Termin „blokada mechanizmu różnicowego” lub „samoblokujący mechanizm różnicowy” (samoblokujący) słyszało wielu kierowców, ale tylko nieliczni wiedzą, jak ten proces wygląda w praktyce. A jeśli wcześniej producenci samochodów wyposażali głównie SUV-y w taką „opcję”, teraz można ją znaleźć również w całkiem miejskim samochodzie. Ponadto często właściciele samochodów niewyposażonych w samoblokady, rozumiejąc, jakie przynoszą korzyści, montują je na własną rękę.
Ale zanim zrozumiesz, jak działa samoblokujący mechanizm różnicowy, musisz zrozumieć, jak działa bez blokowania.
Co to jest dyferencjał
Mechanizm różnicowy (diff) można słusznie uznać za jeden z głównych elementów konstrukcji przekładni samochodowej. Za jego pomocą odbywa się przenoszenie, zmiana i dystrybucja momentu obrotowego wytwarzanego przez silnik między parą odbiorców: kołami znajdującymi się na tej samej osi maszyny lub między jej osiami. Ponadto siła przepływu rozproszonej energii, jeśli to konieczne, może być różna, co oznacza, że \u200b\u200bprędkość obrotu kół jest różna.
W skrzyni biegów samochodu można zainstalować mechanizm różnicowy: w obudowie skrzyni biegów iw skrzyni rozdzielczej, w zależności od urządzenia (urządzeń) napędowych.
Te dyferencjały, które są zainstalowane w mostku lub skrzyni biegów, nazywane są międzykołowymi, a które znajdują się odpowiednio między osiami samochodu - międzyosiowymi.
Cel mechanizmu różnicowego
Jak wiadomo, podczas jazdy samochód wykonuje różne manewry: skręty, zmiany pasa ruchu, wyprzedzanie itp. Ponadto nawierzchnia drogi może zawierać wyboje, co oznacza, że koła samochodu w zależności od sytuacji mogą jednocześnie pokonywać różne odległości. Dlatego na przykład podczas skręcania, jeśli prędkość obrotowa kół na osi jest taka sama, jedno z nich nieuchronnie zacznie się ślizgać, co doprowadzi do przyspieszonego zużycia opon. Ale to nie jest najgorsze. Znacznie gorsze jest to, że obsługa pojazdu jest znacznie ograniczona.
Aby rozwiązać takie problemy, wymyślili mechanizm różnicowy - mechanizm, który będzie redystrybuował energię pochodzącą z silnika między osiami samochodu zgodnie z wielkością oporu toczenia: im jest on mniejszy, tym większa będzie prędkość koła , i wzajemnie.
Mechanizm różnicowy
Do tej pory istnieje wiele odmian różnic, a ich urządzenie jest dość złożone. Jednak zasada działania jest zasadniczo taka sama, więc łatwiej będzie zrozumieć najprostszy typ - otwarty mechanizm różnicowy, który składa się z następujących elementów:
- Przekładnie montowane na półosiach.
- Napędzane (koronowe) koło zębate, wykonane w formie ściętego stożka.
- Koło zębate zamontowane na końcu wału napędowego, które wraz z koroną tworzy koło zębate główne. Ponieważ napędzane koło zębate jest większe niż koło napędowe, to ostatnie będzie musiało wykonać kilka obrotów wokół własnej osi, zanim koło koronowe wykona tylko jeden. Dlatego właśnie te dwa elementy mechanizmu różnicowego zmniejszają ilość energii (prędkości), która ostatecznie dociera do kół.
- Tworzące się satelity odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu niezbędnej różnicy w prędkości obrotowej kół.
- Korpus.
Jak działa mechanizm różnicowy
Podczas prostoliniowego ruchu samochodu jego półosie, a co za tym idzie koła, obracają się z tą samą prędkością, co wał napędowy ze śrubowym kołem zębatym. Ale podczas skrętu obciążenie kół staje się inne (jedno z nich próbuje kręcić się szybciej) iz powodu tej różnicy satelity są uwalniane. Teraz energia silnika przechodzi przez nie, a ponieważ para satelitów to dwa oddzielne, niezależne koła zębate, na półosie przenoszona jest inna prędkość obrotowa. W ten sposób moc generowana przez silnik jest rozdzielana między koła, ale nierównomiernie i w zależności od działającego na nie obciążenia: to, co porusza się po zewnętrznym promieniu, napotyka mniejszy opór toczenia, więc dyferencjał przekazuje więcej energii, obracając się szybciej.
Nie ma różnicy w działaniu międzykołowego mechanizmu różnicowego i centralnego mechanizmu różnicowego: zasada działania jest podobna, tylko w pierwszym przypadku rozłożony moment obrotowy kierowany jest na osie pojazdu, a w drugim na jego koła znajdujące się na ta sama oś.
Konieczność centralnego mechanizmu różnicowego staje się szczególnie zauważalna podczas poruszania się maszyny po nierównym terenie, gdy jej ciężar naciska na oś, która jest niższa od drugiej, na przykład na podjeździe lub zjeździe ze wzniesienia.
Problem różnicowy
Chociaż mechanizm różnicowy z pewnością odgrywa dużą rolę w konstrukcji samochodu, jego działanie czasami stwarza problemy kierowcy. Mianowicie: gdy jedno z kół znajdzie się na śliskim odcinku drogi (błoto, lód lub śnieg), to drugie, znajdujące się na twardszym podłożu, zaczyna odczuwać zwiększone obciążenie, dyferencjał próbuje to naprawić, przekierowuje energię silnika do koła ślizgowego. Okazuje się więc, że otrzymuje maksymalny obrót, podczas gdy drugi, który mocno trzyma się podłoża, po prostu pozostaje nieruchomy.
Właśnie w celu rozwiązania takich problemów wynaleziono blokadę mechanizmu różnicowego (wyłącz).
Zasada blokowania i jego rodzaje
Po zrozumieniu zasady mechanizmu różnicowego możemy stwierdzić, że jeśli go zablokujesz, moment obrotowy wzrośnie na kole lub osi, która ma najlepszą przyczepność. Można to zrobić łącząc jego korpus z jedną z dwóch półosi lub zatrzymując obrót satelitów.
Blokada może być kompletna - gdy części mechanizmu różnicowego są sztywno połączone. Z reguły odbywa się to za pomocą sprzęgła krzywkowego i jest sterowane przez kierowcę za pomocą specjalnego napędu z kabiny samochodu. Lub może być częściowy, w którym to przypadku tylko ograniczona siła jest przenoszona na koła - tak działa samoblokujący mechanizm różnicowy, który nie wymaga interwencji człowieka.
Jak działa samoblokujący mechanizm różnicowy?
Samoblokujący mechanizm różnicowy jest w rzeczywistości kompromisem między pełnym blokiem a swobodnym mechanizmem różnicowym i pozwala zmniejszyć poślizg kół samochodu w przypadku różnicy współczynnika przyczepności między nimi. Dzięki temu, niezależnie od jakości drogi, znacząco wzrastają zdolności terenowe, prowadzenie w terenie, a także dynamika przyspieszania pojazdu.
Samoblokada eliminuje całkowite zablokowanie kół, co chroni półosie przed krytycznymi obciążeniami, które mogą wystąpić w mechanizmach różnicowych z wymuszonym odłączeniem.
Blokada półosi jest usuwana automatycznie w przypadku wyrównania prędkości obrotowej kół podczas ruchu prostoliniowego.
Najpopularniejsze typy samoblokad
Samoblokada tarczy to zestaw tarcz ciernych (trących) zainstalowanych między korpusem dyferencjału a kołem zębatym osi.
Nietrudno zrozumieć, jak działa mechanizm różnicowy z taką blokadą: gdy samochód jedzie po linii prostej, korpus dyferencjału i obie półosie obracają się razem, gdy tylko pojawi się różnica prędkości obrotowych (koło uderzyło śliski obszar), występuje tarcie między tarczami, zmniejszając je. Oznacza to, że koło pozostawione na twardym podłożu będzie nadal się obracać, a nie zatrzymywać, jak w przypadku swobodnego mechanizmu różnicowego.
Sprzęgło wiskotyczne, inaczej sprzęgło wiskotyczne, podobnie jak poprzedni dyferencjał, zawiera dwa pakiety tarcz, tylko tym razem perforowanych, zainstalowanych między sobą z niewielką szczeliną. Jedna część tarcz ma sprzęgło z korpusem, druga z wałem napędowym.
Dyski są umieszczane w pojemniku wypełnionym cieczą krzemoorganiczną, która przy równomiernym obracaniu pozostaje niezmieniona. Gdy tylko pojawi się różnica prędkości między opakowaniami, płyn zaczyna szybko i mocno gęstnieć. Pomiędzy perforowanymi powierzchniami występuje opór. Nadmiernie rozkręcone opakowanie zostaje w ten sposób spowolnione, a prędkość obrotowa wyrównana.
Zębaty (śruba, ślimak) samoblokujący. Jego działanie opiera się na zdolności pary ślimaków do zaklinowania się, a tym samym do zablokowania półosi, gdy wystąpi na nich różnica momentu obrotowego.
Samoblokada krzywki. Aby zrozumieć, jak działa ten typ mechanizmu różnicowego, wystarczy wyobrazić sobie otwarty mechanizm różnicowy, w którym zamiast mechanizmu planetarnego zamontowane są pary kół zębatych (krzywek). Krzywki obracają się (podskakują), gdy prędkości obrotowe kół są prawie takie same i są sztywno blokowane (zacinane), gdy tylko jedno z nich zaczyna się ślizgać.
Nie ma różnicy w działaniu blokady centralnego mechanizmu różnicowego i międzykołowego - zasada działania jest taka sama, różnice są tylko w punktach końcowych: w pierwszym przypadku - dwie osie, w drugim - zamontowane dwa koła na tej samej osi.
Krajowa „Niva” i jej różnice
W linii krajowych VAZ Niva zajmuje szczególne miejsce: w przeciwieństwie do swoich „krewnych” na przenośniku, ten samochód jest wyposażony w niezmienialny napęd na wszystkie koła.
W skrzyni biegów VAZ SUV zainstalowane są trzy mechanizmy różnicowe: międzykołowy - w każdym moście i międzyosiowy - w skrzyni rozdzielczej. Mimo takiej liczby nie będziesz musiał ponownie zastanawiać się, jak działają dyferencjały w Nivie. Wszystko jest dokładnie takie samo, jak opisano powyżej. Oznacza to, że podczas prostoliniowego ruchu maszyny, o ile nie ma poślizgu na kołach, siła pociągowa między nimi rozkłada się równomiernie i ma taką samą wartość. Kiedy jedno z kół zaczyna się ślizgać, cała energia z silnika, przechodząc przez dyferencjały, jest kierowana na to koło.
Blokada mechanizmu różnicowego Niva
Zanim zaczniemy mówić o tym, jak działa blokada mechanizmu różnicowego w Nivie, należy zwrócić uwagę na jedną kwestię, a mianowicie wyjaśnić cel przedniego (małego) uchwytu skrzyni rozdzielczej.
Niektórzy kierowcy uważają, że z jego pomocą włącza się napęd na przednie koła w samochodzie - tak nie jest: zarówno przednie, jak i tylne napędy Nivy są zawsze włączone, a ten uchwyt steruje mechanizmem różnicowym skrzyni rozdzielczej. Oznacza to, że gdy jest ustawiony w pozycji „do przodu”, różnica działa w trybie normalnym, a gdy jest „wstecz”, wyłącza się.
A teraz bezpośrednio o zamku: gdy mechanizm różnicowy jest wyłączony, wały skrzyni rozdzielczej są zamykane ze sobą przez sprzęgło, tym samym wymuszając wyrównywanie prędkości ich obrotu, to znaczy całkowita prędkość kół przedniej osi wynosi równa całkowitej prędkości tylnej osi. Rozkład ciągu następuje w kierunku większego oporu. Powiedzmy, że tylne koło się ślizga, jeśli włączysz blokadę, siła pociągowa przejdzie na przednią oś, której koła rozciągną samochód, ale jeśli przednie koło również ślizga się wraz z tylnym kołem, to Niva sam nie wyjdzie.
Aby temu zapobiec, kierowcy instalują samoblokujące się mosty, które pomogą wyciągnąć zablokowany samochód. Do tej pory najpopularniejszym wśród właścicieli Niva jest mechanizm różnicowy Nesterov.
Samoblok Niestierow
Sekret jego popularności tkwi w tym, jak działa różnica Niestierowa.
Konstrukcja mechanizmu różnicowego pozwala nie tylko optymalnie wyregulować koła samochodu podczas wykonywania manewrów, ale także w przypadku poślizgu lub zawieszenia koła, urządzenie przekazuje mu minimalną ilość energii z silnika. Ponadto reakcja samoblokady na zmianę sytuacji na drodze jest niemal natychmiastowa. Ponadto mechanizm różnicowy Nesterov znacznie poprawia prowadzenie samochodu nawet na śliskich zakrętach, zwiększa stabilność kierunkową, zwiększa dynamikę przyspieszenia (szczególnie zimą) oraz zmniejsza zużycie paliwa. A instalacja urządzenia nie wymaga żadnych zmian w konstrukcji skrzyni biegów i jest instalowana w taki sam sposób, jak klasyczny dyferencjał.
Mechanizm różnicowy znalazł zastosowanie nie tylko w technice motoryzacyjnej, okazał się bardzo przydatny w ciągnikach jednoosiowych, znacznie ułatwiając życie jego właścicielom.
Mechanizm różnicowy do ciągnika jednoosiowego
Ciągnik jednoosiowy jest dość ciężką jednostką, a samo obrócenie go wymaga dużego wysiłku, a przy nieuregulowanej prędkości kątowej obrotu kół staje się to jeszcze trudniejsze. Dlatego właściciele tych maszyn, jeśli dyferencjały nie były pierwotnie przewidziane w projekcie, kupują i montują je we własnym zakresie.
Jak działa mechanizm różnicowy motobloku? W rzeczywistości zapewnia jedynie łatwy obrót samochodu, zatrzymując jedno z kół.
Jego drugą funkcją, nie związaną w żaden sposób z redystrybucją mocy, jest zwiększenie rozstawu osi. Konstrukcja mechanizmu różnicowego przewiduje jego zastosowanie jako przedłużenia osi, co sprawia, że ciągnik jednoosiowy jest bardziej zwrotny i odporny na przewracanie się, zwłaszcza podczas pokonywania zakrętów.
Jednym słowem mechanizm różnicowy to bardzo przydatna i niezastąpiona rzecz, a jego zablokowanie znacząco zwiększa możliwości terenowe auta.