Moment obrotowy, generowana przez silnik wewnętrzne spalanie, przenoszony jest na koła za pomocą różnych mechanizmów - wałów, napędów wielowypustowych i zębatych, dyferencjałów. Te ostatnie cieszą się największym zainteresowaniem amatorów. ekstremalna jazda off-road, ponieważ biorą udział w dystrybucji mocy. Wielu kierowców ma niewielkie pojęcie o działaniu tego urządzenia, dlatego warto zastanowić się, czym jest mechanizm różnicowy w samochodzie, wyjaśniając jego budowę i zasadę działania.
Cel mechanizmu
Aby zrozumieć rolę mechanizmu różnicowego, który jest stosowany we wszystkich typach pojazdów, należy wziąć pod uwagę konstrukcję konwencjonalnej przekładni planetarnej, przenoszącej siłę z wał kardana dwie półosie. Algorytm działania jednostki jest prosty:
- Kardan obraca trzpień za pomocą przekładni śrubowej na końcu.
- Z trzonu obraca się duża przekładnia planetarna połączona z dwoma półosiami.
- Moment obrotowy przenoszony jest z przekładni planetarnej na półosie i koła zamocowane na końcach.
Bez mechanizmu różnicowego skrzynia biegów równomiernie rozdziela moment obrotowy na 2 osie, w wyniku czego koła obracają się z tą samą prędkością. Ten podział jest odpowiedni dla ruch prosty, co w rzeczywistości zdarza się dość rzadko – nawet podczas jazdy po płaskich odcinkach drogi samochód zbacza z linii prostej.
Aby samochód pokonał idealny zakręt, koła na jednej osi muszą obracać się z różnymi prędkościami, gdy zewnętrzna część toczy się po szerszym łuku. Prosta skrzynia biegów zapewniająca taki sam obrót obu półosi sprawi, że jedna opona będzie się ślizgać podczas pokonywania zakrętów, a druga, co znacznie utrudnia manewrowość auta.
Referencja. Problem jest bardzo istotny w przypadku SUV-ów ze stałą Napęd na cztery koła... V ta sprawa moment obrotowy jest dzielony nie tylko między koła, ale także między osie, które obracają skrzynie biegów z przodu i tylna oś.
Do zmiany prędkości kątowych prawego i lewego koła, w zależności od stromości zakrętu, potrzebny jest mechanizm różnicowy połączony z przekładnią planetarną. Mechanizm automatycznie rozdziela moment obrotowy na półosie, umożliwiając oponom kół wykonanie różnej liczby obrotów, gdy pojazd porusza się po łuku. Brak różnicy normalna operacja pojazd jest niemożliwy z następujących powodów:
- brak kontroli;
- szybkie zużycie opon;
- przyspieszone zużycie części skrzyni biegów, wałów i półosi.
Jak działa wolny mechanizm różnicowy?
Mechanizmy tego typu zdecydowana większość maszyn wyposażona jest w napęd na przednią lub tylną oś. W pierwszym przypadku jednostka znajduje się wewnątrz skrzyni biegów, w drugim jest częścią przekładni planetarnej tylnej osi.
Konstrukcja przekładni planetarnej zakłada zastosowanie kół zębatych stożkowych. Istnieją inne rodzaje przekładni samochodowych - przekładnie cylindryczne, stożkowo-cylindryczne i ślimakowe.
Mechanizm różnicowy typu swobodnego umożliwia połączenie z napędem głównym. Mechanizm tylnej osi składa się z następujących części:
- trzpień z kołem zębatym stożkowym połączonym z wałem napędowym;
- napędzana przekładnia planetarna;
- obudowa napędzanej przekładni jest wyposażona w dwa ucha, w które wsuwane są osie zębników;
- satelity stożkowe;
- napędzane koła zębate wałów osi;
- namiar;
- obudowa przekładni.
V samochody osobowe Zainstalowane są 2 satelity, na ciężarówkach - cztery.
Aby zbadać zasadę działania swobodnej dyferencjału, proponuje się przykład:
- Dopóki samochód jedzie prosto, koła obracają się z tą samą prędkością. Trzpień obraca „planetarną” wraz z zamocowanymi na niej satelitami, a te ostatnie pozostają nieruchome i przekazują równy moment obrotowy na obie osie z powodu nacisku na zęby.
- Samochód wjeżdża w zakręt. Satelity obracające się razem z dużym kołem zębatym zaczynają obracać się wokół własnej osi iw różnych kierunkach.
- Moc na wale nie jest dzielona na pół, ale w zależności od nachylenia łuku. Dzięki połączonemu obrotowi satelitów półosie i koła wykonują różną liczbę obrotów, maszyna z powodzeniem pokonuje skręt bez poślizgu i poślizgu gumy.
Mechanizm różnicowy nazywany jest wolnym mechanizmem różnicowym, ponieważ przenosi większy moment obrotowy na koło, które łatwiej się obraca. Oczywiste jest, że podczas pokonywania zakrętów opona opiera się obrotowi wewnątrz łuku, więc mechanizm różnicowy daje więcej mocy druga oś - przeciwne koło kręci się szybciej.
Notatka. Samochody z napędem na cztery koła a SUV-y są wyposażone w trzy różnicowe dzielniki mocy - od środka do środka (zainstalowane w sprawa transferowa) i dwa międzykoła.
Decyduje darmowy mechanizm główny problem ale tworzy stronę. Kiedy jedna opona zaczyna stykać się ze śliską nawierzchnią - lód, ubity śnieg, błoto, zaczyna się poślizg. Powodem jest mechanizm różnicowy, który daje maksymalną moc w kierunku najmniejszego oporu. Aby zapobiec podobne sytuacje wiele pojazdów ma tymczasową blokadę mechanizmu różnicowego.
Odmiany mechanizmów
Aby pozbyć się poślizgu na śliskiej nawierzchni lub w terenie, producenci wyposażają pojazdy w mechanizmy różnicowe o następujących konstrukcjach:
- mechanizm typu swobodnego z wymuszoną blokadą z napędu;
- częściowo blokujący mechanizm różnicowy o ograniczonej rezystancji;
- samoblokujący przekładnia ślimakowa jak Torsen.
W pierwszej wersji zastosowano omówiony powyżej zespół przekładni, który dodatkowo wyposażony jest w urządzenie blokujące. System działa prosto: w razie potrzeby kierowca aktywuje napęd, który blokuje satelity stacjonarny... Moment obrotowy zaczyna się rozdzielać dokładnie na pół, osie obracają się z tą samą prędkością i pojazd skutecznie pokonuje problematyczny obszar.
Wymuszone blokowanie centralny dyferencjał włączane za pomocą różnych aktuatorów:
- mechaniczne - od dźwigni skrzyni rozdzielczej;
- elektryczny;
- pneumatyczny;
- hydrauliczny.
Podobne elementy napędowe służą do zatrzymywania i przytrzymywania satelitów przedniej lub tylnej osi.
Producenci wyposażają drogie samochody w system antypoślizgowy. „Oszukuje” mechanizm różnicowy w inny sposób: poprzez sygnał z czujnika, który wykrywa szybki obrót jednego koła, elektronika wydaje polecenie spowolnienia. Następnie przekładnie satelitarne zaczynają przenosić większą moc na drugą oś i samochód przestaje „kołysać” w miejscu.
Urządzenie o wysokiej odporności
Oprócz satelitów, napędów i napędzanych kół zębatych, dyferencjał zwiększone tarcie zawiera następujące elementy:
- obudowa sztywno przymocowana do przekładni planetarnej;
- plastikowa torba tarcze cierne zainstalowany na każdej półosi;
- stalowe tarcze, których występy są zamocowane w korpusie;
- sprężyna dystansowa włożona między koła zębate stożkowe półosi.
Stal i tarcze cierne(podobne są stosowane w sprzęgle) montowane są naprzemiennie, pierwsze obracają się z nadwoziem, drugie z osiami. Koło zębate w kształcie stożka jest umieszczone na wypustach osi i jest w stanie poruszać się na pewną odległość. Sprężyna naciska na 2 przeciwległe koła zębate osiowe.
Częściowa blokada mechanizmu różnicowego występuje w następujący sposób:
- Na prostoliniowym, suchym odcinku drogi satelity są nieruchome, a tarcze obracają się względem siebie.
- Kiedy uderza jedna opona śliski teren zaczyna się poślizg. Ze względu na stożkowy kształt zębów, koła zębate z boku zatrzymanego koła zaczną się od siebie odpychać.
- Przekładnia osi przesunie się i ściśnie pakiet tarcz. Powstanie siła tarcia, zmuszająca oś do obracania się razem z ciałem bezpośrednio z „planetarnej” omijającej satelity.
Takie urządzenie niezależnie reguluje stopień zablokowania – im wolniej kręci się opona o dobrej przyczepności, tym mocniej ściskane są tarcze i dostarczany większy moment obrotowy.
Samohamowne koła zębate Torsen
Zasada działania tych mechanizmów opiera się na jednej cesze para robaków: koło zębate może przekazywać obrót do satelity, ale działanie wsteczne jest niemożliwe. Wszystkie koła zębate, w tym satelity, wykonane są w postaci cylindrów z ukośnymi łukowymi zębami. Łącznie w mechanizmie zastosowano 3 pary satelitów ślimakowych zainstalowanych wokół kół zębatych półosi.
Samoblokujący mechanizm różnicowy działa tak:
- Podczas ruchu prostoliniowego satelity ślimakowe zachowują się podobnie do stożkowych - nie obracają się same, ale obracają osie od główne koło zębate.
- Podczas pokonywania zakrętów liczba obrotów jednej półosi wzrośnie i da obrót parom satelitów - moc zacznie się rozkładać na różne sposoby.
- Ponieważ każda para satelitów jest połączona zębatką czołową, poślizg jednego koła jest wykluczony. Oś może obracać własnego satelitę, który obraca sąsiedniego, który nie może już obracać drugiej półosi. Mechanizm blokuje się automatycznie.
Urządzenie Torsen jest najbardziej niezawodne i zaawansowane, ale zbyt drogie, dlatego jest instalowane na maszynach maksymalna konfiguracja... W pozostałych stosuje się bardziej dostępne mechanizmy zwiększonego tarcia.
Wśród miłośników ekstremalnej jazdy terenowej jest to znane najprostszy sposób unikać poślizgu - blokowanie tylnego mechanizmu różnicowego przez spawanie. Satelity są ciasno przyspawane do osi i są zawsze nieruchome. Prawda, podobne samochody przeznaczone są wyłącznie do jazdy po ziemi i śniegu - ich eksploatacja na twardych nawierzchniach jest zbyt niewygodna i kosztowna.
Kiedy 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. Przełożenie w głównym biegu dobierane 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 - jest używany bardzo rzadko, ponieważ ma 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. W pojazdach z napędem na przednie koła z poprzeczną skrzynią biegów i jednostka mocy, cylindryczna zwolnica znajduje się bezpośrednio w obudowie skrzyni biegów.
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 Pojazd z napędem na tylne koła obejmuje również obrót o 90 stopni za pomocą kół zębatych stożkowych. Mimo Różne rodzaje a lokalizacja, przeznaczenie głównego biegu pozostaje niezmienione.
Samochód różnicowy
Samochód różnicowy najczęściej łączony z głównym biegiem 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 obracanie auta 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 można przenieść 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. Dodatkowo 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.
Wybierając SUV-a, wielu kupujących prawdopodobnie spotkało się z terminem „elektroniczna blokada mechanizmu różnicowego” w opisie konkretnego modelu. Ale co to jest i jak działa ten mechanizm różnicowy, nie wszyscy potencjalni właściciele samochodów tej klasy wiedzą. W naszym dzisiejszym materiale szczegółowo opowiemy, do czego służy mechanizm różnicowy, jakie są jego typy i w jakich samochodach jest zainstalowany.
Na zdjęciu samoblokujące dyferencjały
Historia i cel różnicowania
W samochodach wyposażonych w silnik spalinowy dyferencjał pojawił się kilka lat po ich wynalezieniu. Faktem jest, że pierwsze egzemplarze samochodów napędzanych silnikiem miały bardzo słabe prowadzenie. Oba koła na tej samej osi podczas skręcania obracają się tak samo prędkość kątowa, co doprowadziło do poślizgu koła biegnącego wzdłuż średnicy zewnętrznej, która jest większa niż średnica wewnętrzna. Rozwiązanie problemu znaleziono po prostu: projektanci pierwszych samochodów z silnikami spalinowymi zapożyczyli mechanizm różnicowy z wagonów parowych - mechanizm wynaleziony w 1828 roku przez francuskiego inżyniera Olivera Pecke-Roma. Było to urządzenie składające się z wałów i kół zębatych, przez które moment obrotowy z silnika przenoszony jest na koła napędowe. Ale po zainstalowaniu mechanizmu różnicowego w samochodzie odkryto kolejny problem - poślizg koła, które straciło przyczepność.
Zwykle objawiało się to, gdy samochód poruszał się po drodze pokrytej kawałkami lodu. Następnie koło uderzające w lód zaczęło się obracać z więcej prędkości niż ten, który znajdował się na ziemi lub betonie, co ostatecznie doprowadziło do poślizgu samochodu. Wtedy konstruktorzy pomyśleli o ulepszeniu mechanizmu różnicowego, aby w podobnych warunkach oba koła obracały się z taką samą prędkością, a auto nie ślizgało się. Ferdinand Porsche jako pierwszy eksperymentował z mechanizmem różnicowym o ograniczonym poślizgu.
Trzy lata zajęło mu opracowanie, przetestowanie i wprowadzenie na rynek tak zwanego mechanizmu różnicowego krzywki - pierwszego mechanizmu o ograniczonym poślizgu, który został zainstalowany w pierwszych modelach. Marki Volkswagena... Następnie inżynierowie opracowali Różne rodzaje różnice, które zostaną omówione poniżej.
W samochodzie dyferencjał pełni trzy funkcje: 1) przenosi z silnika na koła napędowe, 2) ustawia koła na różne prędkości kątowe, 3) służy w połączeniu z głównym biegiem.
Urządzenie różnicowe
Ulepszony projektanci motoryzacyjni dyferencjał ma postać przekładni planetarnej, przez którą przenoszony jest moment obrotowy z silnika wał kardana i koło zębate stożkowe do obudowy mechanizmu różnicowego. To z kolei kieruje moment obrotowy na dwa koła zębate, które już rozdzielają moment między półosie. Sprzęgło między przekładniami satelitarnymi a półosiami ma dwa stopnie swobody, co pozwala im obracać się z różnymi prędkościami kątowymi.
W ten sposób mechanizm różnicowy zapewnia inną prędkość obrotową kół znajdujących się na tej samej osi, co zapobiega poślizgowi podczas pokonywania zakrętów. Po jego wynalezieniu samochód miał dwa, a później trzy (ze środkiem) dyferencjały, które rozdzielają moment obrotowy między osie napędowe.
Już teraz wiadomo, że żaden samochód nie może obejść się bez mechanizmu różnicowego. W pojazdach z napędem na przednie i tylne koła znajduje się na osi napędowej. Jeśli samochód ma podwójną oś napędową, to tutaj w konstrukcji skrzyni biegów zastosowano dwa mechanizmy różnicowe - po jednym na każdą oś. V pojazdy z napędem na wszystkie koła są dwa mechanizmy różnicowe (w modelach z napędem na wszystkie koła typu plug-in — jeden na każdą oś) lub trzy (w przypadku modeli ze stałym napędem na wszystkie koła — jeden na każdą oś oraz centralny mechanizm różnicowy, który rozdziela moment obrotowy między osiami). Oprócz liczby mechanizmów zainstalowanych w pojazdach z różne rodzaje napędy, dyferencjały wyróżniają się rodzajem blokowania.
Odmiany różnic
Według rodzaju blokowania dyferencjały dzielą się na dwa - blokowanie ręczne i elektroniczne. Manualna, jak sama nazwa wskazuje, wykonywana jest ręcznie przez kierowcę za pomocą przycisku lub przełącznika dwustabilnego. W tym przypadku koła zębate satelitarne mechanizmu są zablokowane, koła napędowe poruszają się z tą samą prędkością. Zwykle blokada ręczna dyferencjał jest dostępny w SUV-ach.
Elektroniczny lub Automatyczne blokowanie różnicowanie odbywa się za pomocą jednostka elektroniczna zarządzanie, które analizując stan nawierzchnia drogi(informacje z czujników i kontrola trakcji), samo blokuje biegi satelitarne.
Tylny mechanizm różnicowy z sterowanie elektroniczne Range rover Sport
W zależności od stopnia zablokowania urządzenie to dzieli się na mechanizm różnicowy z pełną blokadą i mechanizm różnicowy z częściową blokadą kół satelitarnych.
Pełna blokada mechanizmu różnicowego zakłada 100% zatrzymanie obrotu kół satelitarnych, w których sam mechanizm zaczyna pełnić funkcję konwencjonalnego sprzęgła, przenosząc równy moment obrotowy na obie półosie. W rezultacie oba koła obracają się z tą samą prędkością kątową. Jeśli jedno z kół straci przyczepność, cały moment obrotowy zostanie przeniesiony na koło o najlepszej przyczepności, które pozwoli Ci pokonywać nierówny teren. Takie urządzenie różnicowe jest używane w SUV-ach i innych.
Częściowe zablokowanie mechanizmu różnicowego wiąże się z niepełnym zatrzymaniem obrotu kół satelitarnych, czyli z poślizgiem. Efekt ten osiąga się dzięki tzw. samoblokującym się mechanizmom różnicowym. W zależności od tego, jak działa ten mechanizm, dzielą się na dwa typy: Czułe na prędkość (działają, gdy występuje różnica w prędkościach kątowych obrotu półosi) oraz Czułe na moment (działają, gdy moment obrotowy na jednej z półosi jest zmniejszona). Takie urządzenie różnicowe jest używane na SUV-y Mitsubishi Pajero, Audi z, BMW z systemem X-Drive i tak dalej.
Dyferencjały należące do grupy Speed sensitive mają inny projekt... Istnieje mechanizm, w którym lepkie sprzęgło pełni rolę mechanizmu różnicowego. Jest to zbiornik znajdujący się pomiędzy półosią a wirnikiem wału napędowego, wypełniony specjalnym lepkim płynem, w którym z kolei zanurzone są tarcze połączone przegubowo z półosią i wirnikiem. Gdy prędkość kątowa obrotu kół jest różna (jedno koło obraca się szybciej niż drugie), dyski w zbiorniku również zaczynają się obracać z różnymi prędkościami, ale lepki płyn stopniowo wyrównuje ich prędkość i odpowiednio moment obrotowy. Gdy tylko prędkości kątowe obu kół są równe, sprzęgło wiskotyczne zostaje wyłączone. Zgodnie z jego charakterystyką, lepkie sprzęgło jest mniej niezawodne niż dyferencjał tarcia dlatego jest montowany w pojazdach przeznaczonych do pokonywania umiarkowanej jazdy terenowej lub modyfikacje sportowe samochody.
Kolejnym mechanizmem różnicowym należącym do grupy wrażliwej na prędkość jest dyferencjał gerotorowy. Tutaj rolę blokowania, w przeciwieństwie do sprzęgania wiskotycznego, pełni: Pompa olejowa oraz tarcze cierne, które są zamontowane między obudową mechanizmu różnicowego a kołami bocznymi. Jednak zasada działania jest pod wieloma względami podobna do zasady sprzęgła wiskotycznego: gdy występuje różnica prędkości kątowych kół napędowych, pompa pompuje olej na tarcze cierne, które pod ciśnieniem blokują obudowę mechanizmu różnicowego i półosiowe koło zębate, aż prędkości kół będą równe. Gdy to się stanie, pompa przestaje działać, a blokada zostaje wyłączona.
Różnice należące do grupy Torque wrażliwe również mają inną konstrukcję. Na przykład istnieje mechanizm wykorzystujący mechanizm różnicowy cierny. Jego cechą jest różnica w prędkościach kątowych obrotu kół, gdy samochód porusza się po linii prostej i na zakręcie. Podczas jazdy po prostej drodze prędkość kątowa obu kół jest taka sama, a podczas pokonywania zakrętów jej wartość jest inna dla każdego koła. Osiąga się to poprzez zamontowanie sprzęgła pomiędzy obudową mechanizmu różnicowego a przekładnią satelitarną, które poprawia przenoszenie momentu obrotowego na koło, które straciło przyczepność.
Innym rodzajem dyferencjałów jest hipoid (ślimak lub śruba) i przekładnia śrubowa. Są one umownie podzielone na trzy grupy.
Pierwsza dotyczy przekładni hipoidalnej, w której każda półoś ma swoje własne przekładnie satelitarne. Połączą się one ze sobą za pomocą przekładni walcowej, a oś zębnika jest prostopadła do półosi. W przypadku różnicy w prędkościach kątowych kół napędowych, kół zębatych klina półosi powstaje tarcie między obudową mechanizmu różnicowego a kołami zębatymi. Następuje częściowe zablokowanie mechanizmu różnicowego, a moment obrotowy jest przenoszony na oś, której prędkość kątowa obrotu jest mniejsza. Gdy tylko prędkości kątowe kół zostaną wyrównane, blokowanie jest dezaktywowane.
Drugi jest z przekładnią śrubową, w której każda półoś ma również swoje własne przekładnie satelitarne (są śrubowe), ale ich osie są równoległe do półosi. A te jednostki są połączone ze sobą za pomocą przekładni śrubowej. Satelity w tym mechanizmie są instalowane w specjalnych niszach na obudowie mechanizmu różnicowego. Gdy kątowa prędkość obrotu kół jest inna, następuje zaklinowanie kół zębatych, które współpracując z kołami zębatymi w niszach obudowy mechanizmu różnicowego, częściowo ją blokują. W tym przypadku moment obrotowy jest kierowany na półoś, której prędkość obrotowa jest mniejsza.
Trzeci - ze śrubowymi kołami zębatymi wałów osi i śrubowymi kołami zębatymi satelitów, które są umieszczone równolegle do siebie. Ten typ jest używany w konstrukcji środkowego mechanizmu różnicowego. Ze względu na planetarną konstrukcję mechanizmu różnicowego, możliwe jest, poprzez częściowe blokowanie, przesunięcie momentu obrotowego na oś, której prędkość kątowa obrotu kół jest mniejsza. Zakres takiej przemieszczenia jest bardzo szeroki – od 65/35 do 35/65. Przy ustalaniu równoważnej prędkości kątowej obrotu kół przednich i tylna oś mechanizm różnicowy jest odblokowany.
Te grupy dyferencjałów są szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym: są instalowane zarówno w modelach „cywilnych”, jak i sportowych.
Dzień dobry, drodzy czytelnicy! W tym artykule przyjrzymy się jednemu z ciekawszych mechanizmów – przekładni planetarnej, zasadzie działania i jaki to piękny pomysł konstruktora. Materiał opisze, z jakich węzłów się składa. Zastanowimy się również, gdzie ten rodzaj przekładni znajduje zastosowanie w transporcie drogowym.
Co to jest przekładnia planetarna?
Przed rozważeniem urządzenia i zasady działania mechanizmu planetarnego konieczne jest wyznaczenie jego celu. Służy do zmiany prędkości (czasami kierunku) obrotu wału wyjściowego.
W działaniu tego mechanizmu śledzona jest taka zależność, im niższa prędkość wału wyjściowego, tym większy na nim moment obrotowy (innymi słowy, duży stosunek wału wejściowego i wyjściowego).
Teraz dowiedzmy się, czym jest przekładnia planetarna, której zasada opiera się na obrocie kół zębatych. Koła zębate są następujących typów:
- koło słoneczne;
- satelity;
- pierścień zębaty.
Przekładnia planetarna bierze swoją nazwę od rozmieszczenia w niej kół zębatych, podobnie jak planety wokół Słońca.
A schemat jest następujący: pośrodku znajduje się koło słoneczne, krążą wokół niego satelity (jak planety), połączone nośnikiem, a na zewnątrz satelitów znajduje się koło zębate pierścieniowe. Wszystkie rodzaje kół zębatych mogą być połączone lub z wał wejściowy lub weekend.
Zasada działania przekładni planetarnej polega na tym, że jeden z rodzajów kół zębatych (słońce, jarzmo lub korona) jest sztywno zamocowany. Wtedy ten stały węzeł jest łączem transmisyjnym.
Na przykład podczas mocowania koła koronowego wał wejściowy dostarcza moment obrotowy do koła słonecznego. To samo przekazuje obrót dalej do satelitów, które przechodząc wzdłuż koła koronowego zaczynają obracać nośnik. Cóż, nośnik już przekazuje moment obrotowy na wał wyjściowy.
Buduj na tej zasadzie planetarna skrzynia przekładnie, które dodatkowo zawierają układy hamowania i blokowania zespołów mechanizmu.
Przekładnia planetarna zasada działania może być dwojakiego rodzaju:
- Jednostopniowy (zablokowany tylko jeden rodzaj przekładni);
- Wielostopniowy (może być zablokowany różne rodzaje bieg).
Ponadto zestaw przekładni planetarnej może być albo z elementem stałym, jak rozważaliśmy wcześniej, albo z mechanizmem różnicowym. W drugim przypadku żaden z węzłów mechanizmu nie jest sztywno zamocowany, co pozwala na niezależną zmianę obrotu w oparciu o siły przyłożone do różnych wałów układu.
Jego mechanizm zaprojektowano tak, aby umożliwiał szybsze obracanie się najmniej obciążonego wału.
Zespoły i zespoły oparte na przekładni planetarnej
Najpopularniejszą jednostką opartą na przekładni planetarnej jest. Montowany jest na każdej osi napędowej pojazdu.
Tutaj stoi przekładnia planetarna, której zasada działania opiera się na systemie różnicowym. Dzieje się tak, gdy żadna jednostka systemu nie jest sztywno zamocowana.
Wał wejściowy dostarcza moment obrotowy do koła zębatego (nie koła koronowego, ponieważ zęby nie są osadzone, ale na bok), co przenosi ciąg na satelity, do których przymocowane są dwa koła słoneczne.
Mechanika jest tutaj następująca: satelity obracają się z tą samą prędkością, a koła słoneczne mogą mieć różne prędkości obrotowe, które różnią się od siebie, ale suma ich prędkości jest zawsze taka sama.
Na drugim miejscu pod względem dystrybucji znajduje się hydromechaniczna przekładnia planetarna, której zasada działania opiera się również na obrocie trzech rodzajów kół zębatych.
Ale tutaj wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane, ponieważ w nowoczesny świat wymagane jest pięć lub więcej biegów ruch do przodu... I nie da się tego zrealizować na jednym mechanizmie planetarnym.
Do realizacji nowoczesna transmisja inżynierowie łączą kilka mechanizmów planetarnych w jedną kaskadę. Co z kolei może realizować zakres proporcji od 0,7:1 do najlepsze biegi do 4,5:1 podczas jazdy dalej niskie prędkości Podane przełożenie można rozszyfrować tak, że na jeden obrót wału wyjściowego skrzynka wykonuje 0,7 obrotu wału wejściowego itd.
Aby zmienić biegi, struktura zawiera mechanizmy, które najpierw spowalniają niezbędne biegi, a następnie całkowicie je blokują, aby aktywować inne węzły.
Również przekładnia planetarna, której zasada polega na blokowaniu jednej lub kilku jednostek, znajduje zastosowanie w budowie maszyn, urządzeń dźwigowych i ciągników. W końcu taki mechanizm ma wiele zalet, a mianowicie:
- niski dźwięk;
- mały rozmiar (wszystkie koła zębate znajdują się na tej samej osi i obok siebie);
- małe obciążenie zębów (ponieważ jest ich duża liczba, dla każdego jest mniej wysiłku);
duże wartości przełożenia(ponieważ zęby wytrzymują duże obciążenia, istnieje również duża liczba kół zębatych o różnych rozmiarach).
Otóż taki mechanizm nie był pozbawiony wad, a są to:
- złożoność projektu i wykonania (jest wiele węzłów, których pozycjonowanie musi być bardzo dokładne);
- przy projektowaniu systemów z Ciężkie ładunki wydajność spada (ponieważ duża liczba kół zębatych ma duże straty tarcia).
Podsumowując należy stwierdzić, że mechanizm planetarny jest mocno zakorzeniony w nowoczesny przemysł motoryzacyjny... Choć zbudowane na jego podstawie jednostki mają dość złożoną konstrukcję, sam mechanizm jest prosty w zrozumieniu zasad działania.
Jego głównym celem jest dystrybucja, zmiana i przenoszenie momentu obrotowego oraz, jeśli to konieczne, zapewnienie obrotu dwóch odbiorców z różnymi prędkościami kątowymi.
Międzyosiowy mechanizm różnicowy jest mechanizmem różnicowym przeznaczonym do napędzania kół napędowych, jeśli jest zainstalowany między osiami napędowymi w samochód z napędem na cztery koła- Odległość centrum.
Zazwyczaj dyferencjał pojazdu znajduje się w następujących lokalizacjach:
- Napęd na oś napędową w pojeździe z napędem na wszystkie koła - w skrzyni rozdzielczej
- Napęd kół napędowych w pojeździe z napędem na wszystkie koła - w obudowie tylnej i przedniej osi
- Napęd na koło napędowe w samochód z napędem na przednie koła- w skrzyni biegów
- Napęd na koło napędowe w samochód z napędem na tylne koła- obudowa tylnej osi
Różnica jest oparta na reduktor planetarny... Używany w widoku skrzyni biegów przekładnia zębata konwencjonalnie dzieli różnicę na następujące trzy typy:
- Robak
- Cylindryczny
- Stożkowy
Ślimakowy mechanizm różnicowy jest najbardziej wszechstronnym mechanizmem różnicowym i może być instalowany zarówno między osiami, jak i między kołami. Typ cylindryczny jest zwykle umieszczany w samochodach między osiami. Typ stożkowy stosowany jest głównie jako międzykołowy.
Rozróżnia się również asymetryczne i symetryczne dyferencjały pojazdu. Typ asymetryczny jest montowany między dwiema osiami napędowymi i umożliwia przenoszenie momentu obrotowego w różnych proporcjach. Typ symetryczny jest z reguły instalowany na zwolnicach i umożliwia przenoszenie równego momentu obrotowego na dwa koła.
Samochodowe urządzenie różnicowe
Główne elementy mechanizmu różnicowego to:
- Koła zębate półosi
- Koła zębate satelitów
- Rama
Schemat mechanizmu różnicowego samochodu z napędem na przednie koła:
1 - napędzane koło zębate przekładni głównej; 2 - fragment przekładni głównej; 3 - oś satelitów; 4 - satelita; 5 - przypadek różnicowy; 6 - prawy wał kołnierzowy; 7 - dławnica; 8 - stożkowy łożysko rolkowe; 9 - przekładnia półosiowa; 10 - lewy wał kołnierzowy; 11 - fragment obudowy skrzyni biegów.
Koła zębate satelitów w swojej zasadzie działania przypominają przekładnię planetarną i służą do łączenia ze sobą korpusu i półosi. Te z kolei połączone są wielowypustami z kołami napędowymi. V różne wzory używane są cztery lub dwie satelity, w samochody osobowe druga opcja jest częściej używana.
Misa lub obudowa mechanizmu różnicowego - jej głównym zadaniem jest przenoszenie momentu obrotowego z przekładni głównej na koła boczne poprzez satelity. Wewnątrz znajdują się osie obrotu satelitów.
Koła zębate słoneczne lub półosiowe - przeznaczone do przenoszenia momentu obrotowego za pomocą półosi na koła napędowe. Biegi lewe i prawe mogą mieć taką samą lub różną liczbę zębów. Z kolei biegi z inny numer zęby są używane do tworzenia asymetrycznego mechanizmu różnicowego, a z tą samą liczbą - do symetrycznego.
Jak działa mechanizm różnicowy samochodu?
Mechanizm różnicowy działa w następujący sposób: obracając jedno z kół napędowych samochodu, drugie zacznie się obracać w przeciwnym kierunku, ale warunek unieruchomienia wału napędowego musi być spełniony. W tym przypadku stellity obracają się w swoich osiach, pełniąc rolę koła zębatego.
Jeśli uruchomisz silnik i włączysz sprzęgło i którekolwiek z kół zębatych, wał napędowy zaczyna się obracać, przenosząc swój moment obrotowy przez cylindryczne i stożkowe koła zębate na skrzynię różnicową.
Tak więc, gdy samochód porusza się po zakrzywionej ścieżce, jedno koło zwalnia, a drugie wręcz je zwiększa. W rezultacie wirowanie i poślizg kół jest wyeliminowane, a każde koło obraca się z prędkością wymaganą do bezpiecznego ruchu.
Gdy samochód porusza się po linii prostej, nie dzieje się nic szczególnego, a dyferencjał przenosi moment obrotowy na oba koła w jednakowym przełożeniu. Półosiowe koła zębate obracają się z tą samą prędkością kątową, ponieważ satelity w tym przypadku są nieruchome.
Podczas jazdy po śliskich nawierzchniach dyferencjał ma jeden znaczna wada- może to spowodować boczny poślizg maszyny, ponieważ przyczepność na kole ślizgowym jest niska i zaczyna się ona obracać na biegu jałowym.
Najprostsze dyferencjały samochodowe mają jeszcze jedną wadę. Jeśli brud lub inne obce elementy dostaną się między wypusty, moment obrotowy może być przenoszony w różnym stosunku, nawet od 0 do 100. Dzięki temu jedno koło pozostanie w całkowicie statycznej pozycji.
Nowoczesne modele są praktycznie pozbawione tej wady. Ich urządzenie jest ręczne lub bardziej sztywne automatyczne. Ponadto w wielu samochodach nowoczesne samochody Systemy stabilizacji i stabilności kierunkowej są instalowane w celu optymalizacji rozkładu momentu obrotowego w zależności od trajektorii pojazdu.
Jak działa mechanizm różnicowy - wideo:
To wszystko, teraz znasz urządzenie mechanizmu różnicowego.