Zamknięty mechanizm różnicowy. Co to jest mechanizm różnicowy Torsen? Wygląda jak nowoczesny mechanizm różnicowy Torsen

Mechanizm różnicowy jest częścią skrzyni biegów, 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 zapewnienie obrotu kół podczas skręcania samochodu przy różnych prędkościach kątowych.

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

We współczesnym przemyśle motoryzacyjnym istnieją trzy możliwości umieszczenia skrzyni różnicowej w przekładni:

• w samochodzie z napędem na tylne koła (napęd na tylne koła) - w okolicy tylnej osi;
• 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 samej skrzyni rozdzielczej, jak iw strefach obu osi.

Urządzenie różnicowe

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

• stożkowy;
• cylindryczny;
• robak.

Najbardziej rozpowszechniona jest przekładnia zębata stożkowa i odpowiednio stożkowy mechanizm różnicowy. Tradycyjnie jest montowany między dwiema osiami pojazdów z napędem na wszystkie koła, a nie między kołami, jak jest to możliwe w przypadku innych typów.

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

Stożkowa przekładnia różnicowa składa się z następujących elementów:

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

W profesjonalnym slangu inżynierów samochodowych i specjalistów z centrów serwisowych, korpus mechanizmu różnicowego nazywany jest „kubkiem”. Jego głównym celem jest odbieranie sił obrotowych silnika i przenoszenie ich przez satelity na koła zębate. Napędzane koło zębate przekładni napędowej jest przymocowane do powierzchni kubka, a osie są zamontowane wewnątrz kubka, po którym poruszają się satelity. W rzeczywistości to oni wykonują sprzęganie kielicha (korpusu) i kół zębatych. W samochodach osobowych tradycyjnie używa się tylko jednej pary satelitów, w pojazdach towarowych - dwóch, ponieważ do transmisji wymagany jest szczególnie wysoki moment obrotowy.

Po otrzymaniu energii z satelitów koła zębate zaczynają poruszać się wzdłuż osi i przenoszą ten sam moment obrotowy bez zmian w parze napędowej kół. W rezultacie pojazd zaczyna się poruszać.

Koła zębate umieszczone na osiach mogą mieć równą lub różną liczbę zębów (wypustów). Jeśli liczba zębów jest równa, to koło zębate tworzy symetryczną różnicę - moment obrotowy jest rozłożony na osiach w równych proporcjach. Jeśli liczba zębów nie jest równa, następuje asymetryczny rozkład energii na koła, co zapewnia zwiększoną zdolność do jazdy w trudnych warunkach drogowych.

Różnicowa funkcjonalność urządzenia

Różnica symetryczna może pracować w jednym z trzech dostępnych trybów.

Tryb główny jest na wprost. W tym trybie koła mają taką samą siłę oporu na drodze i odpowiednio otrzymują ten sam moment obrotowy.

Po wejściu w zakręt zmienia się tryb różnicowy. Nawet niewielki skręt w lewo lub w prawo prowadzi do tego, że koło wewnętrzne napotyka większy opór niż zewnętrzne. Aby zlikwidować tę wadę, przekładnia wewnętrzna zwalnia, a tym samym zmusza satelity do ruchu w przeciwnym kierunku, co zwiększy amplitudę obrotu zewnętrznej przekładni półosiowej. Z tego powodu zmienia się prędkość kątowa obrotu dwóch kół napędowych, dzięki czemu następuje płynne wejście w zakręt

Trzeci tryb działania 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 wymusza ruch koła ślizgowego z maksymalną prędkością, a dostarczanie momentu obrotowego do drugiego koła jest zawieszone. Po minięciu przeszkody konieczne jest wyrównanie dopływu energii do zestawu kołowego, co może wymagać blokady mechanizmu różnicowego.

Zdaniem specjalistów z grupy Favorit Motors, dziś duzi europejscy i amerykańscy producenci samochodów wykorzystują własne rozwiązania w dziedzinie mechanizmów różnicowych. Na przykład oferowane modele samochodów Cadillac (system kontrolowany), Chevrolet (mechanizm różnicowy Positraction) i Ford (mechanizmy Equa-Lock i Traction-Lok) wykorzystują tylko swoje modele mechanizmów dystrybucji w skrzyni biegów.

Rodzaje współczesnych mechanizmów różnicowych

• Quaife

Jest to jedno z najprostszych konstrukcyjnie urządzeń, które składa się z mechanizmu przekładni planetarnej (w płaskiej konstrukcji) oraz obwodu z podwójnymi satelitami, które podczas pracy zazębiają się ze sobą. Stosowane jest sprzęgło śrubowe, które pod dużym obciążeniem oddaje siły osiowe i przekazuje je parom satelitów. Dzięki dodatkowemu obrotowi wymaganego rzędu satelitów podczas pokonywania zakrętów lub poślizgu na śliskich nawierzchniach możliwe jest uzyskanie hamowania jednego koła i oddanie energii drugiemu.

Mechanizm różnicowy Quaife wymaga użycia pięciu par satelitów jednocześnie, aby zapewnić maksymalną niezawodność przylegania spiralnych zębów do siebie. To z jednej strony pozwala na efektywne wykorzystanie mechanizmu w najtrudniejszych warunkach drogowych. Z drugiej strony sugeruje, że z czasem nastąpi rozległe zużycie całej konstrukcji jako całości.

Mechanizm różnicowy typu Quaife został opatentowany w 1965 roku. Obecnie jest stosowany głównie w samochodach wyścigowych lub sportowych, a także w niektórych modelach samochodów z napędem na przednie koła.

• Torsen (Thorsen)

Jest to dość stary typ robakowego urządzenia różnicującego, wynaleziony w latach pięćdziesiątych XX wieku. Obecnie producenci samochodów używają 3 ulepszonych wersji mechanizmu różnicowego Torsen, ale wszystkie działają w podobny sposób. Koła zębate, które znajdują się na półosiach napędowych, tworzą z satelitami tzw. Parę przekładni ślimakowych. W tym przypadku, co ważne, na każdej półosi znajdują się własne satelity, które w niektórych pozycjach są sprzężone parami z satelitami drugiej półosi.

Podczas jazdy do przodu w linii prostej pary ślimaków znajdują się w pozycji zatrzymanej, a podczas pokonywania zakrętów obracają się. Kolejny obrót wzdłuż osi zapewnia zmianę kąta obrotu koła podczas skrętów i zakrętów. Mechanizm różnicowy Torsen jest uważany za najmocniejszy i najtrwalszy, działa przy maksymalnych stosunkach obciążenia i momentu obrotowego.

• Mechanizm blokady dysku

Ten typ mechanizmu różnicowego składa się z symetrycznego mechanizmu przekładni planetarnej, która jest przymocowana do kół zębatych 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 wchodzić w kontakt ze sprzęgłem, które działa pod wpływem napędzanego koła zębatego.

Istotą blokady mechanizmu różnicowego jest to, że wraz ze wzrostem siły mechanicznej działającej na koła zębate pojawiają się wtórne moce osiowe. Dodatkowe siły mają tendencję do zrywania połączeń między kołami zębatymi. W momencie, gdy im się to uda, prędkość każdego z kół jest wyrównana, ponieważ prędkości kątowe nabierają tej samej wartości.

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

• Mechanizm różnicowy typu krzywkowego

Krzywkowy mechanizm różnicowy jest dostępny w 2 wersjach. Pierwsza polega na umieszczeniu sprzęgła krzywkowego między dwoma napędzanymi kołami zębatymi. W mechanizmie krzywkowym drugiego typu w zasadzie nie ma kół zębatych - nośnik jest tu pierścieniem separującym, a funkcję satelitów pełnią „krakersy” (specjalne kliny). Napędzane koła zębate w tym przypadku to tarcze krzywkowe.

Zasada konstrukcyjna mechanizmu różnicowego krzywkowego drugiego typu jest jasna na poniższym schemacie, na którym 1 to korpus, 2 to koszyk, 3 to suche, 4 i 5 to półosiowe koła zębate. „Krakersy” mogą być umieszczone poziomo (rysunek a) lub promieniowo (rysunek b)

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

Początkowy rozwój tego typu mechanizmu sięga lat czterdziestych XX wieku. W samochodach osobowych ten typ mechanizmu różnicowego praktycznie nie jest dziś stosowany. Główne zastosowanie typu krzywkowego w wojskowym przemyśle motoryzacyjnym.

• Sprzęgło wiskotyczne (sprzęgło wiskotyczne)

Mechanizm różnicowy ma konstrukcyjnie zbiornik wypełniony lepką cieczą na jednym z wiodących półosi. Zawiera 2 bloki dyskowe, z których pierwszy jest połączony z wirnikiem, a drugi z drugą półosiową. Odpowiednio, im większa różnica w zadanej prędkości między kołami, tym większa będzie również różnica prędkości bloków tarcz. Z powodu rotacji wzrasta lepkość cieczy.

Jest to najprostsza i jednocześnie najbardziej opłacalna konstrukcja urządzenia różnicowego. Według ekspertów z grupy firm Favorit Motors, 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 stosowane są zarówno ręczne, jak i elektroniczne blokady 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 postaci głębokiego śniegu, błota, dziur czy zjeżdżalni. Po przejściu trudnych odcinków możesz odblokować. Tradycyjnie ręczna blokada mechanizmu różnicowego jest stosowana w pojazdach terenowych i pojazdach terenowych.

Jeżeli pojazd jest wyposażony w nowy system TRC, automatyka sama wykonuje elektroniczne blokowanie. W przypadku, gdy jedno z kół napędowych zacznie się ślizgać, zostanie lekko spowolnione przez hamulec samochodowy. Wygoda tego typu jest niezaprzeczalna, jednak blokowanie nie zawsze włącza się w odpowiednim momencie.

Niezależnie od tego, jaki typ mechanizmu różnicowego jest zamontowany w Twoim samochodzie, specjaliści z Favorit Motors Group mogą zaoferować diagnostykę i konserwację samochodu, biorąc pod uwagę cechy konstrukcyjne mechanizmu blokującego. Kompetentne podejście łączy się z doświadczeniem rzemieślników, a koszt profesjonalnych usług uważany jest za jeden z najbardziej atrakcyjnych w Moskwie.

Najczęstszymi objawami nieprawidłowego działania mechanizmu różnicowego są zwiększony hałas, obce stukanie i uderzenia, pojawienie się wycieków oleju. Eksperci serwisu samochodowego Favorit Motors zwracają uwagę, że ważne jest niezwłoczne skontaktowanie się z centrum technicznym w celu wyeliminowania problemów w działaniu urządzenia i uniknięcia jego dalszego niszczenia. Niezależnie od stopnia złożoności usterki brygadziści z centrum serwisowego Favorit Motors dysponują całym niezbędnym sprzętem diagnostycznym oraz ogromnym doświadczeniem, które pozwala szybko i skutecznie wyeliminować awarię. Pracownicy regularnie przechodzą szkolenia w ośrodkach szkoleniowych producentów samochodów, co pozwala im na wykonywanie prac naprawczych i renowacyjnych o dowolnej złożoności.

Kiedy samochód jest w ruchu, moment obrotowy przekazywany jest z, a następnie, poprzez główny bieg i mechanizm różnicowy, na koła napędowe. pozwala na zwiększenie lub zmniejszenie przenoszonego momentu obrotowego i jednocześnie zmniejszenie i odpowiednie zwiększenie prędkości obrotowej kół. Przełożenie na biegu głównym dobierane jest w taki sposób, aby maksymalny moment obrotowy i prędkość obrotowa kół napędowych były jak najbardziej optymalne dla danego pojazdu. Poza tym przekładnia główna jest bardzo często przedmiotem tuningu auta.

Końcowe urządzenie napędowe

W rzeczywistości główny bieg to nic innego jak przekładnia redukcyjna, w której przekładnia napędowa jest połączona z wałkiem pomocniczym skrzyni biegów, a napędzana jest połączona z kołami samochodu. Ze względu na rodzaj połączenia przekładni główne koła zębate różnią się w następujących typach:

• cylindryczny - w większości przypadków jest stosowany w pojazdach z układem poprzecznym i skrzyniami biegów i napędem na przednie koła;
• stożkowy - jest używany bardzo rzadko, ponieważ ma duże wymiary i wysoki poziom hałasu;
• hypoid - najpopularniejszy typ przekładni głównej, który jest stosowany w większości samochodów z klasycznym napędem na tylne koła. Transmisja hipoidalna jest niewielka i cicha;
• robak - praktycznie nie używany w samochodach ze względu na pracochłonność produkcji i wysoki koszt.

Warto również zauważyć, że pojazdy z napędem na przednie i tylne koła mają różne układy napędu końcowego. W pojazdach z napędem na przednie koła z poprzecznym układem skrzyni biegów i zespołu napędowego cylindryczny napęd końcowy znajduje się bezpośrednio w obudowie skrzyni biegów.

W samochodach z klasycznym napędem na tylne koła, napęd końcowy zamontowany w obudowie osi napędowej i jest połączony ze skrzynią biegów za pomocą. Funkcjonalność przekładni hipoidalnej samochodu z napędem na tylne koła obejmuje również obrót o 90 stopni dzięki przekładniom stożkowym. Pomimo różnych typów i lokalizacji cel napędu końcowego pozostaje taki sam.

Dyferencjał samochodowy

Samochód różnicowy najczęściej łączony z głównym kołem zębatym i umieszczony odpowiednio w obudowie skrzyni biegów lub w obudowie tylnej osi. Jednak między osiami napędowymi pojazdu z napędem na wszystkie koła można również zainstalować mechanizm różnicowy. Różnica jest i jest podzielona na następujące typy:

• stożkowy - w większości przypadków jest instalowany razem z głównym kołem zębatym między kołami jednej osi napędowej;
• cylindryczny - najczęściej używany do odsprzęgania wiodących osi 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 obrotu względem siebie. Na przykład obrócenie samochodu bez mechanizmu różnicowego byłoby po prostu niemożliweponieważ podczas skręcania zewnętrzne koło musi koniecznie obracać się z wyższą częstotliwością niż wewnętrzne.

Różniczki są symetryczne i asymetryczne. Symetryczny mechanizm różnicowy przenosi równy moment obrotowy na oba koła i jest zwykle instalowany 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, zębatki i bocznych kół zębatych. Korpus jest zwykle wyrównany z napędzanym kołem zębatym przekładni głównej. Koła zębate pełnią rolę planetarnej przekładni redukcyjnej i łączą koła zębate boczne z obudową mechanizmu różnicowego. Przekładnie półosiowe (słoneczne) są połączone z kołami napędowymi za pomocą półosi na przegubach wielowypustowych.

Ze wszystkimi zaletami najprostszego mechanizmu różnicowego jest też wada... Faktem jest, że prędkość można rozłożyć na koła nie tylko w stosunku, na przykład 50/50, 40/60 lub 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.

Jednak współczesne mechanizmy różnicowe są doskonalsze i praktycznie pozbawione tej wady. Wiele mechanizmów różnicowych ma twarde automatyczne lub ręczne blokady. Dodatkowo nowoczesne samochody osobowe z napędem na cztery koła wyposażone są w system kontroli stabilności, który opiera się na optymalnym rozłożeniu momentu obrotowego pomiędzy osiami i poszczególnymi kołami w zależności od trajektorii.

Moment obrotowy generowany przez silnik spalinowy przenoszony jest na koła za pomocą różnych mechanizmów - wałów, napędów wielowypustowych i zębatych, mechanizmów różnicowych. Te ostatnie cieszą się największym zainteresowaniem fanów ekstremalnej jazdy w terenie, ponieważ biorą udział w rozkładzie mocy. Wielu kierowców ma niewielkie pojęcie o działaniu tego urządzenia, dlatego warto zastanowić się, czym jest mechanizm różnicowy w samochodzie, wyjaśniając jego strukturę 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, która przenosi siłę z wału napędowego na dwa półosie. Algorytm działania jednostki jest prosty:

1. Kardan obraca trzon z kołem zębatym śrubowym na końcu.
2. Z trzpienia obraca się duża przekładnia planetarna, połączona z dwoma półosiami.
3. 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. Ta separacja jest całkiem odpowiednia dla ruchu prostoliniowego, co w rzeczywistości jest dość rzadkie - nawet podczas jazdy po płaskich odcinkach drogi samochód zbacza z linii prostej.

Aby samochód wykonał idealny zakręt, koła na jednej osi muszą obracać się z różnymi prędkościami, ponieważ zewnętrzna część toczy się po szerszym łuku. Prosta skrzynia biegów zapewniająca jednakowy obrót obu półosi spowoduje poślizg jednej opony podczas pokonywania zakrętów, a drugą poślizg, co znacznie pogarsza manewrowość samochodu.

Odniesienie. Problem jest bardzo istotny w przypadku SUV-ów ze stałym napędem na wszystkie koła. W tym przypadku moment obrotowy jest dzielony nie tylko między koła, ale także między osie, które obracają skrzynie biegów przedniej i tylnej osi.

Do zmiany prędkości kątowej 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 wykonanie innej liczby obrotów, gdy samochód porusza się po łuku. Bez mechanizmu różnicowego normalne działanie pojazdu jest niemożliwe z następujących powodów:

• brak kontroli;
• szybkie zużycie opon;
• przyspieszone zużycie części skrzyni biegów, wałów i półosi.

Jak działa darmowy mechanizm różnicowy?

Zdecydowana większość maszyn z napędem na przednią lub tylną oś wyposażona jest w tego typu mechanizmy. W pierwszym przypadku agregat znajduje się wewnątrz skrzyni biegów, w drugim jest częścią przekładni planetarnej tylnej osi.

Konstrukcja przekładni planetarnej wykorzystuje koła zębate stożkowe. Istnieją inne typy samochodowych skrzyń biegów - cylindryczne, stożkowo-cylindryczne i ślimakowe.

Urządzenie różnicowe typu swobodnego zapewnia połączenie z napędem głównym. Mechanizm tylnej osi składa się z następujących części:

• trzon z przekładnią zębatą stożkową połączoną z wałem napędowym;
• napędzana przekładnia planetarna;
• obudowa napędzanej przekładni jest wyposażona w dwa występy, w które są włożone wałki zębate;
• stożkowe satelity;
• napędzane koła zębate półosi;
• namiar;
• obudowa przekładni.

2 satelity są zainstalowane w samochodach osobowych, a cztery w ciężarówkach.

Aby zbadać zasadę działania swobodnego mechanizmu różnicowego, sugeruje się na przykładzie:

1. Dopóki samochód jedzie prosto, koła obracają się z tą samą prędkością. Trzpień obraca „planetarny” wraz z zamocowanymi na nim satelitami, a te ostatnie pozostają nieruchome i dzięki naciskowi na zęby przenoszą równy moment obrotowy na obie osie.
2. Samochód wjeżdża na zakręt. Satelity obracające się wraz z dużym kołem zębatym zaczynają obracać się wokół własnej osi iw różnych kierunkach.
3. Moc na wale nie jest podzielona na pół, ale w zależności od nachylenia łuku. Dzięki połączonemu obrotowi satelit, półosie i koła wykonują różną liczbę obrotów, maszyna z powodzeniem pokonuje zakręt bez poślizgu i ślizgania się gumy.

Mechanizm różnicowy nazywany jest swobodnym mechanizmem różnicowym, ponieważ przenosi większy moment obrotowy na koło, które obraca się łatwiej. Oczywiste jest, że podczas pokonywania zakrętów opona opiera się obracaniu się wewnątrz łuku, więc mechanizm różnicowy przekazuje więcej mocy na drugą oś - przeciwległe koło obraca się szybciej.

Uwaga. Samochody z napędem na wszystkie koła i SUV-y są wyposażone w trzy różnicowe rozdzielacze mocy - od środka do środka (umieszczone w skrzynce rozdzielczej) i dwa rozdzielacze poprzeczne.

Luźny mechanizm rozwiązuje główny problem, ale tworzy drugi. Gdy jedna opona zaczyna stykać się ze śliską nawierzchnią - lód, stoczony śnieg, błoto, zaczyna się poślizg. Powodem jest mechanizm różnicowy, który daje maksymalną moc przy najmniejszym oporze. Aby zapobiec takim sytuacjom, wiele pojazdów jest wyposażonych w tymczasową blokadę mechanizmu różnicowego.

Różnorodność mechanizmów

Aby pozbyć się poślizgu na śliskich nawierzchniach drogowych lub warunkach terenowych, producenci wyposażają pojazdy w urządzenia różnicowe o następujących konstrukcjach:

• mechanizm typu swobodnego z wymuszoną blokadą od napędu;
• częściowo blokujący mechanizm różnicowy o ograniczonej oporności;
• samoblokująca przekładnia ślimakowa typu Torsen.

W pierwszej wersji zastosowano omówiony powyżej zespół przekładni, który dodatkowo wyposażony jest w urządzenie blokujące. System jest prosty: w razie potrzeby kierowca aktywuje napęd, który utrzymuje satelity w bezruchu. Moment obrotowy zaczyna się dzielić dokładnie na pół, osie obracają się z tą samą prędkością, a pojazd z powodzeniem pokonuje problematyczny obszar.

Wymuszone blokowanie środkowego mechanizmu różnicowego jest aktywowane za pomocą różnych napędów:

• mechaniczny - z dźwigni skrzynki rozdzielczej;
• elektryczny;
• pneumatyczny;
• hydrauliczny.

Podobne elementy napędowe służą do zatrzymywania i utrzymywania satelitów przedniej lub tylnej osi.

Producenci wyposażają drogie samochody w system antypoślizgowy. W inny sposób „zwodzi” mechanizm różnicowy: na podstawie sygnału z czujnika, który wykrywa gwałtowny obrót jednego koła, elektronika wydaje polecenie zwolnienia. Wtedy przekładnie satelitarne zaczynają przenosić więcej mocy na drugą oś i samochód przestaje „siać” w miejscu.

Urządzenie o wysokiej odporności

Oprócz satelitów, przekładni napędowych i napędzanych mechanizm różnicowy o ograniczonym poślizgu zawiera następujące elementy:

• obudowę sztywno przymocowaną do przekładni planetarnej;
• pakiet tarcz ciernych zamontowanych na każdej półosi;
• stalowe tarcze, których występy są zamocowane w korpusie;
• sprężyna dystansowa umieszczona między zębatkami stożkowymi półosi.

Tarcze stalowe i cierne (podobne stosowane w sprzęgle) montuje się naprzemiennie, pierwsze obracają się wraz z nadwoziem, drugie z osiami. Koło zębate w kształcie stożka jest nakładane na wypusty osi i może przemieszczać się na określoną odległość. Sprężyna naciska na 2 przeciwległe koła zębate osiowe.

Częściowa blokada mechanizmu różnicowego występuje w następujący sposób:

1. Na prostoliniowym, suchym odcinku drogi satelity są nieruchome, a dyski obracają się względem siebie.
2. Kiedy jedna opona uderza w śliską powierzchnię, zaczyna się poślizg. Ze względu na stożkowy kształt zębów koła zębate po stronie zatrzymanego koła zaczną się odpychać.
3. Przekładnia osi porusza się i ściska pakiet dysków. Powstanie siła tarcia, zmuszająca oś do obracania się wraz z ciałem bezpośrednio z „planetarnego” omijającego satelity.

Takie urządzenie samodzielnie reguluje stopień zablokowania - im wolniej obraca się opona o dobrej przyczepności, tym bardziej dociskane są tarcze i dostarczany jest większy moment obrotowy.

Przekładnie samoblokujące Torsen

Zasada działania tych mechanizmów opiera się na jednej cechy pary ślimaków: koło zębate może przenosić obrót na satelitę, ale odwrotne działanie jest niemożliwe. Wszystkie koła zębate, w tym satelity, są wykonane w postaci cylindrów z ukośnymi łukowatymi zębami. W sumie mechanizm wykorzystuje 3 pary satelitów ślimakowych zainstalowanych wokół kół zębatych półosi.

Samoblokujący mechanizm różnicowy działa tak:

1. Podczas ruchu prostoliniowego satelity ślimakowe zachowują się podobnie do stożkowych - nie obracają się same, tylko obracają osie z przekładni głównej.
2. Podczas pokonywania zakrętów liczba obrotów jednej półosi wzrośnie i da to obrót parom satelitów - moc zacznie się rozdzielać na różne sposoby.
3. Ponieważ każda para satelitów jest połączona ze sobą zębatką czołową, wyklucza się poślizg jednego koła. Oś jest zdolna do obracania własnego satelity, 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 w samochodach o maksymalnej konfiguracji. Reszta wykorzystuje bardziej dostępne mechanizmy zwiększonego tarcia.

Wśród fanów ekstremalnej jazdy w terenie znany jest najprostszy sposób na uniknięcie poślizgu - blokowanie tylnego mechanizmu różnicowego poprzez spawanie. Satelity są mocno przyspawane do osi i zawsze są nieruchome. To prawda, że \u200b\u200btakie samochody są przeznaczone tylko do jazdy po ziemi i śniegu - operowanie nimi na twardych powierzchniach jest zbyt niewygodne i kosztowne.

Mechanizm różnicowy jako mechanizm samochodowy wkrótce będzie obchodził swoje dwa stulecia, ale jego konstrukcja, choć ulepszana przez lata, zachowała swoje kluczowe cechy. Co to jest mechanizm różnicowy i jaką rolę pełni w samochodzie?

1. Co to jest różnica?

Mechanizm różnicowy w samochodzie to mechanizm, który umożliwia przenoszenie mocy, a tym samym obrót ze skrzyni biegów na koła, dzieląc przepływ tej mocy na dwa, dla każdego z kół jednej osi, z możliwością zmiany stosunku przenoszonej mocy, a co za tym idzie pozwalając kołom obracać się z różnymi prędkościami. Mówiąc najprościej, mechanizm różnicowy rozdziela 100% mocy transmisji na dwa strumienie dla każdego koła na tej samej osi, a strumienie te można redystrybuować w zależności od warunków jazdy od 50:50 do 100: 0.

2. Do czego służy dyferencjał?

Głównym celem mechanizmu różnicowego jest zapewnienie możliwości obracania kół na tej samej osi z różnymi prędkościami przy zachowaniu nieprzerwanego przepływu momentu obrotowego. W przypadku samochodu jest to ważne przede wszystkim podczas pokonywania zakrętów: w końcu podczas jazdy po łuku koła po zewnętrznej stronie zakrętu pokonują większą odległość niż koła wewnętrzne, co oznacza, że \u200b\u200bmuszą obracać się z większą prędkością, aby zachować stabilność samochodu.

Jeśli koła na osi są sztywno połączone, wewnętrzne koło będzie się ślizgać na zakręcie. W przypadku samochodu z napędem na tylne koła zwiększa to ryzyko poślizgu, aw przypadku samochodu z napędem na przednie koła radykalnie upośledza prowadzenie i kontrolę na zakrętach. Tym samym zapewnienie swobodnego i niezależnego obrotu kół na jednej osi przy zachowaniu niezmienności przenoszenia momentu obrotowego z silnika do nich było jednym z podstawowych zadań od czasu powstania samochodu - i zadanie to zostało pomyślnie rozwiązane.

3. Jak działa różnica?

Mechanizm różnicowy to szczególny przypadek przekładni planetarnej. Fizycznie jest to zwykle zestaw czterech biegów, na których obrót przenosi piąte - napędzane koło zębate napędu głównego, połączone z obudową mechanizmu różnicowego, która pełni rolę nośnika. Główny bieg to zestaw dwóch biegów: master otrzymuje obrót ze skrzyni biegów i przekazuje go do slave. Napędzane koło zębate napędu głównego przenosi obrót przez obudowę na przekładnie satelitarne, a one z kolei zazębiają się z kołami słonecznymi sztywno zamocowanymi na półosiach napędowych kół.

Kiedy samochód jedzie po linii prostej, przekładnie satelitarne są nieruchome, a prędkość biegu końcowego jest taka sama jak koła słonecznego: koła obracają się z tą samą prędkością. Z kolei przekładnie satelitarne zaczynają się obracać, zapewniając różnicę w prędkościach kół słonecznych, a tym samym kół po zewnętrznej i wewnętrznej stronie zakrętu.

4. Jakie są wady mechanizmu różnicowego?

Główną wadą mechanizmu różnicowego jest jednocześnie jego główna zaleta - możliwość przeniesienia do 100% mocy na jedno z kół. Na tej podstawie, w warunkach, gdy jedno koło ma niewystarczającą przyczepność do nawierzchni, większość mocy zostanie przeniesiona na nie. Dlatego czasami nawet z jednym kołem na powierzchni o wystarczającej przyczepności, samochód nie może się poruszać.

Aby wyeliminować ten problem, opracowano różne konstrukcje - mechanizmy różnicowe o zwiększonej rezystancji wewnętrznej (tzw. Samoblokady) oraz mechanizmy różnicowe z wymuszoną blokadą, ręczne lub automatyczne. W zależności od konstrukcji i przeznaczenia mogą albo zmienić redystrybucję przepływu mocy na korzyść koła o dobrej przyczepności, albo całkowicie zamknąć mechanizm różnicowy, zmuszając koła osi do obracania się z tą samą prędkością. Rozważymy różne typy takich różnic w oddzielnych materiałach.

Witajcie drodzy czytelnicy! Porozmawiajmy o mechanizmie, który jest i będzie w każdym samochodzie - mechanizm różnicowy. Co to jest mechanizm różnicowy w samochodzie i dlaczego jest potrzebny? Mechanizm różnicowy jest potrzebny do optymalnego rozłożenia momentu obrotowego podczas pokonywania zakrętów i manewrowania, gdy koła zaczynają się obracać przy różnych prędkościach kątowych.

Różnicę, jak o tym myślę, należy skapitalizować. Jest to pierwszy złożony mechanizm przekładniowy wynaleziony u zarania motoryzacji. Zrozumiawszy go i przeżywszy radość ludzkiego geniusza, który był w stanie tak łatwo rozwiązać ważny problem, przekonasz się, że w istocie jest tak prosty jak pięć kopiejek i jaki problem rozwiązał!

Nikt nie myśli o nim szczególnie teraz, on jest - i jest i zawsze powinien. Przyzwyczailiśmy się do tego. Ale bez tego nie ma ani jednego samochodu. To najważniejsza część transmisji!

Gdzie znajduje się dyferencjał:

• w samochodzie z napędem na tylne koła w obudowie osi i jest połączony z głównym biegiem;
• na napęd na przednie koła, również w połączeniu z napędem głównym i, z reguły, w tej samej skrzyni korbowej z;
• na nich są obecne zarówno z przodu, jak iz tyłu, i są połączone z głównymi zębatkami;
• podobnie w pojazdach terenowych z napędem na wszystkie koła oraz w celu optymalnego rozłożenia momentu obrotowego na wszystkie koła, dodaje się trzeci mechanizm różnicowy, który jest instalowany między osiami w skrzyni rozdzielczej.

Te mechanizmy różnicowe, które działają na koła napędowe, nazywane są międzykołowymi mechanizmami różnicowymi, a mechanizmy różnicowe, które rozkładają momenty między osiami samochodu, nazywane są międzyosiowymi mechanizmami różnicowymi.

Zasada działania mechanizmu różnicowego oparta jest na idei przekładni planetarnej. W zależności od zastosowania rodzaju przekładni, dyferencjały są typu: cylindryczne, stożkowe, ślimakowe.

Stożkowy mechanizm różnicowy jest zwykle używany w mechanizmach różnicowych między osiami. Cylindryczny jest szeroko rozpowszechniony, ze względu na swoją konstruktywną prostotę, w środkowych mechanizmach różnicowych. Przekładnia ślimakowa uznawana jest za uniwersalną i najcichszą w eksploatacji, choć najtrudniejszą do wykonania, stosuje się ją zarówno w przekładniach międzykołowych, jak i międzyosiowych.

Urządzenie różnicowe pojazdu

Rozważ konstrukcję mechanizmu różnicowego samochodu. Wszystkie mechanizmy różnicowe działają na tej samej zasadzie - zasadzie przekładni planetarnej. Oznacza to, że mają półosiowe koła zębate i biegną wzdłuż nich, koła zębate są satelitami.

Obudowa (miseczka mechanizmu różnicowego) odbiera moment obrotowy z głównego koła zębatego, poprzez wałki zębate i same koła zębate satelity, i przekazuje go na boczne koła zębate.

W ukosowym dyferencjału mogą znajdować się dwa lub cztery satelity, zależy to od mocy samochodu.

W dyferencjałach stożkowych i ślimakowych jest ich dokładnie dwa razy więcej, wynika to z cech konstrukcyjnych tego typu mechanizmów różnicowych. Każda para satelitów jest rozdzielana na własną półosiową przekładnię.

Przekładnie półosiowe, w przekładni planetarnej, nazywane są również jaskrawą nazwą „zębatkami słonecznymi”, już przenoszą moment obrotowy na koła. Koła zębate po lewej i prawej stronie mogą mieć różną liczbę zębów, takie mechanizmy różnicowe nazywane są asymetrycznymi. Asymetryczne różniczki, odpowiednio, mają również pary satelitów z różną liczbą zębów (rozważ dokładnie stożkową różnicę na powyższym rysunku).

Pomimo asymetrii, mechanizmy różnicowe działają w taki sam sposób jak symetryczne, a taki czy inny pomysł konstruktorów na rozmieszczenie tych mechanizmów wynika tylko z rozważań o zwartości i konieczności konstrukcyjnej.

Operacja różnicowa

Działanie mechanizmu różnicowego międzyosiowego charakteryzuje się trzema trybami:

1. ruch w linii prostej;
2. pracować na zmianę;
3. na śliskiej drodze.

Podczas jazdy na wprost siły rozkładają się równomiernie na każde koło, a moment obrotowy przenoszony jest poprzez nadwozie do satelitów. Satelity nie obracają się odpowiednio na swoich osiach, półosi obracają się z równymi prędkościami kątowymi.

Z kolei dyferencjał zaczyna działać, to znaczy wykonywać pracę, do której został stworzony. Koło wewnętrzne zaczyna biec po mniejszym promieniu, a koło zewnętrzne zaczyna jechać wzdłuż dużego, prędkości kątowe na bocznych biegach zaczynają się zmieniać. Satelity zaczynają się obracać wokół swoich osi, co zwiększa prędkość zewnętrznego koła zębatego półosi biegnącego po zewnętrznym promieniu koła i zmniejsza prędkość kątową wewnętrznego koła zębatego, półosi i koła poruszającego się po wewnętrznym promieniu.

Sumy prędkości obrotowych kół zębatych bocznych zawsze odpowiadają prędkości napędzanego koła zębatego przekładni głównej. Dlatego podczas skręcania przyczepność na kołach jest zawsze taka sama, a koło wewnętrzne nigdy się nie ślizga, pod warunkiem, że koła przylegają do drogi.

Jeśli samochód wpadnie w warunki śliskiej drogi, wtedy koło o mniejszej przyczepności zaczyna się ślizgać, kręcić szybciej, a koło z większą przyczepnością na drodze po prostu przestaje się obracać i tak naprawdę samochód po prostu stanie nieruchomo z jednym obracającym się kołem. To jest minus mechanizmu różnicowego, który wynika z jego konstrukcji.

Możesz walczyć z tym zjawiskiem, a projektanci wymyślili blokadę mechanizmu różnicowego. Ale więcej na ten temat w innym artykule.

Dziękuję za uwagę! Przejdź do innego artykułu, na pewno znajdziesz tam wiele przydatnych informacji. I udostępniaj znajomym w sieciach społecznościowych.