Când vehiculul se deplasează în curbe, roțile axei motoare acoperă un traseu de lungimi diferite. Pentru a preveni alunecarea anvelopelor, roțile trebuie să se rotească la viteze diferite. Luați în considerare: ce este un diferențial și cum funcționează, care sunt soiurile.
Ce este?
Un diferențial este un mecanism care permite roților axei motoare să se rotească la viteze diferite și cu același cuplu furnizat acestora. Într-o transmisie cu o singură axă antrenată, diferențialul este instalat între roțile de tracțiune (interroată). V mașini cu tracțiune integrală poate fi amplasat între axele motoare (centru).Produsul forței de tracțiune și raza roții dă cuplul pe care diferențialul trebuie să îl transmită roților. Când tracțiunea este slabă sau o roată este suspendată, cuplul și tracțiunea la roată sunt foarte mici sau nu, vehiculul nu va putea continua să conducă. Aceasta este o caracteristică a diferenţialului larg răspândit cu angrenaje conice. Acest tip de diferențial se numește simetric, deoarece distribuie cuplul în mod egal între roți.
Acest lucru se datorează faptului că satelitul funcționează ca o pârghie cu brațe egale și transferă doar forțe egale către angrenajele osiilor și, în consecință, către roțile motoare. Dacă una dintre roți are o aderență redusă suprafața drumului, atunci cuplul efectiv pe acesta este mic, respectiv diferențialul simetric va furniza aceeași forță celeilalte roți. Adică, dacă o roată alunecă, forța de tracțiune pe a doua este zero, ceea ce afectează negativ capacitatea de cross-country.
Pentru a o îmbunătăți pe mașini, se folosesc blocaje diferențiale complete sau parțiale, al căror grad este estimat prin coeficientul de blocare.
Factor de blocare (Kb) - raportul cuplului de pe roata care rămâne în urmă cu momentul de pe roata principală. Valoarea sa pentru un diferențial simetric este întotdeauna egală cu 1, pentru diferențiale frecare crescută de la 1 la 5. Cu cât sunt mai mulți KB, cu atât o mai bună capacitate de cross-country mașină. Adică, cu KB = 3, momentul pe roata întârziată va fi de trei ori mai mare decât pe roata derapaj. Dar momentul pe roată la această secundă va fi posibil de la 20 la 70%, în funcție de posibilitatea mecanismului de blocare.
Există mai multe tipuri de diferențiale.
Diferențial cu blocare completă
Blocarea diferențialului forțat este utilizat în principal pe SUV-uri și camioane, pentru a îmbunătăți permeabilitatea off-road. Se pornește prin intermediul unei chei în salon, după caz. Este foarte important să dezactivați blocarea atunci când conduceți pe teren uscat, pentru a evita deteriorarea arborilor de osie.
Un exemplu este blocarea diferenţialului central pe VAZ-2121. Acționat forțat de șofer. Vitezele unghiulare ale roților sunt întotdeauna egale aici, ceea ce contrazice condițiile de conducere ale mașinii de-a lungul curbei, duce la uzura cauciucului și deteriorarea manevrabilitatii pe suprafețe dure.
Cuplaj vâscos
Cuplajul vâscos este un ambreiaj cu mai multe plăci în care moment transmis crește odată cu creșterea diferenței dintre vitezele arborilor de conducere și arborii conduși. Folosit în sistemele permanente simplificate tractiune intergrala si ca mecanism de blocare a diferentialelor.Principiul de funcționare al cuplajului vâscos Se bazează pe proprietățile speciale ale unui fluid siliconic special: atunci când temperatura crește, vâscozitatea acestuia nu scade, ca, de exemplu, în cazul uleiului, ci crește. Cuplajul vâscos este un cilindru umplut cu fluid siliconic. In interior se afla un pachet de discuri perforate, legate printr-un singur, respectiv, cu arborii de antrenare si de antrenare.
V transmisie cu tracțiune integrală la conditii normale de mișcare, arborii se rotesc cu aproximativ aceeași viteză: arborele de intrare este antrenat de cuplul de la axa principală de antrenare, iar arborele de ieșire rotește roțile cu care este conectat. Când roțile axei motoare principale alunecă, arborele de intrare se rotește mai repede decât arborele de ieșire (mașina este practic oprită), fluidul se încălzește din cauza frecării cu discurile, iar ambreiajul începe să transmită mai mult cuplu la ieșire. arborele.
Un dezavantaj semnificativ al cuplajului vâscos: acționarea cuplajului necesită timp, iar caracteristica optimă a acestuia este greu de găsit. Prin urmare, mulți producători abandonează utilizarea ambreiajelor vâscoase în favoarea ambreiajelor cu plăci multiple controlate electronic.
Înțepeniți
Din englezi. CUPLUL - cuplu și "SENSING" - sensibil, adică sensibil la cuplu... Sateliții sunt amplasați în carcasă perpendicular pe axa acesteia, sunt conectați în perechi cu ajutorul angrenajului drept și sunt conectați cu angrenaje semiaxiale prin angrenaj melcat. La rândul său, angrenajul cu jumătate de axă asociat cu roata întârziată rotește satelitul care se cuplează cu acesta, acesta, la rândul său, rotește al doilea satelit și angrenajul cu jumătate de axă.
O astfel de conexiune cinematică rigidă permite roților mașinii să se rotească la viteze diferite. Forțele de frecare care apar în angrenajul melcat din diferența de momente pe roți efectuează blocarea diferențialului. Defectul de proiectare este complexitatea fabricării, asamblarii unității ca întreg și reparației.
Quife
Sateliții sunt dispuși în două rânduri paralele cu axa de rotație a corpului. Mai mult, acestea nu sunt atașate la axe, ci sunt amplasate în deschiderile carcasei închise de ambele părți. Rândul din dreapta de sateliți (pot fi de la 3 la 5) se îmbină cu treapta din dreapta a semiaxului, cea din stânga - cu stânga. În plus, sateliții din diferite rânduri sunt legați printr-un singur rând.
Când una dintre roți începe să rămână în urmă, angrenajul cu jumătate de punte asociat cu acesta începe să se rotească mai lent decât carcasa diferențialului și rotește satelitul care se cuplează cu el. Transferă mișcarea către satelitul asociat cu acesta și, la rândul său, la angrenajul cu jumătate de ax. Acest lucru asigură turații diferite ale roții în colț.
Datorită diferenței de cuplu pe roți, apar forțe de frecare, care efectuează blocarea, ceea ce crește forța de tracțiune a mașinii, crescând capacitatea sa de traversare. Diferențiale de acest tip au primit cel mai răspânditîn acordare.
V mașini moderne există multe componente și ansambluri care sunt disponibile în toate modelele de toate mărcile. Una dintre ele este diferența. Este necesar pentru a asigura o viteză unghiulară diferită a roților situate la pornirea razei sale exterioare și interioare. Vehiculele cu tracțiune integrală au mai multe diferenţial central, care în majoritatea cazurilor este echipat cu încuietoare.
În acest articol vom vorbi despre ce este un diferențial central, pentru ce este o blocare a diferențialului central și despre ce tipuri de bază este.
Fiecare mașină are cel puțin un diferențial. Un astfel de dispozitiv împarte cuplul furnizat acestuia de arbore de intrare, între arborii de osie care îl transmite fiecăreia dintre roțile motoare. Un vehicul cu patru roți motrice (adică unul cu patru roți motrice) este echipat cu cel puțin două diferențiale, câte unul pentru fiecare pereche. În majoritatea cazurilor, pe ele este instalat altul, unul interaxle, care are capacitatea de a bloca.
Necesitatea utilizării unui diferențial central pe vehiculele cu tracțiune integrală se datorează faptului că acestea trebuie să se miște suficient conditii dificile, adesea pe teren neuniform. În astfel de cazuri, a presiune diferităși de aceea este necesar să se distribuie cuplul între ele.
Pentru ce este blocarea diferenţialului central?
Trebuie remarcat faptul că orice diferențial (inclusiv cel central), împreună cu principalul său avantaj, constând în asigurarea separării cuplului, are unul dezavantaj semnificativ... Este o consecință directă a avantajului și constă în faptul că, dacă roțile uneia dintre osii încep să alunece, atunci li se transmite mai mult cuplu prin diferenţial. Acest lucru reduce semnificativ capacitatea vehiculului de cross-country, ceea ce este complet inacceptabil pentru SUV-uri. Din acest motiv, aproape toate diferențialele de centru instalate pe ele sunt echipate cu o funcție de blocare.
Când este pornit, același cuplu este transmis la ambele osii ale vehiculului. Datorită acestui fapt, același efort este transmis acelor roți care nu alunecă ca și celor care alunecă. Acest lucru este necesar pentru ca mașina să poată ocoli un loc alunecos.
Soiuri de blocări ale diferențialului central
În SUV-urile moderne, sunt implementate două tipuri de blocare a diferențialului central: manual și automat. Ambele implică închiderea completă sau parțială a nodului. Mai des pe mașini teren accidentat sunt instalate blocaje automate ale diferențialelor interax. Există trei tipuri principale:
- Cuplaj vâscos;
- Blocare Tipul Torsen;
- Blocare cu ambreiaj cu frecare.
Fiecare dintre aceste tipuri de blocare are propriile sale caracteristici de proiectareși beneficii.
Blocare cu cuplaj vâscos
Acest tip de blocare a diferențialului central este de departe cel mai comun. Este construit conform unei scheme planetare simetrice, care se bazează pe interacțiunea angrenajelor conice între ele. Unul dintre elemente esentiale designul său este o cavitate închisă ermetic umplută cu un amestec ulei-aer-silicon. Este conectat la arborii axului prin intermediul a două pachete de discuri separate.
Dacă vehiculul cu tracţiune integrală este condus cu viteza constanta pe o suprafață plană, atunci diferențialul central, echipat cu un astfel de sistem de blocare, transmite cuplul către axele motoare față și spate într-un raport de 50% la 50%. În cazul în care rotația unuia dintre pachetele de discuri este accelerată, atunci din cauza creșterii presiunii în cavitatea etanșă, cuplajul vâscos începe să blocheze (adică să încetinească) pachetul corespunzător. Datorită acestui lucru, vitezele unghiulare sunt nivelate și, de fapt, diferența centrală este blocată.
Principalele avantaje ale unui astfel de sistem sunt simplitatea designului și costul redus. Acești factori au condus la utilizarea pe scară largă a cuplajelor vâscoase în sistemele de blocare a diferențelor interax. SUV-uri moderne... În ceea ce privește dezavantajele acestui design, acestea ar trebui să includă blocarea automată incompletă, precum și riscul de supraîncălzire dacă funcționează pentru o perioadă lungă de timp. Faptul este că o parte semnificativă din energia cinetică de rotație transferată acestuia este convertită în energie termică.
Încuietoare Torsen
Constă din elemente de bază precum carcasa, angrenajele din stânga și dreapta, sateliții acestora și arborii de ieșire. Experții din domeniul auto consideră că designul acestui tip de blocare a diferențialului central este de departe cel mai eficient și perfect.
Baza acestui mecanism de blocare este alcătuită din două perechi de roți melcate, fiecare având un master și un slave (se numesc semi-axiale și sateliți). Funcționarea acestui sistem se bazează pe unele dintre caracteristicile pe care le are acest tip de echipament. Dacă toate roțile mașinii au aceeași aderență, diferențialul funcționează operatie normala... De îndată ce unul dintre ei începe să se rotească mai repede decât celelalte dintr-un motiv sau altul, satelitul asociat cu acesta încearcă să se rotească în partea din spate... Drept urmare, angrenajul melcat este supraîncărcat și arborii de ieșire sunt blocați. Cuplul „eliberat” este transferat pe cealaltă axă, drept urmare valorile sale sunt egalizate.
Cele mai importante avantaje ale blocării diferențiale centrale de tip Torsen sunt viteza de răspuns foarte mare și gamă largă valorile transferului de cuplu de la ax la ax. În plus, o astfel de blocare nu se supraîncărcă sistem de franare mașină. Principalul dezavantaj al acestui design este complexitatea sa.
Blocare cu ambreiaj cu frecare
Principalul trăsătură distinctivă un astfel de sistem este că presupune posibilitatea atât automată cât şi blocare manuală diferenţial central. Din punct de vedere structural, este foarte asemănător cu sistemele cu un cuplaj vâscos, numai discuri de frecare sunt instalate în el în locul acestora din urmă.
Înainte de a continua cu luarea în considerare a diferențialelor, a tipurilor și a nuanțelor de lucru ale acestora, ne întoarcem mai întâi la teorie. De ce avem nevoie de un diferențial la mașinile moderne și care este principiul funcționării acestuia?
Diferențialul, așa cum spune teoria, este dispozitiv mecanic cu un fel special planetar transmisie cu trepteîmpărțirea momentului arborelui de intrare (în cazul nostru arborele cardanic) între arborii de ieșire (semi-așii) mașinii, transmițând, momentul forței de la arborele de transmisie către arborii punții spateîn versiunea cu tracțiune spate sau direct din motor direct pe arborele punții în mașină cu tracțiune față astfel (diferențialul este amplasat în cutia de viteze) încât vitezele unghiulare de rotație ale acestor arbori de osie pot fi diferite unele în raport cu altele, iar roțile mașinii parcurg o cale diferită (de exemplu, într-o viraj). Din nou, totul din teorie, în timpul trecerii virajului, roțile mașinii trec de-a lungul unor traiectorii diferite, și anume, de-a lungul interioarei și exterioare, prin urmare, în consecință, se dovedește că roata care se rotește de-a lungul razei exterioare face (curge ) o cale mai lungă decât roata care se rotește de-a lungul razei interioare, ceea ce înseamnă că viteza unei astfel de rotații a roților va fi diferită, i.e. viteza de rotire (curgere) a roții de-a lungul razei interioare trebuie să fie mai mică decât viteza roții care se rotește de-a lungul razei exterioare.
Aceasta este tocmai sarcina principală a diferenţialului, adică. distribuiți corect viteza de rotație a arborilor la ieșire și, în consecință, roțile în sine.
Scopul diferenţialului auto:
- permite rotirea roților motoare la diferite viteze unghiulare;
- transferă inseparabil cuplul de la motor către roțile motoare.
Principala problemă care a apărut în zorii erei automobilelor a fost rezolvată prin utilizarea unui diferențial, acum mașina poate parcurge viraj mai în siguranță și fără alunecarea roților și, prin urmare, fără încărcare excesivă pe transmisie, pe anvelope și pe rulmenții roților înșiși. Dar apoi a mai fost un inconvenient.
Cel mai simplu diferențial are o „trăsătură” izbitoare, datorită căreia este categoric nepotrivit pentru situații rutiere dificile, extreme.
Când roțile motrice au aderență de 100%, atunci totul va merge bine, iar diferențialul își va îndeplini funcția perfect, dar odată ce una dintre roți ajunge într-o situație în care (anvelopa) își pierde tracțiunea sau cade pe un alt tip de sol sau pe gheață, atunci exact roata care a pierdut aderența va începe să se rotească, iar roata opusă, care se află pe un teren mai tenace, va rămâne pur și simplu nemișcată.
Fără a intra în chiar nuanțele mecanismului, puteți afirma pur și simplu faptul că diferențialul nu își schimbă cuplul, pur și simplu redistribuie puterea între roți și această putere va fi întotdeauna mai mult pe acea roată anume care se rotește mai repede. Când roata alunecă, rezistența și cuplul ei vor fi minime, ceea ce înseamnă că cuplul transmis de la motor însuși direct la roată va fi extrem de mic, ceea ce înseamnă că pe roata opusă acest cuplu îi va corespunde, adică va fi minim.
În acest sens, inginerii și producătorii auto din majoritatea companiilor auto au început să caute o nouă soluție la această problemă. Un numar mare de ( tipuri diferite dispozitive) diferențiale. Principalele tipuri ale celor pe care am dori să le consacrăm în acest articol. Și, de asemenea, am dori să le spunem cititorilor noștri despre principalele avantaje și dezavantaje specifice ale anumitor tipuri de aceste dispozitive și, de asemenea, pe care mașini moderne se pot găsi asta sau acel tip de diferențial astăzi.
Diferențial gratuit (Open Differential).
Esența operei sale.
Împarte cuplul motorului în două axe, fiecare capabilă să se rotească la viteze diferite.
Dezavantaje.
Dacă roata își pierde aderența pe șosea, cuplul pe roata opusă scade și el (cade). V cel mai rău caz, o mașină blocată va avea o roată care se învârte liber, în timp ce roata opusă cu aderență mai bună nu poate transfera pur și simplu suficient cuplu la suprafață (drum) pentru a deplasa mașina.
Sistemele moderne de control al tracțiunii compensează acest lucru prin aplicarea frânelor pe roata care și-a pierdut tracțiunea. Dar această abordare a problemei ajută doar parțial, un diferențial mai complex, de regulă, acționează mai rapid și este mai eficient decât același tip standard de astfel de mecanism.
Instalat pe majoritatea mașinilor care nu au „pretenții” pentru lipsuri de mare putere(sunt suficient de puternici), sau care „nu au nicio ambiție” pentru orice off-road (SUV-uri), precum și pe sedanuri de familie, etc.
Blocarea diferenţialului.
Cum lucrează.
Când diferenţialul este blocat, roţile maşinii se vor roti constant cu viteze egale... Pe nisip, noroi și zăpadă, un diferențial blocat asigură că cuplul continuă să curgă către roțile cu tracțiune mai mare.
Dezavantaje.
Deblocat acest mecanism se comportă exact ca un diferențial liber. Blocare diferenţial pe suprafaţă cu nivel inalt proprietățile de tracțiune, cum ar fi pe același asfalt uscat, împiedică direcția vehiculului și pot deteriora grav transmisia vehiculului.
Pe ce mașini se găsește.
Wrangler,; se poate potrivi opțional pe cele mai multe jeep-uri și pickup-uri de dimensiuni mari.
Diferenţial cu alunecare limitată. Diferenţial cu alunecare limitată.
Cum lucrează.
Diferenţialul cu alunecare limitată combină două concepte, un sistem diferenţial liber şi unul blocabil. Este capabil să funcționeze de cele mai multe ori ca un diferențial normal și în momentul potrivit se blochează automat, adică în momentul în care una dintre roți alunecă. Blocarea se realizează prin cuplaj vâscos, sau un ambreiaj cu frecare, sau datorită unui sistem complex de tip hidro-rotor. În vehiculele militare, se instalează diferențiale cu autoblocare cu angrenaje sau came.
Dezavantaje.
Diferențialele cu alunecare limitată pur mecanice sunt reactive. Adică nu sunt blocate până nu se produce alunecarea roții.
Pe ce mașini se găsește.
cu Pachet sport(cu cuplaj vâscos), (tip ambreiaj), (dintate elicoidale).
Diferențial cu alunecare limitată controlat electronic.
Cum lucrează.
Avantajele acestor control electronic prin faptul că mărește tracțiunea într-un colț și poate fi reglat gradul de blocare a diferențialului.
De exemplu, dacă computerul unei mașini detectează că este supravirat la viraje, poate bloca diferențial mai greu pentru a stabiliza mașina.
Servește la distribuirea cuplului care îi este furnizat între arborii de ieșire și le permite să se rotească cu viteze unghiulare inegale.
Când un vehicul cu roți se deplasează în jurul unei curbe, roata interioară a fiecărei axe parcurge o distanță mai mică decât roata sa exterioară, iar roțile unei axe parcurg căi diferite în comparație cu roțile celorlalte axe.
Traseele inegale sunt parcurse de roțile vehiculului la deplasarea peste denivelări pe porțiuni drepte și la viraje, precum și în cazul conducerii în linie dreaptă pe un drum plat cu raze diferite rularea roților, de exemplu, cu presiunea aerului inegală în anvelope și uzura anvelopelor sau distribuția neuniformă a sarcinii pe vehicul.
Dacă toate roțile s-ar roti la aceeași viteză, acest lucru ar duce inevitabil la alunecarea și alunecarea lor față de suprafața de susținere, ceea ce ar duce la uzura crescută a anvelopelor, sarcini crescute în mecanismele de transmisie, consumul de putere al motorului pentru alunecare și alunecare, consum crescut de combustibil, și, de asemenea, dificultatea de a întoarce vehicul de transport... Astfel, roțile vehiculului trebuie să se poată roti la viteze unghiulare inegale una față de cealaltă. Pentru roțile nemotrice, acest lucru este asigurat de faptul că sunt montate liber pe axele lor și fiecare dintre ele se rotește independent unul de celălalt. Pentru roțile motrice, acest lucru este asigurat prin instalarea diferenţialelor în transmisia acestora.
Tipuri de bază de diferențiale
După locație, diferențialele sunt împărțite în:
- interroată (distribuirea cuplului între roțile motoare ale unei axe)
- interax (distribuirea momentului între treptele principale ale celor două osii motoare)
- central (distribuirea momentului între un grup de osii motoare)
În funcție de raportul cuplurilor de pe arborii antrenați, diferențele pot fi:
- simetric (momentele de pe arborii conduși sunt întotdeauna egale între ele)
- asimetric (raportul momentelor de pe arborii conduși nu este egal cu unul)
Diferențiale se disting și:
- deblocabil
- blocat forțat
- autoblocare
Prin design, diferențialele sunt împărțite în:
- conic
- cilindric
- cam
- vierme
În unele cazuri, în loc de diferențiale, sunt instalate mecanisme precum ambreiajele. roată liberă.
În prezent, pe vehiculele cu roți, cele mai răspândite sunt diferențialele conice simetrice neblocante.
Video: Cum funcționează diferențialul?
Circuite diferențiale
Orez. Scheme de diferențiale simple cu un raport constant de momente pe arbori conduși: a - simetric conic; b - simetric cilindric; în - cilindric asimetric; g - conic asimetric; 1, 8 - arbori diferențiali stânga și dreapta; 2, 6 - angrenaje pe jumătate de axă stânga și dreaptă; 3 - satelit; 4 - caz diferential; 5 - roata condusa treapta principală; 7 - axa de rotație a sateliților; 9 - echipament solar; 10 - unelte epiciclice
Orez. Diferențial înclinat simetric între roți: 1, 8 - cupe diferențiale; 2, 7 - șaibe de sprijin semi-axiale roți dintate; 3, 6 - angrenaje semiaxiale; 4 - spalator suport satelit; 5 - sateliți; 9 - traversă
Orez. Scheme ale diferenţialelor asimetrice: a - conice; b - cilindric
Orez. Diferențial cu came a mașinii GAZ-66-11 (a) și schema de funcționare a acesteia (b): 1 - pinion intern; 2 - separator; 3 - pinion exterior; 4 - cupa diferential; 5 - biscuit
Orez. Blocabil diferenţial pe axă transversală: 1 - cuplaj; 2 - janta dintata
Orez. Diferenţial central al maşinii KAMAZ-5320: 1 - arbore de transmisie; 2 - o manșetă de etanșare; 3 - caz diferential; 4, 7 - şaibe suport; 5, 17 - cupe diferențiale; 6 - satelit; 8 - senzor de blocare; 9 - dop de umplere; 10 - cameră de blocare pneumatică; 11 - dop; 12 - inel de reținere; 13 - ambreiaj dintat; 14 - ambreiaj de blocare; 15 - dop de scurgere; 16 - Angrenaj tracțiune pe axa mijlocie; 18 - traversă; 19 - roata dințată a axei spate; 20 - șurubul pentru fixarea cupelor; 21 - rulment; 22 - capac rulment
Orez. Funcționare diferențială pe axele transversale: a - schema generala; b - când se deplasează drept; în - la întoarcere; 1 - caz diferential; 2, 5 - angrenaje semiaxiale; 3 - traversă: 4, 6 - sateliți; 7 - roata dințată de conducere a transmisiei principale; 8, 9 - semiarbore; 10 - o roată dințată condusă a transferului principal
Orez. Interaxial diferențial Torsen: 1, 3 - roți dințate pe jumătate de axă dreapta și stânga; 2 - caz diferential; 4 - satelit asociat cu roata dințată cu jumătate de ax; 5, 7 - arbori de ieșire diferențiali; 6 - satelit asociat cu angrenajul semiaxului din stânga
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, vitezele unghiulare ale roților 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 arborelui elicei; 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 motrice lovește un drum alunecos ( asfalt umed, pete de ulei, gheata), rezistenta la rotatie scade brusc, scade si aderenta, ceea ce inseamna ca roata nu este capabila sa aiba forta de tractiune necesara. 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, apare un dezavantaj semnificativ al unui 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). Cele mai moderne dezvoltări folosesc sisteme electronice controlul alunecării roților bazat 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 dublă frecare, care este utilizat pe scară largă în mașini 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. V conditii normale ei nu participă la lucru, dar de îndată ce una dintre roțile lor începe să alunece (adică se rotește semnificativ mai repede decât cealaltă), camele se rotesc și perechile de viteze se cuplează, oferind 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 diferențiale vă permite să vă deplasați cu încredere în condiții dificile de drum și crește semnificativ capacitatea de cross-country off-road.
M diferenţialul cu o osie şi blocarea acestuia
Dacă nu există o partajare a puterii de la centru la centru (diferențial central sau mecanism de oprire), puntea față trebuie oprită, astfel încât roțile din față și din 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. Pentru ușurință de condus și siguranță vehicule cu tracţiune integrală cu o astfel de unitate, ele depășesc chiar și tracțiunea 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, iar în modul de tracțiune integrală se stabilește o conexiune cinematică rigidă între axe. 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 se folosesc butuci de roata (ambreiaj cu roata libera), care pot fi automate si manuale, decupland arborii axului cu ajutorul unui aparat electric sau antrenare pneumatică etc.
Despre autor: admin