzanymi kołami zębatymi. W mechanizmie krzywkowym drugiego typu w zasadzie nie ma kół zębatych - nośnikiem jest tu pierścień separatora, a funkcję satelitów pełnią "krakersy" (specjalne kliny). Napędzane koła zębate w tym przypadku to tarcze krzywkowe.

Zasada konstrukcyjna mechanizmu różnicowego krzywki drugiego typu wynika z poniższego schematu, gdzie 1 to korpus, 2 to koszyk, 3 to suchy, 4 i 5 to koła półosiowe. „Krakery” można umieszczać poziomo (rysunek a) lub promieniowo (rysunek b)

Istotą blokowania mechanizmu różnicowego jest to, że gdy tylko zacznie się pojawiać różnica między kątami prędkości, sprzęgło krzywkowe (lub tarcze krzywkowe - w drugiej wersji) natychmiast blokuje mechanizm różnicowy.

Początkowy rozwój tego typu mechanizmu datuje się na lata 40. XX wieku. W samochodach osobowych tego typu mechanizm różnicowy praktycznie nie jest dziś używany. Główne zastosowanie tego typu krzywek znajduje się w wojskowym przemyśle motoryzacyjnym.

• Sprzęgło wiskotyczne (sprzęgło wiskotyczne)

Dyferencjał konstrukcyjnie ma pojemnik wypełniony lepką cieczą na jednej z półosi prowadzących. Zawiera 2 bloki tarcz, z których pierwszy jest połączony z wirnikiem, a drugi z drugą półosią. Odpowiednio, im większa różnica w zestawie prędkości między kołami, tym większa będzie również różnica prędkości bloków tarczowych. Z powodu rotacji wzrasta lepkość cieczy.

Jest to najprostsza i jednocześnie najbardziej opłacalna konstrukcja urządzenia różnicowego. Według ekspertów Favorit Motors Group of Companies, urządzenie jest instalowane głównie w miejskich SUV-ach, ponieważ w warunkach terenowych sprzęgło wiskotyczne nie może zapewnić wymaganej sterowności i zdolności do jazdy w terenie.

Dwa rodzaje wymuszonych blokad mechanizmu różnicowego

W nowoczesnych pojazdach, zarówno ręcznych, jak i wariant elektroniczny blokada mechanizmu różnicowego. Każdy z nich ma swoje zalety. Ręczne blokowanie mechanizmu różnicowego odbywa się bezpośrednio z kabiny pasażerskiej. Na polecenie kierowcy obracające się koła zębate zatrzymają się, a koła zaczną poruszać się w tym samym tempie.

Ten typ ma zastosowanie przed pokonywaniem wszelkiego rodzaju przeszkód drogowych w formie głęboki śnieg, błoto, dziury lub slajdy. Po przejściu trudnych odcinków możesz odblokować. Tradycyjnie w pojazdach terenowych i terenowych stosowana jest ręczna blokada mechanizmu różnicowego.

Jeśli samochód jest wyposażony w nowy system TRC, automatyka sama wytwarza blokadę elektroniczną. W przypadku, gdy jedno z kół napędowych zacznie się ślizgać, zostanie ono lekko spowolnione przez hamulec samochodu. Wygoda tego typu jest niezaprzeczalna, jednak blokada nie zawsze włączy się we właściwym czasie.

Niezależnie od tego, jaki rodzaj mechanizmu różnicowego jest zainstalowany w Twoim samochodzie, specjaliści Favorit Motors Group mogą zaoferować diagnostykę i konserwację samochodu, biorąc pod uwagę cechy konstrukcyjne mechanizmu blokującego. Kompetentne podejście łączy się z doświadczeniem rzemieślników i kosztami profesjonalne usługi jest uważany za jeden z najatrakcyjniejszych w Moskwie.

Najczęstsze objawy nieprawidłowego działania mechanizmu różnicowego to: zwiększony hałas, obce pukanie i nierówności, pojawienie się smug olejowych. Eksperci serwisu samochodowego Favorit Motors zwracają uwagę, że ważne jest, aby natychmiast skontaktować się z centrum technicznym, aby wyeliminować problemy w działaniu urządzenia i uniknąć jego dalszego niszczenia. Bez względu na to, jak złożona usterka, mistrzowie punkt serwisowy Favorit Motors ma wszystko, czego potrzebujesz sprzęt diagnostyczny oraz ogromne doświadczenie, które pozwala szybko i sprawnie wyeliminować awarię. Pracownicy regularnie przechodzą przekwalifikowania w ośrodki szkoleniowe producentów samochodów, co pozwala im na wykonywanie prac naprawczych i restauracyjnych o dowolnej złożoności.

V nowoczesne samochody istnieje wiele komponentów i zespołów, które są dostępne we wszystkich modelach wszystkich marek. Jednym z nich jest dyferencjał. Jest to konieczne, aby zapewnić inną prędkość kątową kół znajdujących się podczas skręcania na ich zewnętrznym i wewnętrznym promieniu. Pojazdy z napędem na wszystkie koła mają również centralny mechanizm różnicowy, który w większości przypadków jest wyposażony w blokadę.

W tym artykule porozmawiamy o tym, czym jest środkowy mechanizm różnicowy, do czego służy blokada. centralny dyferencjał i jakie to podstawowe typy.

Każdy samochód ma co najmniej jeden mechanizm różnicowy. Takie urządzenie dzieli dostarczany do niego moment obrotowy od wał wejściowy, pomiędzy półosiami przenoszącymi go na każde z kół napędowych. Pojazd z napędem na cztery koła (tj. jeden z czterema kołami napędowymi) jest wyposażony w co najmniej dwa mechanizmy różnicowe, po jednym na każdą parę. W większości przypadków montowany jest na nich inny, międzyosiowy, który ma możliwość blokowania.

Konieczność zastosowania centralnego mechanizmu różnicowego w pojazdach z napędem na wszystkie koła wynika z faktu, że muszą one poruszać się w dość trudnych warunkach, często po nierównym terenie. W takich przypadkach na różne osie samochód jest stworzony różne ciśnienie dlatego konieczne jest rozłożenie momentu obrotowego między nimi.

Do czego służy środkowa blokada mechanizmu różnicowego?

Należy zauważyć, że każdy mechanizm różnicowy (w tym środkowy) wraz z jego główną zaletą, polegającą na zapewnieniu separacji momentu obrotowego, posiada jeden znaczna wada... Jest to bezpośrednia konsekwencja przewagi i polega na tym, że jeśli koła jednej z osi zaczynają się ślizgać, to na nie większy moment obrotowy jest przenoszony przez mechanizm różnicowy. To znacznie zmniejsza zdolność pojazdu do jazdy w terenie, co jest całkowicie niedopuszczalne w przypadku SUV-ów. Z tego powodu prawie wszystkie zainstalowane na nich środkowe mechanizmy różnicowe są wyposażone w funkcję blokady.

Gdy jest włączony, ten sam moment obrotowy jest przenoszony na obie osie pojazdu. Dzięki temu ten sam wysiłek przenoszony jest na te koła, które się nie ślizgają, jak na te, które się ślizgają. Jest to konieczne, aby samochód mógł ominąć śliskie miejsce.

Odmiany środkowych blokad mechanizmu różnicowego

W nowoczesnych SUV-ach wdrażane są dwa rodzaje środkowych blokad mechanizmu różnicowego: ręczna i automatyczna. Oba z nich obejmują całkowite lub częściowe zamknięcie węzła. Częściej w samochodach poza drogą są ustanowione zamki automatyczneśrodkowe dyferencjały. Istnieją trzy główne typy:

• sprzęgło lepkie;
• Bloking Typ Torsen;
• Blokowanie sprzęgłem ciernym.

Każdy z tych rodzajów blokowania ma swoje własne cechy konstrukcyjne i korzyści.

Blokowanie za pomocą lepkiego sprzęgła

Ten typ centralnej blokady mechanizmu różnicowego jest zdecydowanie najczęstszy. Jest zbudowany zgodnie z symetrycznym schematem planetarnym, który opiera się na interakcji kół zębatych stożkowych ze sobą. Jeden z niezbędne elementy jego konstrukcja to hermetycznie zamknięta wnęka wypełniona mieszaniną olej-powietrze-silikon. Jest on połączony z półosiami za pomocą dwóch oddzielnych pakietów tarcz.

Gdyby samochód z napędem na cztery koła jeździ z stała prędkość na płaskiej powierzchni środkowy mechanizm różnicowy, wyposażony w taki system blokowania, przenosi moment obrotowy na przednią i tylną oś napędową w stosunku 50% do 50%. W przypadku, gdy obrót jednego z pakietów dysków zostanie przyspieszony, to z powodu wzrostu ciśnienia w uszczelnionej wnęce lepkie sprzęgło zaczyna blokować (to znaczy zwalniać) odpowiedni pakiet. Dzięki temu prędkości kątowe są wyrównane, a w rzeczywistości środkowy mechanizm różnicowy jest zablokowany.

Główne zalety takiego systemu to prostota jego konstrukcji i niski koszt. To właśnie te czynniki doprowadziły do ​​powszechnego stosowania sprzęgieł wiskotycznych w układach blokowania międzyosiowych mechanizmów różnicowych. nowoczesne SUV-y... Jeśli chodzi o niedociągnięcia tego projektu, to powinny one zawierać niekompletne automatyczne blokowanie a także ryzyko przegrzania w przypadku dłuższej eksploatacji. Faktem jest, że znaczna część przekazanej mu energii kinetycznej obrotu jest przekształcana w energię cieplną.

Zamek Torsen

Składa się z takich podstawowych elementów jak obudowa, lewe i prawe koła zębate, ich satelity oraz wały wyjściowe. Eksperci motoryzacyjni uważają, że konstrukcja tego typu centralnej blokady mechanizmu różnicowego jest zdecydowanie najskuteczniejsza i najdoskonalsza.

Podstawą tego mechanizmu blokującego są dwie pary ślimacznic, z których każda ma nadrzędną i podrzędną (nazywa się je półosiowymi i satelitami). Funkcjonowanie tego systemu opiera się na niektórych cechach, jakie posiada ten rodzaj sprzętu. Jeśli wszystkie koła samochodu mają taką samą przyczepność, dyferencjał działa w normalna operacja... Gdy tylko jeden z nich zaczyna obracać się szybciej niż inne z tego czy innego powodu, powiązany z nim satelita próbuje zacząć obracać się w Odwrotna strona... W rezultacie przekładnia ślimakowa jest przeciążona, a wały wyjściowe są zablokowane. „Zwolniony” moment obrotowy przenoszony jest na drugą oś, w wyniku czego jego wartości są wyrównane.

Najważniejsze zalety centralnej blokady mechanizmu różnicowego Torsen są bardzo wysoka prędkość wyzwalanie i szeroki zasięg wartości przeniesienia momentu obrotowego z osi na oś. Dodatkowo taka blokada nie przeciąża układ hamulcowy samochód. Główną wadą tego projektu jest jego złożoność.

Blokowanie sprzęgłem ciernym

Główny osobliwość taki system polega na tym, że zakłada możliwość zarówno automatycznego, jak i blokada ręczna centralny mechanizm różnicowy. Strukturalnie jest bardzo podobny do systemów z lepkim sprzęgłem, tylko zamiast tego ostatniego zainstalowane są w nim tarcze cierne.