Diferencial de transmissão. Com substituição manual

Torque, gerado pelo motor combustão interna, é transmitido às rodas por meio de vários mecanismos - eixos, ranhuras e engrenagens, diferenciais. Estes últimos são do maior interesse para os amadores. direção extrema off-road, pois participam da distribuição de energia. Muitos motoristas têm pouca ideia do funcionamento desta unidade, por isso vale a pena considerar a questão do que é um diferencial em um carro, explicando sua estrutura e princípio de funcionamento.

O propósito do mecanismo

Para entender o papel do diferencial, que é utilizado em todos os tipos de veículos, é necessário considerar o projeto de uma caixa de câmbio planetária convencional, transmitindo a força de eixo cardan dois semi-eixos. O algoritmo de operação da unidade é simples:

1. O cardan gira a haste com uma engrenagem helicoidal na extremidade.
2. Da haste, uma grande engrenagem planetária gira, conectada a dois semi-eixos.
3. O torque é transmitido da engrenagem planetária para os semi-eixos e as rodas fixadas nas extremidades.

Sem diferencial, a caixa de câmbio distribui igualmente o torque para os 2 eixos, com isso as rodas giram na mesma velocidade. Esta divisão é bastante adequada para movimento direto, o que na realidade é bastante raro - mesmo ao dirigir em trechos planos da estrada, o carro se desvia de uma linha reta.

Para que o carro faça uma curva perfeita, as rodas de um eixo devem girar em velocidades diferentes conforme a parte externa gira em um arco mais amplo. Uma simples caixa de câmbio que garante a mesma rotação de ambos os semi-eixos fará com que um pneu escorregue nas curvas e o outro escorregue, o que prejudica significativamente a manobrabilidade do carro.

Referência. O problema é muito relevante para SUVs com tração integral permanente. V este caso o torque é dividido não apenas entre as rodas, mas também entre os eixos que giram as caixas de câmbio dos eixos dianteiro e traseiro.

Um diferencial combinado com uma caixa de câmbio planetária é necessário para alterar as velocidades angulares das rodas direita e esquerda, dependendo da inclinação da curva. O mecanismo distribui automaticamente o torque para os semi-eixos, permitindo que os pneus das rodas façam um número diferente de rotações quando o carro se move em um arco. Sem diferencial operação normal veículo é impossível pelas seguintes razões:

• falta de controle;
• desgaste rápido dos pneus;
• desgaste acelerado das peças da caixa de engrenagens, eixos e semi-eixos.

Como funciona um diferencial livre?

Mecanismos deste tipo a grande maioria dos carros está equipada com um drive para a frente ou eixo traseiro... No primeiro caso, a unidade está localizada dentro da caixa de engrenagens, no segundo ela faz parte da caixa de engrenagens planetárias do eixo traseiro.

Projeto engrenagem planetária implica o uso de engrenagens cônicas. Existem outros tipos de caixas de engrenagens automotivas - cilíndricas, cone-cilíndricas e sem-fim.

O dispositivo diferencial de tipo livre é projetado para ser combinado com engrenagem principal... O mecanismo do eixo traseiro inclui as seguintes peças:

• uma haste com uma engrenagem de transmissão cônica conectada ao eixo da hélice;
• engrenagem planetária acionada;
• a caixa da engrenagem acionada é dotada de duas alças, onde são inseridos os eixos do pinhão;
• satélites cônicos;
• engrenagens acionadas de semi-eixos;
• rolamentos;
• caixa de engrenagens.

2 satélites estão instalados em carros de passageiros e quatro em caminhões.

Para estudar o princípio de funcionamento de um diferencial livre é proposto usando um exemplo:

1. Enquanto o carro estiver em linha reta, as rodas giram na mesma velocidade. A haste gira o “planetário” junto com os satélites fixados nele, e estes últimos permanecem estacionários e transmitem torque igual a ambos os eixos devido à pressão sobre os dentes.
2. O carro entra na curva. Os satélites girando junto com a grande engrenagem começam a girar em torno de seu próprio eixo e em direções diferentes.
3. A potência do eixo não é dividida pela metade, mas dependendo da inclinação do arco. Devido à rotação combinada dos satélites, os semi-eixos e as rodas fazem um número diferente de revoluções, a máquina supera com sucesso a curva sem escorregar e escorregar da borracha.

O diferencial é chamado de diferencial livre porque transfere mais torque para a roda, que gira com mais facilidade. É claro que nas curvas, o pneu resiste à rotação dentro do arco, então o diferencial dá mais poder outro eixo - a roda oposta está girando mais rápido.

Observação. Carros com tração nas quatro rodas e SUVs são equipados com três divisores de força diferenciais - centro a centro (instalado em caixa de transferência) e duas interwheel.

Mecanismo livre decide problema principal mas cria um lado. Quando um pneu começa a entrar em contato com uma superfície escorregadia - gelo, neve, lama, começa a escorregar. O motivo é o mecanismo diferencial, que dá a potência máxima para a menor resistência. Prevenir situações semelhantes muitos veículos têm um bloqueio do diferencial temporário.

Variedades de mecanismos

Para evitar escorregar em superfícies escorregadias ou em condições off-road, os fabricantes equipam os veículos com dispositivos diferenciais com os seguintes designs:

• mecanismo de tipo livre com bloqueio forçado da unidade;
• bloqueando parcialmente o diferencial de resistência limitada;
• autotravamento engrenagem helicoidal como Torsen.

Na primeira versão, o conjunto de engrenagem discutido acima é usado, o qual é adicionalmente equipado com um dispositivo de travamento. O sistema funciona de forma simples: se necessário, o motorista ativa o drive, que bloqueia os satélites em estacionário... O torque começa a se dividir exatamente pela metade, os eixos giram na mesma velocidade e veículo supera com sucesso a área do problema.

O bloqueio forçado do diferencial central é ativado usando várias unidades:

• mecânico - da alavanca da caixa de transferência;
• elétrico;
• pneumático;
• hidráulico.

Elementos de acionamento semelhantes são usados ​​para parar e segurar os satélites do eixo dianteiro ou traseiro.

Os fabricantes equipam carros caros com sistema de controle de tração... Ele "engana" o dispositivo diferencial de outra forma: de acordo com o sinal do sensor, que detecta a rotação rápida de uma roda, a eletrônica dá o comando para desacelerar. Então, as engrenagens satélites começam a transferir mais potência para o outro eixo e o carro para de "rodar" no lugar.

Dispositivo de alta resistência

Além dos satélites, engrenagens motriz e acionada, o diferencial aumento do atrito inclui os seguintes elementos:

• um alojamento rigidamente fixado à engrenagem planetária;
• saco de plástico discos de fricção instalado em cada semi-eixo;
• discos de aço, cujas saliências são fixadas no corpo;
• uma mola espaçadora inserida entre as engrenagens cônicas dos semi-eixos.

Aço e discos de fricção(semelhantes são usados ​​na embreagem) são instalados alternadamente, o primeiro gira com o corpo, o segundo com os eixos. A engrenagem em forma de cone é colocada nas estrias do eixo e é capaz de se mover por uma certa distância. A mola pressiona 2 engrenagens axiais opostas.

O bloqueio parcial do diferencial ocorre da seguinte forma:

1. Em uma seção seca retilínea da estrada, os satélites são estacionários e os discos giram em relação uns aos outros.
2. Quando um pneu bate área escorregadia escorregar começa. Devido ao formato cônico dos dentes, as engrenagens na lateral da roda parada começarão a se repelir.
3. A engrenagem do eixo se moverá e comprimirá o pacote de discos. Uma força de atrito surgirá, forçando o eixo a girar junto com o corpo diretamente do "planetário" contornando os satélites.

Tal dispositivo ajusta independentemente o grau de bloqueio - quanto mais lento um pneu com boa aderência gira, mais os discos são comprimidos e mais torque é fornecido.

Engrenagens de travamento automático Torsen

O princípio de operação desses mecanismos é baseado em um recurso par de vermes: a engrenagem é capaz de transmitir rotação ao satélite, mas a ação reversa é impossível. Todas as engrenagens, incluindo satélites, são feitas na forma de cilindros com dentes oblíquos arqueados. No total, o mecanismo usa 3 pares de satélites sem-fim instalados ao redor das engrenagens dos semi-eixos.

O diferencial de travamento automático funciona assim:

1. Durante o movimento retilíneo, os satélites sem-fim se comportam de forma semelhante aos cônicos - eles não giram, mas giram os eixos da engrenagem principal.
2. Nas curvas, o número de rotações de um semi-eixo aumentará e dará rotação aos pares de satélites - a potência começará a ser distribuída de maneiras diferentes.
3. Uma vez que cada par de satélites está interconectado por uma engrenagem reta, o escorregamento de uma das rodas é excluído. O eixo é capaz de girar seu próprio satélite, que gira o vizinho, que não consegue mais girar o segundo semieixo. O mecanismo trava automaticamente.

O dispositivo Torsen é o mais confiável e avançado, mas muito caro, portanto, é instalado em carros configuração máxima... No resto, são usados ​​mecanismos mais acessíveis de maior atrito.

Entre os fãs da direção off-road extrema, é conhecido a maneira mais simples evitar escorregar - bloquear diferencial traseiro por soldagem. Os satélites são firmemente soldados aos eixos e estão sempre estacionários. Verdade, carros semelhantes destinam-se apenas à condução no solo e na neve - é muito inconveniente e caro operá-los em superfícies duras.

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;
• nos carros com tração integral, o diferencial está localizado nos eixos dianteiro e traseiro para acionamento das rodas motrizes e, para acionamento dos eixos motrizes, o mecanismo é instalado na caixa de transferência (caixa de transferência).

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 está baseado em redutor planetário... Levando em consideração o tipo de engrenagem que é utilizada 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 geralmente encontrado em 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.

• Portanto, o diferencial chanfrado, como mencionado acima, é na verdade uma caixa de engrenagens 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 implementam a função da engrenagem planetária, permitem que você conecte o corpo e as engrenagens laterais. 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 ocorre através dos 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 e 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.

Levando em consideração que a rotação dos satélites nos eixos não ocorre, o movimento das engrenagens do meio eixo é realizado com velocidade angular igual, a velocidade de rotação das engrenagens esquerda e direita é igual à velocidade 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 para as 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.

No entanto, a aderência 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 dessa função.

Leia também

O dispositivo e o princípio de funcionamento de uma transmissão mecânica. Visualizações caixas mecânicas(dois eixos, três eixos), recursos, diferenças

Seu principal objetivo é distribuir, alterar e transmitir torque e, se necessário, fornecer rotação de dois consumidores com velocidades angulares diferentes.

O diferencial de eixo cruzado é um diferencial projetado para conduzir as rodas motrizes, se for instalado entre os eixos motrizes em carro com tração nas quatro rodas- Distância do centro.

Normalmente, o diferencial do veículo está localizado nos seguintes locais:

• Eixos de tração em um veículo com tração nas quatro rodas - na caixa de transferência
• Movimentação das rodas motrizes em um veículo com tração integral - na carcaça do eixo dianteiro e traseiro
• Condução das rodas motrizes em um veículo com tração dianteira - na caixa de câmbio
• Tração das rodas motrizes em um veículo com tração traseira - carcaça do eixo traseiro

O diferencial é baseado em uma caixa de engrenagens planetária. Usado na visão da caixa de câmbio transmissão de engrenagem convencionalmente divide o diferencial nos três tipos a seguir:

• Minhoca
• Cilíndrico
• Cônico

O diferencial sem-fim é o diferencial mais versátil e pode ser instalado tanto entre os eixos quanto entre as rodas. O tipo cilíndrico é geralmente localizado em carros entre os eixos. O tipo cônico é usado principalmente como interwheel.

Também é feita uma distinção entre diferenciais de veículos assimétricos e simétricos. O tipo assimétrico é instalado entre dois eixos motrizes e permite a transmissão de torque em diferentes proporções. O tipo simétrico, via de regra, é instalado nos comandos finais e permite que um torque igual seja transmitido às duas rodas.

Dispositivo diferencial automotivo

Os principais elementos do diferencial são:

• Engrenagens de meio eixo
• Engrenagens de satélites
• Quadro

Diagrama do diferencial do carro com tração dianteira:
1 - roda dentada acionada da transferência principal; 2 - um fragmento da engrenagem motriz da engrenagem principal; 3 - eixo dos satélites; 4 - satélite; 5 - caso diferencial; 6 - eixo flangeado direito; 7 - caixa de espanque; 8 - cônico rolamento de rolo; 9 - engrenagem semi-axial; 10 - eixo flangeado esquerdo; 11 - um fragmento da caixa da caixa de engrenagens.

As engrenagens dos satélites, em seu princípio de funcionamento, assemelham-se a uma caixa de engrenagens planetárias e são utilizadas para conectar o corpo e a engrenagem do meio eixo. Os últimos, por sua vez, são conectados por meio de ranhuras com rodas motrizes. V vários designs quatro ou dois satélites são usados, em carros de passageiros a segunda opção é usada com mais frequência.

Capa ou alojamento diferencial - seu principal objetivo é transmitir o torque da engrenagem principal para as engrenagens laterais através dos satélites. Dentro dele estão os eixos de rotação dos satélites.

Engrenagens solares ou de meio eixo - projetadas para transmitir o torque por meio de semieixos às rodas motrizes. As engrenagens esquerda e direita podem ter o mesmo número de dentes ou um número diferente de dentes. Por sua vez, as engrenagens com número diferente os dentes são usados ​​para formar um diferencial assimétrico, e com o mesmo número - para um simétrico.

Como funciona o diferencial do carro

O diferencial funciona da seguinte forma: ao girar uma das rodas motrizes do carro, a segunda começará a girar no sentido oposto, mas a condição de imobilidade do eixo da hélice deve ser atendida. Nesse caso, as estélites giram em seus eixos, desempenhando o papel de uma engrenagem.

Se você ligar o motor e engatar a embreagem e qualquer uma das marchas, ele começará a girar eixo cardan, transmitindo seu torque através das engrenagens cilíndricas e cônicas para a caixa do diferencial.

Assim, enquanto o carro se move em uma trajetória curva, uma roda desacelera, a segunda, ao contrário, aumenta a velocidade. Como resultado, o giro e o escorregamento da roda são eliminados e cada roda gira na velocidade necessária para um movimento seguro.

Quando o carro está se movendo em linha reta, nada de especial acontece e o diferencial transmite o torque para as duas rodas na mesma proporção. As engrenagens de semieixo giram na mesma velocidade angular, pois os satélites, neste caso, estão estacionários.

Ao dirigir em superfícies escorregadias, o diferencial tem um desvantagem significativa- pode causar uma derrapagem lateral da máquina, pois a força de tração na roda deslizante é baixa e ela começa a girar em marcha lenta.

Os diferenciais de carro mais simples têm outra desvantagem. Se sujeira ou outros elementos estranhos entrarem entre as ranhuras, o torque pode ser transmitido em uma proporção diferente, mesmo de 0 a 100. Assim, uma roda permanecerá em uma posição completamente estática.

Os modelos modernos são praticamente desprovidos dessa desvantagem. Seu dispositivo é manual ou automático mais rígido. Além disso, em muitos carros carros modernos sistemas de estabilização são instalados e estabilidade direcional, permitindo otimizar a distribuição de torque em função da trajetória do veículo.

Como funciona o diferencial - vídeo:

Só isso, agora você conhece o dispositivo do diferencial.

Neste artigo, falaremos sobre o dispositivo da marcha principal e para que serve o diferencial do carro, seus principais defeitos.

Para que é necessário?

Vamos dar uma olhada nas pegadas deixadas pelas rodas molhadas do carro nas curvas. Olhando para essas trilhas com interesse, você pode ver que a roda externa do centro de rotação percorre um caminho muito mais longo do que a interna.

Se o mesmo número de rotações fosse transmitido para cada roda, girar o carro, sem traços pretos, seria impossível. Conseqüentemente, qualquer carro possui um certo mecanismo que lhe permite fazer curvas sem "puxar" rodas de borracha no asfalto. E esse mecanismo é chamado de diferencial.

O diferencial do carro é projetado para distribuir o torque entre os semi-eixos das rodas motrizes ao virar o carro e ao dirigir em estradas irregulares. O diferencial permite que as rodas girem em diferentes velocidades angulares e percorram caminhos diferentes sem escorregar em relação à superfície da estrada.

Estruturalmente, o diferencial é feito em uma unidade em conjunto com a engrenagem principal e compreende:

• duas engrenagens de semiaxos
• duas engrenagens de satélites

Falhas graves

Ruído ("uivo" da marcha principal) ao dirigir alta velocidade ocorre por desgaste das engrenagens, seu ajuste incorreto ou pela ausência de óleo no cárter da engrenagem principal. Para eliminar o mau funcionamento, é necessário ajustar a engrenagem das engrenagens, substituir peças gastas, restaure o nível de óleo.

O vazamento de óleo pode ocorrer através de vedações de óleo e conexões soltas. Para eliminar o mau funcionamento, substitua os retentores de óleo e aperte os parafusos.

Como funciona o serviço?

As peças de fricção e os dentes da engrenagem, inclusive, devem ser constantemente lubrificados. Portanto, o óleo é derramado no cárter do eixo traseiro (para carros com tração traseira) ou no cárter do bloco - caixa de câmbio, engrenagem principal, diferencial (para carros com tração dianteira), cujo nível deve ser monitorado periodicamente. O óleo no qual as engrenagens funcionam tem tendência a "vazar" através de vazamentos nas juntas e através de retentores gastos.

Se você suspeitar que há algum problema com a transmissão, levante uma das rodas motrizes do veículo com um macaco. Dê partida no motor e, engatado, faça a roda girar. Veja tudo o que está girando, ouça tudo que faça sons suspeitos. Em seguida, levante a roda do outro lado. No aumento de ruído, vibrações e vazamentos de óleo - comece a procurar uma oficina mecânica.

Muitos que vão comprar um SUV, na hora de escolher certo modelo, é claro, poderia encontrar o termo "bloqueio do diferencial". Mas o que é isso? Assim? E qual é o princípio de funcionamento e a necessidade desse mesmo diferencial? Como mostra a prática, nem todos os futuros "motoristas de jipe" sabem.

Neste artigo, vamos falar sobre como qual é o diferencial e por que ele está no carro. Em que variedades ele vem e em quais carros pode ser instalado?

História diferencial

O aparecimento do diferencial em mundo automotivo não demorou a chegar. Poucos anos depois, os primeiros carros com motor de combustão interna (ICE) começaram a sair da linha de montagem. Afinal, por muito tempo as coisas não eram tão agradáveis ​​como agora, e as primeiras amostras de automóveis, que funcionavam com a ajuda de um motor, eram muito mal controladas.

As rodas localizadas no mesmo eixo giraram na mesma velocidade angular durante a curva, e isso já levou ao fato de que a roda ao longo do diâmetro externo escorregou fortemente. Resolvemos esse problema de forma bastante simples: pegando emprestado um diferencial dos vagões a vapor.

Este mecanismo foi inventado na França em 1828 anos engenheiro Oliver Pecke-Rom. Era um dispositivo que consistia em eixos e engrenagens. Por meio dele, o torque do motor de combustão interna foi transmitido para as rodas motrizes, mas aconteceu outro problema - as rodas começaram a patinar, perdendo aderência ao asfalto. Isso costuma se manifestar durante a condução em uma estrada com áreas geladas.

A roda que estava no gelo girou com mais velocidade do que uma roda, que permaneceu em uma superfície mais adequada para o movimento. Isso levou à derrapagem. A partir daí, os projetistas começaram a pensar em como ajustar o diferencial para que as rodas girassem na mesma velocidade, evitando o aparecimento de derrapagens.

A primeira pessoa a experimentar um diferencial de deslizamento mínimo foi ninguém menos que Ferdinand Porsche. Demorou pelo menos três anos... Eles foram equipados com os primeiros modelos de carros da marca. Ao longo das próximas décadas, os engenheiros desenvolveram diversos tipos de diferenciais, dos quais falaremos a seguir.

Princípio de operação e dispositivo

Vamos começar com o tipo de diferencial mais fácil de considerar - o diferencial aberto. Começaremos com o tipo mais simples de diferencial denominado diferencial aberto. Então, O design diferencial inclui as seguintes partes:

- Eixo de transmissão. Sua tarefa é transmitir torque. O eixo o conduz desde a transmissão até o início do diferencial.

- Engrenagem de transmissão do eixo de transmissão. Uma engrenagem em forma de cone helicoidal, necessária para engatar mecanismos diferenciais.

- Engrenagem da coroa. O elemento escravo. Ele também tem a forma de um cone e gira por uma engrenagem motriz. O acionamento combinado e a engrenagem acionada são chamados de acionamento final. Ele serve na fase final para diminuir a velocidade de rotação, que acaba chegando às rodas. O tamanho da engrenagem de acionamento é muito inferior ao da coroa portanto, para realizar uma revolução do escravo, a primeira precisa fazer mais de uma revolução em torno de seu eixo.

- Engrenagens semiexis. Estão A última fronteira transmissão da rotação do eixo de transmissão às rodas.

- SatélitesÉ um mecanismo planetário que desempenha um papel fundamental na garantia de diferentes velocidades angulares das rodas ao girar.

Quando você dirige em linha reta em seu carro, toda a engrenagem diferencial gira na mesma velocidade: eixo de entrada gira na mesma velocidade que os semieixos, respectivamente, as próprias rodas giram na mesma velocidade. Mas assim que você gira o volante, a situação muda radicalmente instantaneamente. Os principais jogadores são agora satélites se projetam, que são desbloqueados sob a influência da diferença nas cargas das rodas quando, por exemplo, uma roda começa a escorregar e, portanto, se move mais rápido.

Toda a potência do motor passa diretamente por eles. E como resultado do fato dos satélites serem duas engrenagens, que são independentes, então diferentes velocidades de rotação são transmitidas aos dois semi-eixos. Mas o poder não é dividido igualmente, mas transmitido para a roda que se move borda externa girando a máquina... Consequentemente, ele começa a girar muito mais rápido devido ao aumento quantitativo da velocidade. E a diferença na distribuição de força entre as rodas é quanto maior, quanto menor o raio de giro do carro, ou seja, quanto mais você gira o volante.

O que é uma fechadura diferencial e como funciona

Bloqueio diferencial- este é um dos as formas mais eficazes melhorias desempenho off-road carro. Qualquer carro que se destine direta ou indiretamente ao off-road é equipado pelos projetistas na fábrica com um mecanismo que trava o diferencial central. Além disso, os carros são equipados com mecanismos que bloqueiam os eixos dianteiro e traseiro.

Bloqueando este mecanismo, como qualquer solução tecnológica, tem suas vantagens e desvantagens. Para entender quando é necessário usar uma trava de diferencial e quais casos simplesmente proíbem seu uso, é preciso entender os princípios em que se baseia sua ação.

Tente fazer um salto longo a partir do local no inverno com neve. Sim. Mas não funciona, mas tudo porque um de seus pés estava em uma superfície escorregadia de gelo e o outro em asfalto seco. Foi por isso que não deu certo fazer o campeão pular. Uma perna escorregou debaixo de você, e o cérebro não se orientou a tempo e não deu o comando para aplicar toda a força necessária para empurrar a outra perna. O resultado desta experiência é bastante engraçado e cômico: suas pernas se separaram e você quase desabou no quinto ponto.

Então, o que pode ser feito neste caso para que ambas as pernas tenham a oportunidade de se levantar do chão com perfeição? E tudo é muito, muito simples. Você só precisa transformar duas pernas de corrida em uma, amarrando-as firmemente com um cinto ou arnês forte. Eles agora funcionarão como uma unidade e utilizarão a força máxima de empuxo de uma superfície estável e de boa aderência. Um processo semelhante ocorre em um carro no momento da interação de suas rodas motrizes com a estrada.

Vamos imaginar uma situação em que carro com tração traseira parou aleatoriamente de forma que sua roda esquerda estava em uma superfície escorregadia e sua roda direita estava no asfalto. Como você sabe, diferencial de centro de baixa fricção padrão que está ligado eixo traseiro O carro sempre fornece as rodas com a mesma força circunferencial. A roda esquerda no gelo não consegue se mover de uma superfície escorregadia com grande força devido à falta de tração.

E por isso o diferencial não é poder proporcionar a ele um grande esforço, já que isso é simplesmente impossível fisicamente. E neste caso uma força semelhante será aplicada à roda, que está localizado em uma superfície asfáltica. Ele uniformizará as forças que são distribuídas entre as rodas, com foco na roda esquerda.

Como resultado, o carro se moverá com uma derrapagem, mas lentamente. Suas rodas não conseguirão usar a força suficiente para empurrar, o que seria necessário para agarrar a roda direita, que nessas condições não será nem mais nem menos, mas até sete vezes maior que a da esquerda. Devido a esta propriedade de distribuir a força de tração igualmente, roda direita usará apenas um sétimo de suas capacidades de tração. Em termos mais simples, o empurrão poderia ter sido sete vezes mais potente, mas o diferencial não trouxe força suficiente para realizar essa manobra.

Portanto, é necessário realizar tal conexão entre as rodas, para garantir a rotação ou deslizamento da junta, como se fosse uma única roda. Para resolver este problema, é utilizado um mecanismo especial que bloqueia a rotação das engrenagens diferenciais e conecta as duas rodas entre si por uma conexão rígida condicional com rotação constante e mesma velocidade. Esse mecanismo é chamado de "mecanismo de bloqueio diferencial (desabilitação)" ou, nas pessoas comuns - bloqueio.

Um diferencial travado não é capaz de equalizar a força entre as rodas, tornando-as conectadas por um único eixo. Como resultado, cada roda recebe a força máxima possível, necessária para a melhor tração da roda. Portanto, onde a aderência das rodas com a superfície da estrada é melhor, mais força será aplicada lá.

Quais são os diferenciais

A base do diferencial é uma caixa de engrenagens planetária. O tipo de transmissão de engrenagem que é usado pode dividir condicionalmente o diferencial em três Gentil:

- Minhoca;

Cilíndrico;

Cônico.

O diferencial sem-fim é o mais versátil e é instalado tanto entre os eixos quanto entre as rodas. O tipo cilíndrico é freqüentemente localizado em SUVs entre os eixos. O tipo chanfrado é usado principalmente como diferencial entre rodas.

Alocar o mesmo simétrico e assimétrico diferenciais. O design diferencial assimétrico se encaixa totalmente dirigir veículos entre os eixos, distribuindo o torque em diferentes proporções. O tipo simétrico transmite torque igual ao eixo entre as duas rodas. Os diferenciais também são divididos de acordo com o tipo de bloqueio:bloqueio manual e bloqueio eletrônico.

Trava diferencial manual

Como o nome sugere, o bloqueio do diferencial do eixo é ativado por iniciativa do motorista, pressionando um botão ou alternando uma determinada chave seletora. Nesse caso, as engrenagens satélites são bloqueadas, o que faz com que as rodas motrizes comecem a girar na mesma velocidade. Os veículos todo-o-terreno são frequentemente equipados com bloqueio manual do diferencial. Recomenda-se ligá-lo para superar off-road pesado e desconecte ao sair em uma estrada de asfalto regular.

Eletrônico ou Bloqueio automático diferencial

O bloqueio automático do diferencial é realizado por meio de comandos unidade eletronica controle, que analisa o estado em que está superfície da estrada usando ABS e ESP. A ECU então bloqueia automaticamente as engrenagens do satélite. De acordo com o grau de bloqueio, este dispositivo pode ser subdividido condicionalmente em um diferencial com bloqueio total e parcial.

Bloqueio total do diferencial

A inclusão de tal bloqueio implica no fato de as engrenagens satélites pararem completamente, e o mecanismo ser levado a desempenhar as funções de uma embreagem convencional, transmitindo assim um torque igual aos dois semi-eixos. Como resultado, ambas as rodas giram na mesma velocidade angular. Se acontecer de pelo menos uma roda perder aderência com a superfície, o torque dela é totalmente transferido para a outra roda, que permanece para forçar o off-road. Tal dispositivo diferencial foi implementado com sucesso em Toyota Cruzador terrestre, Mercedes-Benz G-Class e outros.

Trava diferencial parcial

Habilitar esse bloqueio não para completamente as engrenagens do satélite, mas permite que escorreguem. Este efeito está disponível graças aos diferenciais de travamento automático. Dependendo do tipo de operação desse mecanismo, ele é dividido em dois tipos: Sensível à velocidade(é usado quando uma diferença nas velocidades angulares de rotação dos semieixos é notada) e Sensível ao torque(é usado no caso de uma diminuição no torque de um semi-eixo) Este tipo de operação de dispositivo diferencial pode ser encontrado em SUVs Mitsubishi pajero, Audi Q-series e BMW X-series.

Grupo diferencial Sensível à velocidade difere na estrutura da estrutura. Um desses mecanismos é aquele em que um acoplamento viscoso desempenha uma função diferencial. O acoplamento viscoso difere de diferencial de fricçãoé menos confiável. É por isso que ocorre para ser instalado em carros que não são projetados para superar a natureza intransitável e profundos vaus, ou em carros de caráter esportivo.

Outro mecanismo do grupo sensível à velocidade é denominado diferencial gerotor. O papel dos elementos de bloqueio é desempenhado aqui bomba de óleo e placas de fricção montadas entre a caixa do diferencial e as engrenagens laterais dos semi-eixos. Embora em princípio de ação, é semelhante a um acoplamento viscoso.

Diferenciais que pertencem ao grupo Sensível ao torque também são diferentes em seu design. Por exemplo, existe um mecanismo que usa um diferencial de fricção. Sua peculiaridade está na diferença das velocidades angulares das rodas nas curvas e ao dirigir em linha reta. Quando o carro está se movendo em linha reta, velocidade angular a rotação de ambas as rodas é a mesma e, durante as curvas, o torque das rodas é diferente.

O próximo tipo de diferencial é com engrenagens hipoides e helicoidais. Eles são convencionalmente divididos em três grupos.

O primeiro – com engajamento hipóide

Aqui, cada semi-eixo tem suas próprias engrenagens satélites. Eles são fixados uns aos outros por meio de engrenagem dentada, sendo perpendiculares entre si. Em caso de diferença nas velocidades angulares das rodas motrizes, as engrenagens dos semi-eixos cunham. Como resultado, as engrenagens esfregam contra a caixa do diferencial. O diferencial é parcialmente bloqueado e o torque é redistribuído para o eixo, com menor velocidade angular. Depois de equalizadas as velocidades de meio eixo, o bloqueio é desativado.

O segundo – helicoidal

É semelhante ao primeiro, mas a disposição das engrenagens do satélite é paralela em relação aos semieixos. Essas unidades são conectadas umas às outras por engrenagens helicoidais. Os satélites desse mecanismo são montados em nichos especiais na carcaça do diferencial, quando houver diferença na velocidade angular de rotação da roda, as engrenagens se encaixam e se encaixam nas engrenagens que estão localizadas nos nichos da carcaça do diferencial. Bloqueio parcial ocorre. A direção do torque é determinada para o eixo de velocidade inferior.

Terceiro – com engrenagens helicoidais de semieixos e engrenagens helicoidais de satélites

Usado em diferenciais centrais... O princípio é o mesmo - transferir o torque para o eixo com menos rotação. A faixa de deslocamento deste tipo é bastante grande - de 65/35 a 35/65. Quando a velocidade angular da rotação da roda de ambos os eixos é estabilizada e equalizada, o diferencial é desbloqueado. Esses grupos diferenciais são amplamente utilizados na indústria automotiva como modelos convencionais e esportes.

Vantagens e desvantagens do bloqueio diferencial

+ possibilidade de bloqueio da roda até 70%;

Manutenção mínima;

Sem solavancos no volante;

A caixa de engrenagens não requer enchimento de óleo especial;

A instalação é direta;

Fornecendo o melhor desempenho de veículos off-road;

Maior vida útil da estrutura;

Melhor manuseio de veículos;

Capacidade de fazer curvas em velocidades mais altas;

O carro é mais fácil de sair da derrapagem.

No final do tempo, a pré-carga diminui;

É necessária a substituição dos elementos de ajuste a cada 40 mil quilômetros para melhor desempenho da estrutura;

O trabalho de ajuste prematuro ou tardio fará com que o sistema não funcione corretamente.

Inscreva-se em nossos feeds em