Când mașina este în mișcare, cuplul este transmis de la și apoi, prin treapta principală și diferențial, către roțile motoare. vă permite să creșteți sau să micșorați cuplul transmis și în același timp să reduceți și să creșteți în consecință viteza de rotație a roților. Raportul de transmisie din treapta principală este selectat în așa fel încât cuplul maxim și viteza de rotație a roților motoare să fie la cele mai optime valori pentru masina specifica... În plus, acționarea finală este foarte adesea obiectul tuningului auto.
Dispozitiv de acționare final
De fapt, treapta principală nu este altceva decât un angrenaj de reducere, în care angrenajul de antrenare este conectat la arborele de ieșire al cutiei de viteze, iar angrenajul condus este conectat la roțile mașinii. Tip conexiune dinţată angrenajele principale diferă în următoarele tipuri:
- cilindric - în cele mai multe cazuri este folosit la mașini cu aranjament transversalși cutii de viteze și tracțiune față;
- conic - este folosit foarte rar, așa cum a fost dimensiuni mariși nivel inalt zgomot;
- hipoid - cea mai solicitată varietate treapta principală, care este folosit pe majoritatea mașinilor cu piese clasice tractiune spate... Transmisia hipoidă este de dimensiuni reduse și zgomot redus;
- vierme - practic nu este utilizat pe mașini din cauza laboriozității producției și a costului ridicat.
De asemenea, este de remarcat faptul că vehiculele cu tracțiune față și cu tracțiune spate au locație diferită echipament principal. V vehicule cu tracțiune față cu o dispunere transversală a punctului de control şi unitate de putere, transmisia finală cilindrice este amplasată direct în carcasa cutiei de viteze.
La mașinile cu tracțiune spate clasică, tracțiunea finală instalat în carcasa osiei motoareși este conectat la cutia de viteze prin intermediul. În funcțional transmisie hipoidă Vehiculul cu tracțiune spate include, de asemenea, o inversare a rotației de 90 de grade prin angrenaje conice. În ciuda Tipuri variate iar locația, scopul angrenajului principal rămâne neschimbat.
Mașină diferențială
Mașină diferențială cel mai adesea combinat cu angrenajul principal și situat, respectiv, în carcasa cutiei de viteze sau în carcasa punții spate. Cu toate acestea, un diferențial poate fi instalat și între osiile motoare ale unui vehicul cu tracțiune integrală. Diferența este și este împărțită în următoarele tipuri:
- conic - în cele mai multe cazuri este instalat împreună cu angrenajul principal între roțile unei axe motoare;
- cilindric - cel mai adesea folosit pentru a decupla osiile de conducere ale vehiculelor cu tracțiune integrală;
- melcat - este universal si se instaleaza atat intre roti cat si intre axele motoare.
Scopul principal al diferențialului este de a distribui cuplul între roțile mașinii și de a schimba frecvența de rotație a acestora unul față de celălalt. De exemplu întoarcerea mașinii fără diferențial ar fi pur și simplu imposibil, deoarece la întoarcere, roata exterioară trebuie neapărat să se rotească la o frecvență mai mare decât cea interioară.
Diferențialele sunt simetrice și asimetrice. Diferențialul simetric transmite un cuplu egal ambelor roți și este instalat cel mai adesea împreună cu tracțiunea finală. Un diferențial asimetric permite transmiterea cuplului în diferite proporții și este setat între.
Diferenţialul este format dintr-o carcasă, angrenaje cu pinion şi angrenaje laterale. Corpul este de obicei aliniat cu angrenajul condus al transmisiei finale. Roțile sateliților joacă un rol cutie de viteze planetarăși conectați angrenajele laterale la carcasa diferenţialului. Angrenajele cu jumătate de osie (soare) sunt conectate la roțile motoare prin intermediul unor arbori pe jumătăți pe îmbinările canelate.
Cu toate avantajele celui mai simplu diferential există și un dezavantaj... Faptul este că viteza poate fi distribuită roților nu numai într-un raport, de exemplu, 50/50, 40/60 sau 35/65, ci și 0/100. Adică, absolut tot cuplul poate fi transmis unei singure roți a mașinii, în timp ce a doua roată va fi absolut statică. Acest lucru se întâmplă dacă mașina este blocată în noroi sau gheață.
dar diferențiale moderne mai perfectă și practic lipsită de acest dezavantaj. Multe diferențiale au încuietori automate sau manuale dure. În plus, mașini moderne vehicule cu tracţiune integrală furnizat împreună cu sistemul stabilitate direcțională, care se bazează pe distribuția optimă a cuplului între osii și roți individuale, în funcție de traiectorie.
In constructie mașini moderne există o serie de componente și ansambluri care sunt obligatorii pentru toate mărcile, modelele, tipurile și tipurile acestora. Acestea includ, în primul rând, motorul, cutia de viteze, sistem de franare... Această listă include și diferența.
Există un diferențial în orice mașină, iar în unele mașini sunt instalate mai multe dintre aceste unități. Se știe bine ce este un diferențial într-o mașină, ce rol joacă și ce tipuri există. șoferii experimentați... Aceiași oameni care sunt încă doar pasionați de mașini începători vor găsi probabil util să afle despre acest lucru.
Diferențial auto conic: 1 - arborele cardanic; 2 - arborele axei roții motoare;
Un diferențial este un mecanism prin care același cuplu este transmis roților unei osii care se rotește la viteze diferite. În plus, diferenţialul este utilizat pentru a distribui cuplul în mod egal între mai multe osii motoare.
Baza proiectării oricărui diferenţial auto se stabilește principiul de funcționare al cutiei de viteze planetare. În funcție de tipul de transmisie al mișcării de rotație, se disting diferențiale, cum ar fi:
- Conic;
- Cilindric;
- Vierme.
Un diferențial conic este aproape întotdeauna instalat între roțile montate pe aceeași axă. Un diferențial cilindric este de obicei folosit ca diferențial între axe, iar un diferențial melcat se distinge prin versatilitatea sa. Cele mai răspândite sunt diferențialele de tip con, care sunt instalate pe aproape toate mașinile ca diferențe între roți. Toate elementele lor principale sunt disponibile și în diferențe cilindrice și melcate.
Carcasa diferențialului conic (denumită adesea bol) primește cuplul de la angrenajul principal și îl transmite angrenajelor arborilor osiilor prin așa-numiții sateliți. Ele îndeplinesc funcțiile angrenajelor planetare și, în ceea ce privește numărul lor, în funcție de caracteristicile de proiectare ale unui anumit diferențial conic, pot fi de la două la patru dintre ele.
Dacă mașina se deplasează pe o cale dreaptă, rezistența fiecăreia dintre roți la drum este aceeași. În acest caz, rotația sateliților nu are loc, iar rotația angrenajelor semi-axiale se efectuează cu viteze unghiulare egale. În momentul virării, una dintre roți, care se află pe partea interioară a virajului, întâmpină mai multă rezistență de la drum, rotația angrenajului său pe jumătate de ax devine mai lentă, sateliții încep să se rotească. Ca urmare, viteza de rotație a roții exterioare crește, dar cuplul rămâne același ca pe roata interioară.
Când conduceți pe un drum alunecos, când o roată alunecă și se mișcă cu o viteză mai mică, situația este similară cu o situație cu viraj, ca urmare a căreia mașina de multe ori pur și simplu nu se poate mișca. Pentru a crește cuplul pe o roată sau pe cealaltă, se folosește o blocare a diferențialului.
Varietăți de diferențiale auto
În plus față de angrenajele conice, cilindrice și melcate, există următoarele tipuri de diferențiale și sunt utilizate cu succes: diferențial cu blocare completă, diferențial Thorsen, diferențial Quayf, cuplaj vâscos.
Diferențial cu blocare completă
Diferențiale de acest tip sunt cele mai frecvent utilizate pe camioane și SUV-uri. Blocarea acestora este activată și dezactivată direct din habitaclu cu ajutorul unei chei speciale de către șofer. Ele sunt folosite pentru a crește capacitatea vehiculelor de cross-country.
Diferențiale Thorsen
Au fost proiectate diferențiale Thorsen o companie germană Siemens. În esență, acestea sunt combinații de diferențe teșite și melcate. Cele mai mari diferențiale sunt extrem de eficiente, dar sunt destul de dificil de fabricat și întreținut.
Diferențiale Quife
O trăsătură distinctivă a acestui tip de diferențe este că sateliții din ele sunt amplasați paralel cu axa de rotație a corpului (bol) și pe două rânduri. În plus, în timpul funcționării acestor unități, se generează forțe de frecare, care, dacă este necesar, blochează automat, măresc capacitatea de cross-country și tracțiunea vehiculului. Cel mai adesea, diferențialele Quife sunt folosite pentru reglarea mașinilor și SUV-urilor.
Cuplaj vâscos
Funcționarea acestui tip de diferențial se bazează pe același principiu ca și funcționarea unui convertor de cuplu. Cel mai adesea, cuplajele vâscoase sunt utilizate la mașinile cu tracțiune integrală și sunt folosite pentru a asigura legătura roților din față cu roțile din spate după următorul principiu: dacă unele dintre ele alunecă, atunci cuplul este transmis altora. , datorită căruia se rezolvă problema alunecării. Structural, cuplajul vâscos este un cilindru în care se află un pachet de discuri metalice cu perforații scufundate într-un lichid vâscos și legate de arbori (atât antrenați, cât și antrenați). În funcție de temperatură, vâscozitatea lichidului se modifică, ceea ce stă la baza principiului de funcționare al acestei unități.
Utilizarea diferenţialelor, avantajele şi dezavantajele acestora
În acele mașini care au o singură punte motoare, este instalat un diferențial. Vehiculele cu două sau mai multe osii motoare sunt echipate cu diferențiale instalate în fiecare dintre ele. În mașini cu capacitate sporită de cross-country având două axe motoare, sunt instalate trei diferențiale: una pentru fiecare dintre axe și una între ele. În aceleași vehicule care au mai mult de două osii motoare, se folosesc așa-numitele diferențiale inter-boghiuri.
Ce este un diferential?- Aceasta este o parte a transmisiei, a cărei lucrare este de a distribui cuplul în mod strict egal între roțile motoare ale unei axe (cu condiția ca vehiculul să se deplaseze în linie dreaptă, precum și cu același diametru, aderență și aceeași roată). presiunea anvelopelor), iar diferența inter-ax este în distribuția cuplului între osiile motoare - egal sau în proporție optimă (diferențial asimetric).
Diferenţial liber (tip simplu)
Organizare internă diferenţialele sunt diferite şi cel mai răspândit a primit un diferențial deschis sau, cu alte cuvinte, un diferențial liber. E curat dispozitiv mecanic Se distinge prin simplitate (de obicei, există doar patru angrenaje conice), compactitate și corespunde pe deplin denumirii sale: adică împarte cuplul într-un raport fix (de obicei 50:50) și nu interferează în niciun fel cu rotația a arborilor de ieșire la viteze diferite. Dar aici este pericolul: dacă una dintre roți lovește o suprafață alunecoasă și sare, atunci a doua roată va rămâne și ea fără tracțiune, iar mașina în sine nu se va putea mișca. Suna familiar?
Diferenţialele de blocare sunt scutite de acest dezavantaj. Spre deosebire de cele libere, ei încearcă deja cu ceva efort să încetinească arborele principal în viteză, crescând cuplul pe cel rămas. Și, deși sună oarecum complicat, de fapt, principiul de funcționare a unor astfel de dispozitive este simplu: forța de frecare care apare între ele împiedică arborii să se rotească unul față de celălalt și, cu cât este mai mare, cu atât cuplul este deplasat mai mult spre întârziere. arborele.
Diferenţial cu blocare rigidă
Caz extrem- un diferențial cu blocare rigidă, care, la comanda șoferului, poate lega strâns arborii de ieșire între ei, eliminând complet alunecarea roților individuale pe șosea. În starea „liberă”, când blocarea este dezactivată, nu este diferită de un diferențial deschis, adică oferă aceeași independență de rotație a arborilor.
Astfel de modele sunt destul de răspândite: capacitatea de a transfera 100% din cuplul motorului pe un singur arbore este foarte solicitată în mediul SUV, unde diferențialele blocate rigid se găsesc atât ca diferențe între roți, cât și pe interax.
În același timp, aceste diferențe nu sunt menite să depășească cu mult limitele desemnate, deoarece pe asfalt blocarea trebuie dezactivată de fiecare dată, altfel transmisia va experimenta sarcini excesive în viraje. Aceasta înseamnă că mașina rămâne neînarmată împotriva alunecării neașteptate a roților zone alunecoase drumuri.
Citeste si
Diferenţial cu blocare disc
Desigur, acest lucru nu este potrivit pentru puternic autoturisme de pasageri capabile să rotească roțile chiar și pe asfalt - există diferite diferențe cu alunecare limitată pentru ele.
De exemplu, mecanismele cu blocare cu disc, folosite adesea în sporturile cu motor și pe versiunile forțate mașini rutiere... Ele sunt aranjate aproape în același mod ca diferențele libere, dar arborii din ele sunt conectați unul cu celălalt prin intermediul ambreiajelor cu arc. Adică, în cazul alunecării, dispozitivul de blocare a discului poate adăuga la arborele întârziat doar atâtea newtonometre câte pot rezista ambreiajele înainte de a începe alunecarea. De regulă, acesta este foarte mic - doar câteva zeci de Nm, ceea ce va compensa doar o scădere ușoară a cuplului, de exemplu, atunci când o roată lovește un praf sau asfalt umed.
Și ce împiedică creșterea forței de frecare a ambreiajelor? Problema este că, fiind strânse în mod constant, aceste ambreiaje împiedică rotația liberă a roților într-un colț, ceea ce duce la uzura accelerată a anvelopelor, a diferențialului în sine, și are un efect ambiguu asupra manevrabilității.
Diferenţial cu cuplaj vâscos
Diferenţialele de cuplare vâscoase sunt lipsite de aceste neajunsuri. V acest caz redistribuirea cuplului nu are loc ca urmare a frecării ambreiajelor, ci datorită proprietăților unui fluid special pe o bază de silicon, care „știe cum” să se solidifice atunci când este încălzit. Acesta găzduiește două seturi de plăci, fiecare dintre acestea fiind conectat la propriul arbore de ieșire diferențial. Și în timp ce mașina se mișcă fără alunecare și, în consecință, diferența de viteză de rotație a arborilor este mică, ambreiajul nu se manifestă în niciun fel, dar de îndată ce un arbore începe să-l depășească semnificativ pe celălalt, plăcile ridică lichidul, presiunea și temperatura acestuia cresc, vâscozitatea crește - iar cuplajul vâscos frânează arborele. În același timp, rezistența poate fi atât de mare încât blocarea devine aproape rigidă - 100% din cuplul poate fi transmis fiecărui arbore!
 |
|---|
De ce, atunci, cuplajul vâscos nu se găsește adesea pe SUV-uri? Există două motive pentru aceasta: primul este tendința de supraîncălzire în timpul alunecării prelungite, al doilea este întârzierea răspunsului, deoarece este nevoie de timp pentru a încălzi fluidul. Acesta din urmă este alarmant și pentru producătorii de mașini puternice: încetineala nu favorizează manevrabilitatea. Dar sunt cei care încă reușesc să obțină caracteristici excelente de conducere: acesta este Subaru Imprezași Nissan 370Z, Nissan cefiroși Lexus IS cu tracțiune integrală.
Mai sofisticate sunt diferențele cu blocare cu șurub, cum ar fi Torsen și Quaife. Spre deosebire de toate precedentele, create pe principiul „diferențial deschis cu roți dințate conice + blocare”, aceste modele sunt dispuse într-un mod complet diferit. Caracteristică în viclenie roți dințate: când cuplul scade pe unul dintre arbori, angrenajele încep să se încline și momentul este imediat transferat pe cealaltă osie. Adică diferenţialul nici măcar nu aşteaptă începutul alunecării roţilor - reacţionează la deteriorarea tracţiunii! Mai mult, ce șofer mai puternic apasă pe gaz, cu atât conexiunea dintre arbori este mai „dură”: în limită, o axă poate reprezenta până la 80% din cuplu. Se pare că diferența este „prinsă” atunci când este necesar - în momentul accelerării și nu interferează cu rotația independentă a arborilor atunci când gazul este eliberat.
Un astfel de comportament logic și performanță fulgerătoare au fost utile în domenii complet diferite: aceste diferențe pot fi găsite pe mașini de mare viteză Audi cu plin Quattro drive, și pe un SUV recunoscut Toyota Land Crucişător.
Dezavantajul unor astfel de dispozitive este unul - neputința față de agățarea în diagonală, deoarece fixarea angrenajelor este posibilă numai dacă există cel puțin o anumită forță de rezistență pe roata de alunecare. În aceleași condiții, diferențialul cu blocare a discului va încerca cumva să ajute, iar cuplarea vâscoasă, „prinzând” după mai multe rotații ale roții, se va transfera complet cea mai mare parte a momentului pe arborele opus.
Ambreiaj cu disc
Se dovedește că toate diferențele sunt un fel de compromis între capacitatea off-road și manevrabilitate? Da, dar acest lucru a durat doar până când electronica a ajuns în cele din urmă la această parte a mașinii. Acest lucru s-a întâmplat la mijlocul anilor 1980, când Mercedes și Porsche și-au echipat aproape simultan modelele cu diferențiale cu ambreiaj cu mai multe plăci controlate electronic. Structural, acestea semănau cu mecanisme de blocare a discului, dar ambreiajele din ele nu mai erau apăsate de un arc, ci de o acționare hidraulică, care, la comanda din unitatea de control, ar putea slăbi sau, dimpotrivă, crește preîncărcarea.
Ca urmare, caracteristicile diferenţialului au început să fie determinate cu puncte codul programului, iar designerilor li s-a oferit o cantitate enormă de personalizare. De exemplu, pentru o mai bună manevrabilitate, puteți slăbi legătura dintre arbori la intrarea în viraj, iar apoi, la ieșire, dimpotrivă, prindeți ambreiajul pentru maxim. overclocking eficient... Puteți bloca complet diferența, iar apoi mașina nu se teme de nicio agățare în diagonală.
S-ar părea că un astfel de diferențial nu are puncte slabe... Dar, ca toți ceilalți, redistribuie cuplul, egalizând viteza de rotație a arborilor. Dar dacă diferenţialul, pe de altă parte, a făcut ca un arbore să se rotească mai repede decât celălalt? La urma urmei, el ar putea adăuga un moment roții exterioare la viraj și, astfel, ar putea ajuta la „realimentarea” mașinii pe arc ...
Diferențiale active
Așa a apărut ideea unui diferențial activ - cel mai perfect acest moment... Pionierul în acest domeniu este Mitsubishi, care și-a echipat Evoluția Lancer... Luând ca bază diferențialul deschis obișnuit, japonezii au conectat suplimentar arborii de ieșire prin două trepte de viteză - în sus și în jos, a căror includere este controlată de electronica utilizând ambreiajele umede... Astfel, prin cuplarea unei anumite trepte de viteză, computerul poate face ca un arbore să se rotească mai repede sau mai lent decât celălalt! Efortul, sau mai degrabă cantitatea cuplului transferat, este reglat prin modificarea gradului
alunecarea ambreiajului.
Diferenţialul activ este setat la puntea spate mașină, dotând-o cu o stabilitate fără precedent pe rând: acolo unde orice alt ca răspuns la adăugarea de gaz ar fi „atârnat” cu mult timp în urmă într-un derapaj, o mașină cu un astfel de diferențial este doar mai activ înșurubat în curbă. Nici condițiile off-road nu sunt înfricoșătoare - dacă o roată se blochează, atunci a doua va tinde să se rotească și mai repede.
Nu orice șofer se gândește la faptul că atunci când mașina se mișcă în curbe, roțile fiecărei osii acoperă o cale care este diferită ca lungime. De aceea, rotația roților are viteze diferite. Acest lucru este necesar pentru a nu aluneca pe asfalt, pentru a reduce sarcina pe tracțiunea roților la viraj. Acest fapt este asigurat de un astfel de mecanism ca diferențial. Mecanismul instalat pe cutia de viteze distribuie sarcina în așa fel încât să fie cea mai descărcată roată care intră sub sarcină.
95% dintre mașinile produse nu sunt echipate cu interblocare, ceea ce face vehiculul mai circulabil.
Tipuri diferențiale
Există varietăți de diferențe. La locație, cele de osie și interroți sunt împărțite. Cu toate acestea, orice diferențial slăbit va împiedica mașina să iasă din situație atunci când una dintre roțile motrice se lovește. Pentru solutii probleme similare dezvoltatorii au venit cu o blocare, care, la rândul său, este subdivizată în următoarele grupuri principale:
- blocare 100%;
- dispozitive mecanice frecare crescută;
- mecanisme de autoblocare.
Fiecare tip are atât avantaje, cât și dezavantaje. De exemplu, blocarea „dură” duce destul de des la uzura cauciucului, distrugerea transmisiei și defectarea rapidă a transmisiei. Și toate acestea sunt naturale, deoarece în timpul funcționării mașina cade constant în gropi și trece peste denivelări, iar acest lucru are un efect destul de dăunător asupra transmisiei.
Pentru a compensa deficiențele dispozitivelor convenționale și rigide, a fost creat un diferențial cilindric cu alunecare limitată. Are, de asemenea, un al doilea nume - diferenţial cu alunecare limitată.
Acest tip de design este destul de simplu. Dacă aplicați o anumită forță asupra sateliților și îi prindeți, nepermițându-le să se rotească între angrenajele laterale cu o de mare viteză, se dovedește că, pe de o parte, mecanismul va permite roților să se rotească la viteze diferite la întoarcere. Pe de altă parte, va distribui cuplul în așa fel încât roata cu cea mai bună aderență suprafața drumului, va avea o forță mare de tragere.
Merită menționat și diferențialul cu disc cu alunecare limitată. Cel mai adesea, acest design este folosit în vehicule cu tracțiune spate care sunt planificate a fi utilizate în competiții. Un astfel de sistem blochează roțile până la un anumit nivel de sarcină. Dezavantajul său este destul de mare nevoie frecventă la înlocuirea discurilor și a uleiului din cutia de viteze.
Videoclipul arată principiul blocării diferențialului:
Dar pentru utilizare ca în conditii normale functionare, iar in competitii, blocarea diferentialului cu preincarcare ( de tip vierme). Avantajele unui astfel de sistem sunt mult mai mari decât dezavantajele. Avantajele sunt:
- blocarea roților până la 70%;
- întreținere minimă;
- lipsa de smucituri pe volan;
- nu este nevoie să turnați ulei special în punctul de control;
- instalarea sistemului nu este însoțită de dificultăți;
- capacitate mare de traversare a mașinii;
- durată lungă de viață a structurii;
- manevrabilitate excelentă a vehiculului;
- excelent simț al echilibrului;
- viteză mai mare în viraje;
- ușurința retragerii vehicul dintr-un derapaj.
În ceea ce privește defectele de proiectare, acestea sunt:
- preîncărcarea scade în timp;
- pentru ca structura să funcționeze, va fi necesară schimbarea șaibelor de reglare la fiecare 20-40 mii km;
- dacă nu efectuați lucrări de reglare, sistemul va funcționa ca diferențial liber.
Diferența de principii de acțiune
Adesea au trei tipuri de structuri în același timp: un diferențial central și două poduri. Pentru munca de calitate fie complet sau parțial automat sau blocare manuală tip de construcție interaxială.
Deja în multe, tot felul de sisteme electronice control asupra mișcării mașinii. Avantajul blocării electronice este o tracțiune mai mare la virare și, în plus, capacitatea de a regla gradul de blocare în funcție de preferințele șoferului. Singurul dezavantaj este că un astfel de diferențial este insensibil la schimbarea rapidă a condițiilor de drum.
Un tip de mecanism de autoblocare este blocarea diferenţial între roţi... Pe un drum plat, pe o suprafață dură, un astfel de mecanism se comportă ca un sistem liber obișnuit. Și numai atunci când roata de pe axă se rotește față de cealaltă cu o frecvență mai mare, structura este blocată automat. la blocarea tipului interroți al dispozitivului, acesta crește semnificativ.
Blocare forțată
Cel mai într-un mod simplu este un mecanism de blocare forțată. În acest caz, doar șoferul ia decizia de a porni sau opri. Acest lucru se realizează fie prin intermediul pârghiilor, fie prin intermediul butoanelor amplasate în habitaclu.
Acest tip de blocare este doar ideal pentru SUV-urile care funcționează în condiții off-road rusesc... Sistemul este perfect de fiabilitate și practic inutilizabil pe drumuri plate.
Videoclipul arată un test de blocare a diferențialului forțat:
Blocarea va fi eficientă și în condiții off-road. diferential spate... Este pur și simplu de neînlocuit în cazurile în care una dintre roțile osiilor este atârnată. Apoi cuplul de la motor va fi transmis cu precizie roții, care atinge solul.
Rezumând, putem concluziona că cea mai bună opțiune este tocmai diferenţialul cu alunecare limitată. Este în multe privințe superior unui mecanism liber și nu are dezavantajele unui design rigid. Cu un astfel de sistem, mașina devine mai acceptabilă.
Ce este diferential
Un diferențial este un dispozitiv care distribuie fluxul de putere de la motor către alte componente ale transmisiei. Într-o mașină cu tracțiune pe o singură axă, se folosește un singur diferențial, unul interroți, într-o tracțiune integrală există până la trei - două interroți și unul inter-roți.
Luați în considerare, de exemplu, un diferențial clasic (spre deosebire de cei blocați, se numește „deschis” sau „liber”). Este instalat în carcasa transmisiei finale și primește cuplu de la angrenajul său condus. În cutia diferențială există roți dințate conice. Ele se îmbină cu angrenajele fixate pe arborii osiilor, care, la rândul lor, rotesc roțile motoare. Când conduceți pe un drum plat și drept viteze unghiulare roțile sunt aceleași, iar sateliții nu se rotesc în jurul axei lor. La viraje sau la deplasarea peste denivelări, când roțile din partea dreaptă și stângă parcurg o cale diferită, sateliții încep să se rotească și să redistribuie cuplul.
Angrenajul principal al punții din spate VAZ-2101: 1 - flanșă arborele cardanic; 2 - cutie de presa; 3 - inel deflector de ulei; 4 - rulment frontal angrenaj de antrenare; 5 - rulment din spate angrenaj de antrenare; 6 - inel de reglare; 7 - inel de sprijin al angrenajului semiax; 8 - angrenaj semiax; 9 - satelit; 10 - pin de sateliți; 11 - roata dințată antrenată a transferului principal; 12 - cutie diferential; 13 - șurubul de fixare a opritorului piuliței de reglare; 14 - opritor piuliță de reglare; 15 - rulment cutie diferential; 16 - piuliță de reglare a angrenajului antrenat; 17 - șurubul de fixare a angrenajului antrenat pe flanșa casetei de diferențial; 18 - roata dințată principală a transferului principal; 19 - carterul reductorului principal; douăzeci - manșon distanțier; 21 - mașină de spălat; 22 - piulița roții dințate motrice a axei spate.
Există formulă simplă, reflectând relația dintre vitezele cutiei de diferențial și treptele laterale. Dacă prin a1și a2 desemnați viteza de rotație a angrenajelor laterale și prin A- frecvența de rotație a cutiei diferențiale, apoi: a = (a1 + a2) / 2... Formula arată că, dacă una dintre roțile mașinii este staționară, atunci cealaltă roată se rotește de două ori mai frecvent. Dacă una dintre cele două roți motoare lovește o suprafață alunecoasă a drumului (asfalt ud, pete de ulei, gheață), rezistența la rotație scade brusc, aderența pe șosea scade, ceea ce înseamnă că roata nu este capabilă să aibă tracțiunea necesară. forta. O astfel de roată va începe să se învârtă mai repede și să derape. Cealaltă roată motrice, care are o tracțiune suficientă, va fi furnizată cu același cuplu ca și roata de derapare. Având capacitatea de a genera o forță mare de tracțiune, a doua roată nu va putea face acest lucru, deoarece diferențialul va transfera doar jumătate din cuplul de la treapta principală la acesta.
Dacă rezistența la mișcare a vehiculului depășește forța de tracțiune a roții antiderapante, vehiculul nu se va putea deplasa. Viteza roții antiderapante va crește brusc, iar cealaltă roată se va opri. Vehiculul va aluneca. O încercare a șoferului de a crește forța de tracțiune pe roți prin creșterea alimentării cu combustibil va duce doar la creșterea vitezei uneia dintre roți. Într-o astfel de situație, se pare dezavantaj semnificativ un diferențial convențional care reduce capacitatea vehiculului de cross-country atât pe drumuri alunecoase si pe soluri cu rezistenta mare la rulare (nisip, zapada, noroi).
Blocare forțată
Pe vehiculele destinate conducerii off-road, este necesar să instalați diferențiale cu modele speciale. Blocare Diferențiale cu blocare forțată sunt adesea folosite. În ele, șoferul, cu ajutorul unei acționări speciale (cel mai adesea pneumatice), oprește rotația sateliților pentru o vreme, iar roțile mașinii încep să se rotească cu aceeași viteză. Trebuie remarcat faptul că o mașină cu diferențial blocat pe un drum întortocheat consumă mai mult combustibil și are o uzură intensă a anvelopelor, ceea ce înseamnă că costul de funcționare a mașinii crește.
De îndată ce rotația reciprocă a roților pe o axă comună cu diferențial blocat este mai mare decât permite deformarea elastică a anvelopelor, va avea loc alunecarea roților, care continuă până când orice roată de pe o denivelare se rupe de pe carosabil. Aceasta înseamnă că șoferul nu trebuie să uite să decupleze blocarea diferențialului după ce a depășit o zonă dificilă. O serie de modele asigură deblocarea automată sau limitează posibilitatea de a activa blocarea vitezei.
Diferențiale cu autoblocare
Pentru a simplifica procesul de control, se folosesc așa-numitele diferențiale cu autoblocare. În prezent, practic, se folosesc patru tipuri de încuietori: disc (frecare, frecare crescută, LSD), vâscos (cuplaje vâscoase) și șurub (vierme). În cele mai moderne evoluții, se folosesc sisteme electronice de control al alunecării roților, bazate pe utilizarea senzorilor de rotație și utilizarea frane standard(de regulă, aceste sisteme sunt combinate cu sisteme antiblocare și antiderapante).
Blocarea discului
Există două modele cele mai comune de diferențiale de ambreiaj cu frecare. În prima, una este utilizată, în a doua - două cuplaje. În primul caz, un ambreiaj de disc de frecare 1 este introdus între unul dintre arborii axului și cutia diferențială. Discurile de bronz sunt instalate în canelurile manșonului 2, conectate la cutia de diferențial, discurile de oțel se așează pe canelurile arborelui axului 3. Discurile sunt presate unul împotriva celuilalt de arcuri 4. Când ambele roți experimentează aceeași rezistență, întregul diferențial se rotește în întregime și nu există frecare în ambreiajul 1.
Al doilea design este un diferențial cu alunecare limitată cu ambreiaje cu frecare dublă, care este utilizat pe scară largă în mașinile americane. În acest proiect, crucea este înlocuită cu două axe separate 5 ale sateliților care se intersectează în unghi drept.Axele 5 au capacitatea de a se deplasa unul față de celălalt atât în direcția axială, cât și în direcția unghiulară, pentru care capetele lor au, respectiv, teșituri, A și B, cu care se sprijină pe caseta diferențială 9. În plus, cupele intermediare 7 sunt introduse în diferențial, precum și angrenajele cu jumătate de ax purtate pe canelurile semi-axelor.
Cu sateliții care nu se rotesc, forța este transmisă arborilor de osie ca într-un diferențial simplu. Când sateliții se rotesc, aceștia din urmă vor deplasa teșiturile de capăt ale axelor 5 astfel încât forța asupra ambreiaj cu frecare 8 transmis prin cupa 7 va crește pentru un arbore de osie întârziat și va scădea pentru o osie care se rotește mai repede. În acest caz, mărimea cuplului de frânare nu va fi constantă, ca într-un diferențial cu unul ambreiaj cu disc, și va fi proporțională cu momentul transmis de roți.
Pentru munca normala un astfel de diferenţial necesită folosirea unui special Ulei de transmisie pentru LSD sau aditivi de ulei convenționali corespunzători. În plus, în timp devine necesară reglarea din cauza uzurii discurilor.
Blocare vâscoasă
Principiul său de funcționare este același cu cel al discului. Ambreiajul hidraulic este format dintr-un număr mare de discuri cu suprafețe de rulare lipicioase. Datorita proprietatilor unui fluid vascos special pe baza de silicon, care se intareste la incalzire, discurile transmit cuplul in functie de diferenta de viteze de rotatie a arborilor de intrare si de iesire. Încălzirea are loc atunci când un arbore de osie începe să se rotească mai repede decât celălalt.
O trăsătură caracteristică a designului este că, în cazul alunecării prelungite a roților, ambreiajul de blocare cu un lichid vâscos funcționează la început ușor, iar apoi există o creștere semnificativă a eficienței de blocare. În siliconul întărit, discurile sunt cuplate ferm, iar arborii de osie sunt blocați. Cuplajele vâscoase nu necesită întreținere și sunt considerate foarte fiabile, cu toate acestea, pentru funcționarea lor pe termen lung, este necesar să se mențină etanșeitatea completă a dispozitivului.
Blocare cu șuruburi
Principiul funcționării sale este următorul: Mod normalșuruburile (sau melmele, așa cum sunt numite datorită formei lor caracteristice) se rotesc liber în jurul angrenajului central. În cazul unei modificări a cuplului, șuruburile se strecoară poziție extremăși sunt fixate în caneluri excentrice. Când momentul este egalizat, șuruburile revin la poziția inițială. Punctul de acționare al șuruburilor este determinat de profilul șuruburilor. Astfel de diferențiale sunt mai puțin susceptibile la uzură (durata de viață este comparabilă cu cea a unei cutii de viteze sau diferenţial clasic), și se folosește ulei de viteze convențional.
Cam blocare
Această blocare este declanșată atunci când apare o diferență în vitezele de rotație a roților. Să luăm în considerare un exemplu de implementare diferențială de la Tractech. Camele rotative sunt instalate în carcasa diferenţialului dintre perechile de angrenaje coroanei. În condiții normale, ei nu participă la lucru, dar de îndată ce una dintre roțile lor începe să alunece (adică se rotesc semnificativ mai repede decât cealaltă), camele se rotesc și perechile de angrenaje se angajează, asigurând astfel blocarea completă. Blocarea este eliberată atunci când roata trasă nu mai alunecă. Acest tip de diferențial este, de asemenea, destul de durabil și nu necesită uleiuri speciale.
Caracteristici de control
Conducerea unui vehicul echipat cu un diferenţial cu axă transversală cu autoblocare are câteva caracteristici. În special, la viraj pe o suprafață alunecoasă, o mașină poate supravira, dacă accelerația este prea intensă pe o suprafață mixtă, se poate îndepărta de traiectoria dorită etc. Acest lucru este valabil mai ales pentru evoluțiile oferite ca echipament adițional de către firme terţe. Cu toate acestea, utilizarea competentă a proprietăților unor astfel de diferențe vă permite să navigați cu încredere în dificultate starea drumului, și crește semnificativ capacitatea de cross-country off-road.
M diferenţialul cu o osie şi blocarea acestuia
În absența partajării puterii de la centru la centru ( diferenţial central sau mecanism de oprire), puntea față trebuie oprită astfel încât roțile din față și spate să se poată roti la viteze unghiulare diferite. În funcție de condițiile de conducere, este necesar ca roțile din față și axe din spate, astfel încât roțile unui pod s-ar putea roti la frecvențe diferite și să parcurgă căi diferite. Acest lucru este valabil mai ales pentru viraj: roțile din față trec la viraj distanta mai mare decât spatele.
Modificările în traiectoria roților sunt influențate de diverși factori: alunecarea anvelopei, unghiurile de alunecare a anvelopelor, presiunea aerului, sarcina pe roți, cinematica suspensiei. În același timp, este evident că raportul dintre traseele parcurse de roțile axelor față și spate se modifică și în timpul deplasării. Această circumstanță exclude posibilitatea de a utiliza diferite rapoarte de transmisieîn angrenajele principale ale podurilor pentru a compensa diferența de căi circulabile.
Roți diferite axe mașinile, care sunt conectate cinematic rigid între ele, au aceleași viteze unghiulare în timpul rotației. Pe o suprafață dură de drum, atunci când o mașină cu tracțiune integrală se deplasează (în absența unui diferențial central), pot apărea condiții în care roțile diferitelor osii vor încerca să se miște la viteze liniare diferite și o conexiune mecanică rigidă între ele va deveni un obstacol în realizarea acestui lucru. La mișcare dreaptă fenomenul descris poate fi cauzat, de exemplu, de diferența dintre razele de rulare ale roților conectate între ele. În acest caz, rularea roților ar trebui să fie însoțită de o mișcare relativă a punctelor zonei de contact a anvelopei de-a lungul suprafeței drumului (cu alunecare sau alunecare).
Același lucru este posibil cu aceleași raze de rulare, dar atunci când conduceți pe un drum cu o suprafață denivelată sau la viraj. Alunecarea sau alunecarea anvelopelor care are loc în aceste condiții este însoțită de uzura crescută a acestora, uzura mecanismelor de transmisie și consumul neproductiv de energie a motorului pentru mișcarea mașinii. Pentru ca roțile să ruleze fără fenomene de însoțire dăunătoare în transmisie, pe lângă diferențele dintre roți, sunt instalate diferențiale centrale.
Totuși, în condiții off-road, vehiculul își poate pierde mobilitatea în momentul în care roțile uneia dintre osii își pierd tracțiunea și încep să alunece. Într-o astfel de situație, un diferențial convențional nu va putea transfera cantitatea de cuplu necesară pentru deplasare către roțile din spate care se sprijină pe un teren solid. Pentru a evita acest lucru, pe SUV-uri sunt instalate diferențiale centrale cu blocare forțată. Un exemplu în acest sens solutie constructiva poate servi ca "Niva" VA3-2121, echipat caz de transfer cu un diferenţial central blocat forţat.
Blocarea este folosită de șoferul mașinii pentru a depăși porțiunea de drum greu de trecut. La întoarcerea pe autostradă, diferenţialul central trebuie deblocat. V modele moderne pe langa cele mecanice, sunt folosite si alte actionari (pneumatice, hidraulice, electrice), in timp ce procesul de comutare in sine se reduce la o simpla apasare a unui buton de pe panou.
Următorul pas a fost apariția diferențialelor centrale cu autoblocare. Principiile muncii lor sunt similare cu cele pentru roțile transversale, dar condițiile și sarcinile sunt oarecum diferite. Deci, atunci când mașina se rotește, depășirea față de carcasa diferențialului va fi întotdeauna arborele care transmite momentul către axa de direcție, care este determinată de cinematica de rotație a mașinii cu un aranjament de roți 4x4. Pornind de la aceasta, atunci când arborele de antrenare al unei axe controlate rulează, este de dorit să existe un factor de blocare scăzut, iar când o axă necontrolată rulează (alunecare), este oarecum mare. Un astfel de diferențial se numește autoblocare cu proprietăți de blocare asimetrice.
Momentan activat vehicule ușoare de teren diferenţiale centrale cu blocare automată cu un ambreiaj hidraulic cu un fluid vâscos. Acestea oferă o tracțiune optimă în toate condițiile de conducere, eliminând necesitatea blocării forțate. Au și alte avantaje. Acest ansamblu protejează transmisia de suprasolicitare, care poate apărea, de exemplu, în cazul unei coliziuni bruște a unei roți.
Diferenţialul, care este blocat automat de un ambreiaj hidraulic vâscos, răspunde la condiţiile drumului şi asigură o viteză mai uniformă a vehiculului şi reduce probabilitatea de blocare. La frânare, un diferențial central de acest tip împiedică blocarea roții unei axe de roata celeilalte, ceea ce duce la pierderea stabilității. În plus, redistribuirea excesului forta de franare de la o pereche de roți la alta se reduce semnificativ distante de franareși păstrează controlul deplin al mașinii.
Să vedem cum funcționează un diferențial central cu blocare automată GKN cu ambreiaj hidraulic. Modificarea momentului de frecare în acesta se calculează astfel încât la manevrarea pe o suprafață cu proprietăți bune de aderență (asfalt, beton etc.) să existe un mic moment de frecare între arborii de ieșire. Odată cu creșterea diferenței de frecvență de rotație a acestora, frecarea dintre legăturile de cuplare crește semnificativ. Blocarea cu ajutorul unui ambreiaj fluid vâscos are loc exact în conformitate cu distribuția cuplului în diferențialul central.
Testele au confirmat că distribuția momentelor între față și rotile din spate asigură o direcție aproape neutră a vehiculului. În ceea ce privește ușurința de condus și siguranța, vehiculele cu tracțiune integrală cu o astfel de tracțiune le depășesc chiar și pe cele cu tracțiune față. mașini... Cu toate acestea, cu toate avantajele acestui tip de blocare, trebuie remarcat faptul că angajarea efectivă a blocării după începerea alunecării roții, care este caracteristică unui cuplaj vâscos, reduce semnificativ șansele de a depăși cu succes obstacole serioase de teren. sub formă de pământ moale, noroi sau zăpadă, deoarece roata care alunecă se poate îngropa rapid. Ca urmare, capacitățile mașinii, chiar și cu un diferențial central blocat, pot să nu fie suficiente pentru o ieșire independentă.
Axa față debranșabilă
Mulți producători de SUV utilizează o schemă de punte față conectată (așa-numita cu jumătate de normă 4WD). În acest caz, diferența centrală, de regulă, este absentă și în mod tractiune intergralaîntre punți se stabilește o conexiune cinematică rigidă. Producătorii recomandă conectarea punții față numai în condiții de drum dificile, atunci când roțile sunt predispuse la alunecare.
Mișcarea prelungită în acest mod pe drumurile cu suprafață dură determină uzura crescută a anvelopelor și transmisiei (în special, în cazurile de transfer cu lant de distributie lanțul este supraîncărcat), consum crescut combustibil și, de asemenea, afectează manipularea viteze mari... Pentru a evita aceste consecințe negative, multe modele prevăd mai mult decât oprire puntea față dar şi detaşarea roţilor din faţă de arborii punţilor.
Pentru aceasta, butuci de roți (cuplaje roată liberă), care poate fi automată sau manuală, decuplarea arborilor de osie prin intermediul unui dispozitiv electric sau antrenare pneumatică etc.
Despre autor: admin