O que é um diferencial e como funciona. Bloqueio diferencial em detalhes: o que é, como funciona e para que serve

O diferencial de um carro atende às três tarefas a seguir:

1. O diferencial transfere a potência do motor para as rodas do carro.
2. Ele dá o último passo para reduzir o número de rotações nas rodas (lembramos que a caixa de câmbio dá o primeiro passo) e, portanto, aumentar o torque transmitido às mesmas rodas motrizes.
3. Transferindo energia para as rodas motrizes (sempre ligado numero par rodas em um eixo: dois ou quatro), o diferencial permite que cada uma gire em velocidades diferentes (é exatamente disso que o diferencial ganhou o nome).

Neste artigo, você descobrirá por que seu carro precisa de diferentes rotações, como são fornecidas, o que é um diferencial, como funciona um diferencial e quais são suas principais desvantagens. Também veremos vários de seus tipos.

Para que serve um diferencial?

As rodas dos carros giram em velocidades diferentes, especialmente nas curvas. Você pode ver na animação abaixo que cada roda percorre uma distância muito diferente conforme o carro gira, e que as rodas internas percorrem uma distância muito menor do que as externas. Como a velocidade é igual à distância dividida pelo tempo necessário para percorrer essa distância, verifica-se que as rodas que percorrem uma distância menor giram em uma velocidade menor: por exemplo, ao virar à esquerda, as rodas esquerdas irão girar mais devagar do que o os corretos e vice-versa. Também deve ser observado que as rodas dianteiras percorrem uma distância diferente das rodas traseiras.

Clique para ver a animação

Para carros com apenas um eixo de tração - seja nas rodas traseiras ou nas rodas dianteiras - a diferença na rotação das rodas dianteiras para trás não é um problema. Não há conexão entre eles, então eles giram independentemente. Mas as rodas motrizes estão interconectadas de modo que um motor e uma transmissão devem movimentar as duas rodas, embora em velocidades de rotação diferentes. Mas e se tivermos apenas um motor ?! Se o seu carro não estiver equipado com diferencial, as rodas devem ser travadas juntas, sendo forçadas a girar na mesma velocidade. Isso tornaria as manobras em curvas - mesmo em ângulos pequenos - difíceis: nesses carros, para conseguir fazer a curva, um dos pneus terá necessariamente que escorregar, ou o outro terá que escorregar. E com pneus modernos e estradas de asfalto, isso exigirá muito esforço. Essa força teria que ser transferida através do eixo de uma roda para a outra, colocando assim uma carga muito pesada nos componentes do eixo.

É com esse problema que o diferencial lida de forma impecável.

O que é um diferencial?

Diferencialé um dispositivo que divide o torque do motor em dois caminhos com saídas, o que permite que cada saída gire em uma velocidade diferente.

O diferencial está disponível em todos os carros de passeio modernos e caminhões assim como muitos veículos com tração nas quatro rodas... Além disso, todos carros com tração nas quatro rodas devem ter um diferencial entre cada conjunto de rodas motrizes no mesmo eixo e, além disso, precisam de um diferencial entre os pares de rodas dianteiras e traseiras (lembre-se do início do artigo - porque as rodas dianteiras percorrem uma distância diferente das traseiras rodas quando o carro se move em uma direção diferente da direta?).

No entanto, alguns carros com tração nas quatro rodas não têm um diferencial entre as rodas dianteiras e traseiras e, em vez disso, esses pares de rodas estão intimamente ligados, de modo que as rodas dianteiras e traseiras devem girar na mesma velocidade. É por isso que os fabricantes não recomendam dirigir nesses carros em superfícies duras no modo de tração nas quatro rodas, mas sim em off-road.

Agora vamos descobrir onde o diferencial geralmente está localizado no carro, dependendo do tipo de direção do carro:

Como funciona o diferencial?

Começaremos com o tipo mais simples de diferencial chamado diferencial aberto... Mas primeiro temos que aprender alguns termos - olhe a figura abaixo, lá você encontrará os principais componentes da operação diferencial:

Assim, o diferencial consiste nas seguintes partes principais:

1. Eixo de transmissão - transmite torque, conduzindo-o desde a caixa de engrenagens até o início do diferencial
2. A engrenagem de transmissão do eixo de transmissão é uma pequena engrenagem helicoidal em forma de cone que é usada para acoplar ao mecanismo diferencial
3. Engrenagem anelar - uma engrenagem acionada, também em forma de cone, é acionada (girada) pela engrenagem motriz. A engrenagem do pinhão e o pinhão acionado, tomados em conjunto, são chamados engrenagem principal e são eles que servem a última etapa uma diminuição na velocidade de rotação, que acaba atingindo as rodas (a coroa é sempre menor que a engrenagem motriz, o que significa que a engrenagem motriz terá que ser muito mais revoluções até que o seguidor faça apenas uma revolução em torno de si).
4. As engrenagens do eixo são as últimas no caminho de transmissão do eixo de transmissão para as rodas.
5. Os satélites são um mecanismo planetário que desempenha um papel fundamental em garantir a diferença na rotação das rodas ao girar.
6. Os semi-eixos são eixos que se estendem do diferencial diretamente às rodas.

Agora, vamos avançar para a compreensão chave e mais importante de como o diferencial funciona e olhar para as animações abaixo, como os componentes do diferencial aberto acima funcionam em dois casos:

• Quando o carro está indo direto.
• Quando o carro gira.

Veja você mesmo - tudo é muito simples:

Clique no botão "Turn" para ver como o diferencial funciona durante uma curva, e "Dirija em linha reta" para ver como seus componentes se movem durante um movimento reto

Como podemos ver, quando dirigimos diretamente em nosso carro, então, de fato, todo o mecanismo diferencial gira na mesma velocidade: a velocidade de rotação eixo de entradaé igual à velocidade de rotação dos semi-eixos e, consequentemente, à velocidade de rotação das rodas. Mas assim que giramos um pouco o volante, a situação muda, e agora os satélites entram em seu papel principal, que são destravados pela diferença de carga nas rodas (quando uma roda tenta escorregar, girando mais rápido) , e toda a potência do motor agora passa por eles. E pelo fato de os dois satélites serem duas engrenagens independentes, verifica-se que transmitem diferentes velocidades de rotação aos semieixos, como se o duplicassem, mas não dividindo toda a potência igualmente, mas transmitindo maior poder a roda que se move borda externa ao girar o carro e, consequentemente, girá-lo mais (aumentando o número de rotações). E a diferença na potência transmitida é quanto mais forte, quanto mais íngreme a máquina gira (mais precisamente, menor é o raio de giro desta máquina).

Qual é a principal desvantagem do diferencial?

Um diferencial aberto transfere a rotação para uma ou outra roda em quase qualquer proporção, incluindo uma proporção de 100% / 0% - quando uma das rodas motrizes assume todo o torque sobre si mesma. Ao mesmo tempo, a distribuição dessa rotação entre as rodas ocorre quando a carga nessas rodas (e junto com elas no semi-eixo) muda - ou seja, uma roda com carga menor em uma curva recebe mais rotação. Mas aqui está um desvantagem significativa, que ocorre em certas condições, ou seja, quando ambas as rodas motrizes estão na lama, neve ou gelo, e o carro começa a escorregar - neste caso, a roda com menos aderência receberá a maior parte da rotação. Simplificando, se, por exemplo, você está preso na neve, sentado "na barriga" - quando uma roda está aderida à superfície da neve, e a segunda está completamente suspensa no ar, então apenas essa roda receberá potência devido à distribuição correspondente ao longo dos semi-eixos diferenciais, que está suspensa e é ela que vai girar desamparadamente no ar. Especialmente agudo este problema significa veículos todo-o-terreno e veículos todo-o-terreno.

Que tipos de diferenciais existem?

A solução para esses problemas é diferencial aumento do atrito (LSD, também chamado diferencial de deslizamento limitado) Diferenciais de deslizamento limitado usam mecanismos diferentes para fornecer ação diferencial normal em condições diferentes andar de. Quando a roda desliza, esse diferencial permite que mais torque seja transferido para a roda antideslizante.

Em SUVs e veículos todo-o-terreno também são utilizados diferenciais com desengate manual, que, no entanto, muitas vezes não são protegidos de desconexões acidentais ou em horários indevidos - fato é que a possibilidade de desabilitar o diferencial na go acarreta seu possível colapso e este problema comum.

O que é acoplamento viscoso (acoplamento viscoso)?

O acoplamento viscoso é mais freqüentemente encontrado em todos os veículos com tração nas quatro rodas. E, se você leu um artigo sobre o princípio de operação de um conversor de torque, saiba que o acoplamento viscoso tem um esquema operacional semelhante. É amplamente utilizado para ligar as rodas traseiras às dianteiras de modo que quando um conjunto de rodas começa a escorregar, o torque é transferido para o outro conjunto, resolvendo assim o problema da roda em chamas descrito acima.

Uma embreagem viscosa tem dois conjuntos de placas dentro de uma carcaça vedada que é preenchida com um fluido viscoso (um pouco mais viscoso do que o óleo de transmissão, por exemplo). Um conjunto de placas é conectado a cada eixo de saída. V condições normais ambos os conjuntos de placas e sua porção do fluido viscoso se movem na mesma velocidade. Mas quando um eixo tenta girar mais rápido, talvez porque escorregue, a pluralidade de placas correspondentes às rodas desse eixo gira mais rápido do que as outras. O fluido viscoso entre as placas tenta alcançar os discos mais rápidos, impulsionando os discos mais lentos. Isso transfere mais torque para as rodas giratórias mais lentas, que não escorregam.

Dispositivo de acoplamento viscoso

Quando o carro faz uma curva, a diferença de velocidade entre as rodas de um eixo não é tão grande quanto quando uma das rodas simplesmente escorrega. Quanto mais rápido as placas giram em relação umas às outras, mais torque é aplicado à embreagem. A embreagem não impede que as voltas girem, porque a quantidade de torque transmitida durante a volta é pequena.

Um experimento simples com um ovo ajudará a explicar o comportamento do acoplamento viscoso. Se você colocar um ovo na bancada da cozinha, as cascas, claras e gemas ficarão imóveis. Mas quando você começar a girar o ovo, a casca do ovo se moverá com mais alta velocidade do que a proteína, e a proteína é um pouco mais rápida, eu como a gema, mas a gema então pega rápido. A propósito, para ter certeza dessas palavras, conduza um experimento assim que tiver um ovo: gire rápido o suficiente, pare, depois solte o ovo e ele começará a girar novamente (bem, ou pelo menos se contorcer na direção da rotação anterior) ... Neste experimento, utilizou-se o atrito entre a casca, clara do ovo e gema, aplicando força apenas na casca. Primeiro, nós realmente desenrolamos a casca e, com algum atraso atrás da casca, devido à fricção, a clara começou a se desenrolar e, em seguida, a gema. E quando paramos a casca, o mesmo atrito - entre a gema ainda em movimento, a clara e a casca - aplicou força na casca, fazendo com que ela acelerasse. Assim, no caso de um acoplamento viscoso, a força é transferida entre o líquido e os conjuntos de pratos da mesma forma que entre a gema, a clara e a casca.

O que é um diferencial da Torsen?

O diferencial Torsen é um dispositivo puramente mecânico: não está preso a nenhum, assim como a embreagens ou fluidos viscosos, e em sua essência é um mecanismo bastante simples, muito semelhante a um diferencial aberto.

O Torsen funciona da mesma maneira que um diferencial aberto quando a quantidade de torque entre as duas rodas motrizes é igual. Mas assim que uma das rodas começa a perder tração, a diferença de torque faz com que as engrenagens travem juntas no diferencial Torsen.

Este tipo de diferencial é freqüentemente usado em veículos 4WD potentes e muito potentes. Como o acoplamento viscoso, é freqüentemente usado para transferir força entre as rodas dianteiras e traseiras. E nesta aplicação, o diferencial Torsen supera o conforto viscoso porque transfere torque para as rodas de forma consistente antes de o deslizamento realmente começar. No entanto, se um conjunto de rodas perder totalmente a tração, o diferencial Torsen não será capaz de transferir torque para o outro conjunto de rodas devido ao seu design e à forma como funciona.

É assim que se parece um diferencial moderno da Torsen.

A propósito, quase todos Carros Hummer use um diferencial Torsen entre os eixos dianteiro e traseiro. Ao mesmo tempo, o manual do usuário do Hummer oferece uma nova solução para o problema quando uma roda perde completamente a tração: pressione o pedal do freio. Ao aplicar o freio, o torque é aplicado nas rodas, que estão no ar, e depois transferido para as rodas, que poderão tirar o carro da “bagunça”.

O diferencial tem duas funções:

• transferência de energia do motor para as rodas, permitindo-lhes girar em diferentes velocidades;
• redução da relação de transmissão do motor para as rodas;

Para um carro com tração dianteira, as rodas motrizes são dianteiras, para uma tração traseira, respectivamente, traseira. As rodas motrizes são conectadas entre si de tal forma que o motor ou a transmissão podem girar as duas rodas ao mesmo tempo. Outro par de rodas, vamos chamá-las de acionadas, não estão rigidamente conectadas umas às outras e podem girar independentemente uma da outra. Se o seu carro não tivesse diferencial, as rodas girariam na mesma velocidade e seria difícil virar em um carro assim. Uma roda então teria que deslizar. Com qualidade estradas modernas e pneus, vai demorar muito para fazer isso.

Um diferencial é um dispositivo que compartilha o torque de um motor, permitindo que cada roda gire em uma velocidade diferente. O diferencial é aplicado em todas carros modernos e caminhões, bem como muitos veículos com tração nas quatro rodas. Nos veículos com tração integral, o diferencial é colocado no par de rodas dianteiro e traseiro, já que cada par é líder. Por um tempo sistemas de tração nas quatro rodas não tinha um diferencial entre as rodas dianteiras e traseiras.

Diferencial aberto.
Começaremos com o tipo mais simples de diferencial cujo nome é diferencial aberto.
Quando o carro está dirigindo em linha reta na estrada, as duas rodas motrizes giram na mesma velocidade. A engrenagem motriz gira a engrenagem acionada, na qual os satélites são fixados. Quando o veículo está se movendo em linha reta, nenhum dos satélites gira em torno de seu eixo.
Observe que o número de dentes no eixo de transmissão é menor que roda dentada... Você pode ter ouvido um termo como Razão eixo traseiro... Se a relação de engrenagem for de 4 a 10, significa que o número de dentes na engrenagem do pinhão está relacionado ao número de dentes na roda dentada como 4 a 10.
Quando o carro gira, as rodas giram em velocidades diferentes.
Na animação acima, você pode ver que ao girar, os satélites começam a girar, permitindo que as rodas se movam em velocidades diferentes.

Diferencial e tração.
Um diferencial aberto sempre gera o mesmo torque para cada roda.
Existem dois fatores que determinam quanto torque será aplicado à roda:

• aperto da roda;
• Poder do motor;

Quando a estrada está seca e a aderência da roda é boa, o torque a ser aplicado à roda determina o motor e a caixa de câmbio. Se a aderência da roda for fraca, por exemplo no gelo, a quantidade de torque será limitada a um número em que as rodas não escorreguem. Assim, mesmo com torque suficiente do motor, é necessário garantir uma boa tração.

Em gelo fino.
Ao conduzir no gelo, para que as rodas não escorreguem no início, é necessário arrancar a partir da segunda ou mesmo da terceira. Isso transfere menos torque para as rodas.
E o que vai acontecer se um roda motriz será no chão, e o segundo no gelo? Há um problema em uma máquina com diferencial aberto.
Deve ser lembrado que um diferencial aberto transmite o mesmo torque para ambas as rodas. A quantidade máxima de torque será limitada pelo torque que pode ser aplicado a uma roda no gelo, que é muito pequena e uma roda com boa tração receberá o mesmo torque. Como resultado, o carro se moverá muito lentamente.
SUV.
Um diferencial aberto pode criar muitos inconvenientes ao dirigir em terrenos acidentados. Mesmo que o carro seja todo dirigido e tenha um diferencial aberto, ele ainda pode travar. Se um da frente ou rodas traseiras vai decolar do chão e vai girar no ar e será impossível se mover.
A solução para este problema é um diferencial de deslizamento limitado. O diferencial de deslizamento limitado usa vários mecanismos para garantir um diferencial de velocidade normal. Quando uma das rodas desliza, esse torque é transferido para a outra roda.
Acoplamento viscoso.
O acoplamento viscoso é freqüentemente usado em veículos com tração nas quatro rodas. Geralmente é usado para conectar a frente e par traseiro rodas, enquanto se as rodas dianteiras começam a patinar, o torque é transmitido para as rodas traseiras e vice-versa.
O acoplamento viscoso tem dois conjuntos de placas dentro de um invólucro vedado que é preenchido com líquido, conforme mostrado acima. Cada conjunto de placas é conectado a um eixo. Em condições normais, os dois conjuntos de placas giram na mesma velocidade no fluido.
Quando um par de rodas começa a girar mais rápido, isso indica que as rodas estão escorregando. O conjunto de placas correspondente a esta roda começa a girar mais rápido, mas devido às propriedades do fluido, as velocidades das placas das rodas traseiras e dianteiras tornam-se iguais. Um torque mais alto é aplicado às rodas antideslizantes.

Por exemplo, quando as rodas dianteiras de um carro escorregam, a embreagem viscosa fecha e transmite o momento para o eixo traseiro. Quando o carro está girando, a diferença de velocidade é menor do que quando uma roda está escorregando. Quanto mais rápido os discos giram em relação uns aos outros, mais torque é transmitido pelo acoplamento viscoso. A embreagem não interfere nas curvas porque a quantidade de torque durante as curvas é muito baixa. A transmissão de torque não ocorrerá até que o deslizamento comece. Um experimento simples com um ovo ajudará você a entender como funciona um acoplamento viscoso. Se você colocar um ovo na mesa da cozinha, a casca e a gema ficarão imóveis. Agora, se você desenrolar o ovo, a gema tentará alcançar a casca.
Para provar que a gema está girando, pare rapidamente o ovo e depois solte-o novamente - o ovo girará (a menos, é claro, que esteja bem cozido). Neste experimento, usamos a força de atrito entre a casca e a gema. Em um acoplamento viscoso, uma força é aplicada entre o líquido e o conjunto de pratos da mesma forma que um ovo.
Diferencial de travamento automático.
O diferencial de deslizamento limitado consiste nas mesmas peças que o aberto, além de um mecanismo elétrico, pneumático ou hidráulico adicionado para travar as duas engrenagens de saída juntas. Este mecanismo geralmente é ativado manualmente com um interruptor, após a ativação, ambas as rodas irão girar na mesma velocidade. Se uma roda sair do chão, a outra continuará a girar como se nada tivesse mudado.
Diferencial Torsen - limpo dispositivo mecânico e não contém produtos eletrônicos ou líquidos viscosos. Assim que uma roda perde tração, o sistema amarra as rodas. Por exemplo, se um diferencial Torsen for projetado com uma proporção de 5: 1, isso permite cinco vezes a carga em uma roda com boa tração. Torsen não equaliza o torque nas rodas, mas o direciona para o eixo mais “carregado”.

Quando o carro está em movimento, o torque é transmitido de e, através da engrenagem principal e diferencial, para as rodas motrizes. permite aumentar ou diminuir o torque transmitido e ao mesmo tempo reduzir e aumentar consequentemente a velocidade de rotação das rodas. A relação de transmissão na engrenagem principal é selecionada de tal forma que o torque máximo e a velocidade de rotação das rodas motrizes estão nos valores mais ideais para carro específico... Além disso, a direção final é frequentemente objeto de ajuste do carro.

Dispositivo de direção final

Basicamente, o comando final nada mais é do que uma engrenagem redutora, na qual a engrenagem motriz é conectada a eixo secundário O posto de controle, e aquele dirigido - com as rodas do carro. Modelo conexão dentada as engrenagens principais diferem nos seguintes tipos:

• cilíndrico - na maioria dos casos, é usado em carros com arranjo transversal e caixas de câmbio e tração dianteira;
• cônico - é usado muito raramente, pois tem grandes dimensões e alto nível barulho;
• hipóide - a variedade mais exigida engrenagem principal, que é usado na maioria dos carros com Tração Traseira... A engrenagem hipóide é pequena e nível baixo barulho;
• worm - praticamente não utilizado em automóveis devido à laboriosidade de fabricação e alto custo.

Também é importante notar que os veículos com tração dianteira e traseira têm localização diferente engrenagem principal. V veículos com tração dianteira com uma disposição transversal do posto de controle e unidade de energia, o comando final cilíndrico está localizado diretamente na caixa da caixa de engrenagens.

Em carros com tração traseira clássica, a tração final instalado na carcaça do eixo motor e é conectado à caixa de engrenagens por meio de. Para o funcional transmissão hipóide carro com tração traseira também inclui uma rotação de 90 graus devido às engrenagens cônicas. Apesar de Vários tipos e a localização, a finalidade da engrenagem principal permanece inalterada.

Carro diferencial

Carro diferencial na maioria das vezes combinado com a engrenagem principal e localizado, respectivamente, na carcaça da caixa de câmbio ou na carcaça do eixo traseiro. No entanto, um diferencial também pode ser instalado entre os eixos de tração de um veículo com tração integral. O diferencial é e se divide nos seguintes tipos:

• chanfrado - na maioria dos casos é instalado junto com a engrenagem principal entre as rodas de um eixo motriz;
• cilíndrico - mais frequentemente usado para desacoplar eixos principais veículos com tração nas quatro rodas;
• sem-fim - é universal e é instalado tanto entre as rodas quanto entre os eixos motores.

O principal objetivo do diferencial é distribuir o torque entre as rodas do carro e alterar sua frequência de rotação entre si. Por exemplo virar o carro sem diferencial seria simplesmente impossível, uma vez que ao girar, a roda externa deve necessariamente girar em uma frequência mais alta do que a interna.

Os diferenciais são simétricos e assimétricos. O diferencial simétrico transmite torque igual para ambas as rodas e é mais frequentemente instalado em conjunto com o comando final. Um diferencial assimétrico permite a transmissão de torque em diferentes proporções e é definido entre eles.

O diferencial consiste em uma carcaça, engrenagens de pinhão e engrenagens laterais. O corpo é geralmente alinhado com a engrenagem acionada do comando final. As engrenagens do pinhão desempenham o papel de uma engrenagem de redução planetária e conectam as engrenagens laterais à caixa do diferencial. As engrenagens de meio eixo (sol) são conectadas às rodas motrizes por meio de semieixos em juntas estriadas.

Com todas as vantagens do diferencial mais simples também há uma desvantagem... O fato é que a velocidade pode ser distribuída às rodas não apenas em uma proporção, por exemplo, 50/50, 40/60 ou 35/65, mas também 0/100. Ou seja, absolutamente todo o torque pode ser transmitido para uma roda do carro, enquanto a segunda roda ficará absolutamente estática. Isso acontece se o carro ficar preso na lama ou no gelo.

mas diferenciais modernos mais perfeito e praticamente desprovido dessa desvantagem. Muitos diferenciais têm travas automáticas ou manuais rígidas. Além disso, os automóveis de passageiros modernos com tração nas quatro rodas são equipados com um sistema estabilidade direcional, que se baseia na distribuição ideal de torque entre os eixos e as rodas individuais, dependendo da trajetória.

No caso de um carro, o diferencial é responsável por distribuir o torque entre as rodas motrizes e também permite que as rodas girem em diferentes velocidades angulares sob certas condições.

Leia neste artigo

Onde está o diferencial no dispositivo de transmissão do veículo, tipos de diferenciais

Como você sabe, os carros têm tração dianteira, tração traseira e tração nas quatro rodas. Quanto à localização do diferencial:

• se o acionamento é implementado nas rodas dianteiras, o diferencial está em si;
• em um carro com tração traseira, o diferencial é instalado na carcaça do eixo traseiro;
• em carros com tração nas quatro rodas para acionar as rodas motrizes, o diferencial está localizado nos eixos dianteiro e traseiro, e para acionar os eixos motrizes, o mecanismo é instalado em caixa de transferência(folheto).

Os diferenciais também são diferenciais entre eixos e entre eixos. Se o diferencial for usado para conduzir as rodas motrizes, é diferencial interwheel... O diferencial central está localizado entre os eixos de tração para veículos com tração nas quatro rodas.

Quanto ao dispositivo e características de design, o diferencial é baseado em uma caixa de engrenagem planetária. Dado o tipo engrenagem, que é usado na caixa de câmbio, o diferencial (caixa de câmbio) pode ser: cônico, cilíndrico, sem-fim. Agora vamos examinar mais detalhadamente o projeto e o princípio de operação do diferencial.

Dispositivo diferencial e princípio de operação

Vamos começar com o primeiro tipo. Um diferencial chanfrado freqüentemente funcionará como um diferencial de eixo cruzado. Um diferencial cilíndrico é normalmente encontrado na tração nas quatro rodas e é colocado entre os eixos. O diferencial sem-fim é universal, o que permite colocar o mecanismo tanto entre as rodas como entre eixos.

Neste caso, o mais comum é o diferencial de chanfro, e elementos básicos seus projetos são ativamente utilizados no dispositivo de outros tipos de diferenciais. Por esta razão, considere o projeto e o princípio de operação do diferencial de chanfro como um exemplo.

• Então, o diferencial de chanfro, como mencionado acima, é na verdade engrenagem planetária... O projeto inclui engrenagens de meio eixo e satélites, que estão localizados na carcaça (capa do diferencial).

O torque é transmitido para a carcaça a partir da engrenagem principal, em seguida, através dos satélites, é transmitido para as engrenagens laterais. Além disso, a engrenagem acionada por engrenagem principal é fixada ao corpo (montagem rígida). Os eixos são instalados no corpo, os satélites giram nos eixos.

Os próprios satélites, que executam a função da engrenagem planetária, permitem que o corpo e as engrenagens laterais sejam conectadas. Levando em consideração quanto torque precisa ser transmitido, 2 ou 4 quatro satélites podem ser integrados no projeto do diferencial.

As engrenagens solares (engrenagens de meio eixo) transmitem torque às rodas motrizes do veículo. A transmissão é feita pelos semieixos, a conexão das engrenagens do semieixo e dos semieixos é feita através das ranhuras.

As engrenagens de meio eixo podem ser esquerda e direita, com o mesmo ou diferente número de dentes. Se o número de dentes for o mesmo, então é um diferencial simétrico, um número diferente de dentes na engrenagem esquerda e direita é usado no dispositivo diferencial assimétrico.

No primeiro caso, um diferencial simétrico permite que o torque seja distribuído igualmente ao longo dos eixos, independentemente da magnitude das velocidades angulares das rodas motrizes.

Esse diferencial é usado para instalação entre as rodas (diferencial de eixo transversal simétrico). Um diferencial assimétrico é capaz de compartilhar o torque em uma proporção ou outra. Este recurso permite que seja usado entre eixos motrizes.

Agora, vamos passar aos princípios do diferencial. Em primeiro lugar, o diferencial simétrico opera em três modos principais. O primeiro modo é dirigir em linha reta, o segundo é dirigir em uma curva, o terceiro é dirigir em estradas com pouca aderência (lama, gelo, etc.).

Quando o carro está indo em frente, as rodas experimentam a mesma resistência. Há uma transferência de torque da engrenagem principal para a caixa do diferencial. Os satélites se movem junto com o corpo, que, por sua vez, transfere o torque para as rodas motrizes.

Considerando que a rotação dos satélites nos eixos não ocorre, o movimento das engrenagens do meio eixo é realizado com igual velocidade angular, a frequência de rotação das engrenagens esquerda e direita é igual à frequência de rotação da engrenagem acionada da unidade principal.

No entanto, se o carro entrar em uma curva, a roda que está mais perto do centro (tração interna) é carregada mais e começa a sentir mais resistência em comparação com a roda externa (mais distante do centro da curva).

Como resultado de um aumento na carga, a engrenagem do meio eixo interno retarda um pouco a rotação, e isso faz com que os satélites comecem a girar em torno de seu eixo. Essa rotação dos satélites leva a um aumento na velocidade de rotação da engrenagem do meio eixo externo.

• Na prática, a capacidade de mover as rodas motrizes em diferentes velocidades angulares torna possível virar sem escorregar. A propósito, o torque ainda é distribuído igualmente nas rodas motrizes.

Se o carro parar na lama, neve ou gelo, uma roda experimenta mais resistência do que a outra. Nesse caso, o diferencial (devido ao seu design) inicia uma rotação acelerada da roda deslizante, enquanto a outra roda desacelera.

Porém, a tração insuficiente com um revestimento não permite a obtenção de um grande torque na roda deslizante, e a peculiaridade do diferencial simétrico também impedirá o desenvolvimento de o momento certo na outra roda. Freqüentemente, neste caso, o carro simplesmente não consegue continuar o movimento.

A saída é a necessidade de aumentar o torque na roda, que não escorrega. Para fazer isso, o diferencial deve estar bloqueado. Por este motivo, os SUVs têm oportunidade adicional bloqueio do diferencial, enquanto carros de passageiros e até mesmo alguns SUVs econômicos modernos são privados desta função.

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O diferencial é o dispositivo que controla a distribuição torque do eixo de entrada para a saída, enquanto a velocidade de cada elemento individual pode ser diferente. O mecanismo é amplamente utilizado na indústria automotiva.

Os diferenciais diferem de acordo com o local de instalação, finalidade e características do projeto:

1. Os carros com tração por eixo único usam apenas um diferencial, denominado diferencial de eixo cruzado. Sua necessidade se deve ao fato de que as rodas externas e internas percorrem distâncias diferentes ao girar o veículo.
2. Carros com acionamentos 6 × 6 ou 8 × 8 contêm um diferencial adicional entre as transportadoras no design.
3. Nos modelos de tração integral, até três diferenciais são instalados: duas rodas interwheel e uma intereixo.

Falaremos com mais detalhes sobre como funciona o diferencial de centro e que tipo de diferencial de centro pode ser em geral.

O propósito do diferencial central

O diferencial central é projetado para distribuir o torque entre os eixos motores do veículo e permitir que eles girem em diferentes velocidades angulares. Essa necessidade é causada por condição simples tráfego em superfícies irregulares, quando o peso morto da estrutura pressiona o eixo, que está em uma posição mais baixa. Então, ao dirigir em declive, uma parte significativa do momento é fornecida para rodas traseiras... Inversamente, no caso de uma descida.

O dispositivo diferencial central é normalmente instalado na caixa de transferência do veículo. O diferencial central pode ser simétrico ou assimétrico. O primeiro distribui o torque entre os eixos igualmente, e o segundo - em uma certa proporção.

Além disso, existe um diferencial central sem mecanismo de travamento, o que permite que os eixos girem em diferentes velocidades, além de um diferencial autotravante ou com mecanismo fechadura manual, que distribui à força o torque entre os semi-eixos de tração, dependendo do condições de estrada... Neste caso, o bloqueio forçado do diferencial central implica o desengate total ou parcial do diferencial, proporcionando uma conexão rígida da frente e semi-eixos traseiros entre eles mesmos.

Na maioria das vezes para implementação completa Um diferencial de travamento automático é usado para as capacidades de tração nas quatro rodas do carro, que podem ter três tipos de designs e diferentes princípios de operação, respectivamente.

Projeto e princípio de operação de um diferencial central de travamento automático

Portanto, existem três tipos de diferencial central de autotravamento:

• embreagem viscosa;
• tipo de bloqueio Torsen;
• embreagem de fricção.

Diferencial central com acoplamento viscoso

O diferencial central do acoplamento viscoso é um projeto de engrenagem cônica simétrica planetária. Este design assume um controle acoplamento viscoso, que consiste nos seguintes elementos:

1. quadro;
2. eixo de habitação;
3. eixo de transmissão;
4. eixo acionado;
5. discos;
6. engrenagem lateral;
7. selos.

A embreagem em seu design tem uma cavidade hermeticamente selada preenchida com uma mistura de óleo de silicone de ar. A cavidade é cineticamente conectada a dois pacotes de discos, que são conectados a ambos os semi-eixos.

Princípio da Operação:

No movimento direto em uma superfície plana e com velocidade constante o diferencial central transmite o torque do motor para os eixos motrizes dianteiro e traseiro em uma proporção de 50 a 50. Se um dos conjuntos de discos começar a girar mais rápido do que o outro, a pressão na cavidade vedada da embreagem aumenta e começa a frear mecanicamente (ou seja, bloquear) este pacote, equalizando assim velocidades angulares rotação.

Os exemplos a seguir podem explicar facilmente por que um diferencial de centro viscoso é necessário:

• Em caso de partida veículo em uma superfície escorregadia, o que leva a um forte escorregamento das rodas dianteiras, devido a um aumento significativo na pressão da embreagem. Como resultado, muito mais torque é fornecido às rodas traseiras.
• Distribuição do momento a favor tração dianteira ocorre no caso de uma forte aceleração do carro em uma superfície escorregadia. Em tal situação, o centro de gravidade se desloca para a frente e o eixo dianteiro se torna o eixo principal.

O projeto com acoplamento viscoso tornou-se difundido devido à simplicidade do projeto e ao seu baixo custo. As desvantagens incluem a falta de uma função de bloqueio manual, a possibilidade de superaquecimento durante a operação de longo prazo, incompleta bloqueio automático, conversão de uma parte significativa da energia cinética em calor.

Diferencial de centro tipo Torsen

O projeto da unidade de trabalho deste sistema consiste nas seguintes unidades:

1. quadro;
2. engrenagem do meio eixo direito;
3. engrenagem do eixo esquerdo;
4. satélites das engrenagens do meio eixo direito e esquerdo;
5. eixos de saída.

Vale destacar que o diferencial da Torsen possui o design mais avançado.

Princípio da Operação:

O diferencial central da Torsen consiste em rodas sem-fim acionadas e acionadas, também chamadas de semieixo e satélites. Em tal sistema, o bloqueio ocorre devido às peculiaridades de funcionamento das engrenagens. deste tipo... V condição normal eles recebem uma certa relação de transmissão. Se as rodas tiverem uma boa tração e girarem suavemente, o diferencial funcionará da mesma forma que um simétrico. Mas assim que houver um aumento acentuado no torque, o satélite tenta começar a se mover lado reverso... A engrenagem sem-fim de meio eixo está sobrecarregada e os eixos de saída estão travados. Nesse caso, o excesso de torque do motor é transferido para o outro eixo. Grau máximo redistribuição de impulso para Diferenciais Torsen- 75 a 25.

A versão mais famosa deste sistema é o Torsen. Audi quattro... É um dos mecanismos mais populares na construção de veículos modernos com tração nas quatro rodas. Seu vantagens inegáveis são uma ampla gama de ultrapassagem de torque, velocidade de resposta instantânea e nenhum impacto negativo sobre sistema de travagem... Mas as desvantagens incluem a complexidade do design com todas as consequências associadas.

Diferencial central com embreagem de fricção

O bloqueio da embreagem de fricção é seriamente superior aos projetos descritos acima, porque há uma opção para bloqueios de diferencial manuais e automáticos. Estruturalmente, é muito semelhante ao acoplamento viscoso e difere apenas nos principais elementos de trabalho.

1. quadro;
2. eixo de habitação;
3. eixo de transmissão;
4. eixo acionado;
5. discos de fricção;
6. selos.

Princípio da Operação:

O princípio de funcionamento de um diferencial central deste tipo é bastante simples. Com um movimento uniforme e suave, as velocidades angulares são distribuídas igualmente entre os eixos. Se um dos semi-eixos começar a girar a uma velocidade maior, os discos de fricção se aproximam e diminuem a velocidade devido às forças de atrito.

No entanto, devido à complexidade dos recursos de design e manutenção diferenciais de fricção não usado pelos fabricantes veículos de produção apesar de suas vantagens óbvias. Além disso, uma desvantagem tangível de tal sistema é o desgaste rápido dos elementos de trabalho, o que significa um pequeno recurso de seu trabalho.

Sistema de travamento Haldex

Mas deve-se dizer que com base no desenho do centro diferencial com embreagem de fricção em 1998, a fábrica sueca Haldex produziu seu próprio sistema alternativo. Foi baseado no trabalho de ligação eletro-hidráulica dos elementos. Este versão antiga o sistema foi mais um fracasso do que um sucesso, mas deu origem a várias modificações, a última das quais se tornou bastante popular.

Haldex Generation 4, lançado em 2007, foi um verdadeiro avanço. Os principais planos de trabalho do sistema são os discos de fricção. Por meio deles, o torque do motor é transmitido ao semieixo. Uma das inovações foi a recusa total do fabricante em usar uma bomba hidráulica como acionador de trabalho. Foi substituído por uma poderosa bomba totalmente elétrica.

Mas a mudança mais interessante foi a transformação do sistema em um sistema totalmente eletrônico. Assim, engatar a embreagem e travar os semieixos não depende mais da velocidade de rotação de uma roda individual. O sistema é controlado por meio de a unidade eletrônica gestão que recebe todos informação necessária de sensores de movimento. Além disso, um dos principais sinais para engatar a embreagem é pressionar o pedal do acelerador. A aceleração é quase sempre acompanhada por um certo deslizamento, então o bloqueio é muito útil.

Haldex 4 é chamado por muitos sistema moderno para veículos com tração integral plugável. Haldex é especialmente freqüentemente instalado em SUVs modernos com diferencial central Produção asiática. Suas principais vantagens são a simplicidade de design, confiabilidade e operação durante todo o tempo de condução. E aqui principal desvantagem- impossibilidade de transferir mais de 50% da potência para eixo traseiro rotação.