Tipuri de diferențiale auto. Diferențial central cu ambreiaj de frecare

În cazul unei mașini, diferențialul este responsabil pentru distribuirea cuplului între roțile motoare și permite, de asemenea, roțile să se rotească la diferite viteze unghiulare în anumite condiții.

Citiți în acest articol

Unde este diferențialul dispozitivului de transmisie al vehiculului, tipuri de diferențiale

După cum știți, mașinile au tracțiune față, tracțiune spate și tracțiune integrală. În ceea ce privește locația diferențialului:

• dacă acționarea este implementată pe roțile din față, diferențialul este în sine;
• pe o mașină cu tracțiune spate, diferențialul este instalat în carter puntea spate;
• în mașini cu tractiune integrala pentru a acționa roțile motoare, diferențialul este situat în carcasa punții față și spate, iar pentru a acționa axele motoare, mecanismul este instalat în carcasa de transfer (carcasa de transfer).

Diferențialele sunt, de asemenea, diferențiale între axe și între axe. Dacă diferențialul este utilizat pentru a conduce roțile motoare, acesta este diferențial între roți. Diferențial central situată între axele motoare pentru vehiculele cu tracțiune integrală.

În ceea ce privește dispozitivul și caracteristicile de proiectare, diferențialul se bazează pe o cutie de viteze planetară. Având în vedere tipul Angrenaj, care se folosește în cutia de viteze, diferențialul (cutia de viteze) poate fi: conic, cilindric, melcat. Acum să aruncăm o privire mai atentă asupra structurii și principiului de funcționare a diferențialului în detaliu.

Dispozitiv diferențial și principiul de funcționare

Să începem cu primul tip. Un diferențial conic va funcționa adesea ca un diferențial pe osie. Un diferențial cilindric se găsește de obicei pe tracțiunea integrală și este plasat între axe. Diferențialul melcat este universal, ceea ce vă permite să puneți mecanismul atât între roți, cât și să îl utilizați ca unul interaxial.

În acest caz, cel mai frecvent este diferențialul conic și elemente de baza desenele sale sunt utilizate în mod activ în dispozitivul altor tipuri de diferențiale. Din acest motiv, luați în considerare proiectarea și principiul de funcționare al diferențialului teșit ca exemplu.

• Deci, diferențialul conic, așa cum am menționat mai sus, este de fapt o cutie de viteze planetară. Designul include angrenaje cu jumătate de ax și sateliți, care se află în carcasă (cupă diferențială).

Cuplul este transmis la carcasă de la angrenajul principal, apoi prin sateliți este transmis la angrenajele laterale. De asemenea, angrenajul principal antrenat de angrenaj este atașat la corp (suport rigid). Axele sunt instalate în corp, sateliții se rotesc pe axe.

Sateliții înșiși, care implementează funcția angrenajului planetar, permit conectarea corpului și a angrenajelor laterale. Având în vedere cât de mult cuplu trebuie transmis, 2 sau 4 patru sateliți pot fi integrați în designul diferențial.

Angrenajele solare (angrenaje cu jumătate de ax) transmit cuplul la roțile motoare ale vehiculului. Transmisia are loc prin semi-arbori, conectarea angrenajelor cu jumătate de ax și semi-arbori se face prin caneluri.

Angrenajele cu jumătate de osie pot fi stânga și dreapta, cu același număr sau diferit de dinți. Dacă numărul dinților este același, atunci acesta este un diferențial simetric, în dispozitivul diferențial asimetric se folosește un număr diferit de dinți pe roata dințată stângă și dreaptă.

În primul caz, diferențialul simetric permite distribuirea cuplului în mod egal de-a lungul axelor, și indiferent de magnitudinea vitezelor unghiulare ale roților motrice.

Un astfel de diferențial este utilizat pentru instalarea între roți (diferențial simetric pe puntea transversală). Un diferențial asimetric este capabil să împartă cuplul într-un raport sau altul. Această caracteristică permite folosirea acestuia între osii motoare.

Acum să trecem la principiile diferențialului. În primul rând, diferențialul simetric funcționează în trei moduri principale. Primul mod este condus în linie dreaptă, al doilea este condus într-un colț, al treilea este condus pe drumuri cu aderență slabă (noroi, gheață etc.).

Când mașina circulă drept înainte, roțile au o rezistență egală. Există un transfer de cuplu de la angrenajul principal la carcasa diferențialului. Sateliții se deplasează împreună cu corpul, care, la rândul său, transferă cuplul pe roțile motoare.

Ținând cont de faptul că rotația sateliților pe axe nu are loc, mișcarea angrenajelor cu jumătate de axă se efectuează cu o viteză unghiulară egală, viteza de rotație a angrenajelor stânga și dreapta este egală cu viteza de rotație a angrenajului antrenat al acționării principale.

Cu toate acestea, dacă mașina intră într-o viraj, roata care este mai aproape de centru (acționarea interioară) este încărcată mai mult și începe să experimenteze mai multă rezistență în comparație cu roata exterioară (cea mai îndepărtată de centrul virajului).

Ca urmare a creșterii sarcinii, angrenajul intern pe jumătate a osiei încetinește oarecum rotația și acest lucru duce la faptul că sateliții încep să se rotească în jurul axei lor. O astfel de rotație a sateliților duce la o creștere a vitezei de rotație a angrenajului semi-axial exterior.

• În practică, capacitatea de a mișca roțile motoare la diferite viteze unghiulare face posibilă rotirea fără alunecare. Apropo, cuplul este încă distribuit în mod egal la roțile motoare.

Dacă mașina este blocată în noroi, zăpadă sau gheață, o roată are mai multă rezistență decât cealaltă. În acest caz, diferențialul (datorită designului său) inițiază o rotație accelerată a roții de derapare, în timp ce cealaltă roată încetinește.

Cu toate acestea, aderența insuficientă cu o acoperire nu permite obținerea unui cuplu mare pe roata de derapare, iar particularitatea diferențialului simetric va împiedica, de asemenea, dezvoltarea momentul potrivit pe cealaltă roată. Adesea, în acest caz, mașina pur și simplu nu poate continua deplasarea.

Ieșirea din situație este necesitatea de a crește cuplul pe roată, care nu alunecă. Pentru a face acest lucru, diferențialul trebuie blocat. Din acest motiv, SUV-urile au oportunitate suplimentară blocaje diferențiale, în timp ce autoturismele și chiar unele SUV-uri bugetare moderne sunt private de această funcție.

Citește și

Dispozitivul și principiul de funcționare al unei transmisii mecanice. Vizualizări cutii mecanice(cu doi arbori, cu trei arbori), caracteristici, diferențe

Diferențialul face parte din transmisie, sistemul care conectează motorul la roțile motoare ale vehiculului. Acest mecanism este implicat în transferul forțelor de rotație (cuplul) de la motor la roți, dar funcția sa principală este aceea că asigură rotația roților la rotirea mașinii la diferite viteze unghiulare.

În absența unui diferențial, roțile mașinii se rotesc cu aceeași viteză la virare, ceea ce duce la alunecarea roții, care se deplasează de-a lungul diametrului exterior mai mare al arcului pivotant. Acest efect are un efect extrem de negativ asupra manevrabilității mașinii și duce la uzura rapidă a anvelopelor.

V industria automobilelor moderne există trei opțiuni pentru plasarea cutiei diferențiale în unitatea de transmisie:

• într-o mașină cu conducere rotile din spate(tracțiunea spate) - în zona punții spate;
• la mașinile cu tracțiune față - direct în cutia de viteze;
• la vehiculele cu tracțiune integrală (4WD), dispozitivul diferențial poate fi amplasat atât în ​​carcasa de transfer în sine, cât și în zonele ambelor axe.

Dispozitiv diferențial

Proiectarea dispozitivului diferențial se bazează pe o cutie de viteze planetară. În funcție de ce angrenaje (angrenaje) sunt utilizate pentru a roti roțile, diferențialul este împărțit în trei tipuri diferite:

• conic;
• cilindric;
• vierme.

Cea mai răspândită este transmisia cu transmisie conică și, în consecință, diferențialul conic. Este montat în mod tradițional între cele două axe ale vehiculelor cu tracțiune integrală și nu între roți, așa cum este posibil cu alte tipuri.

Principalele elemente structurale sunt aceleași pentru toate tipurile de diferențiale, prin urmare, vom lua în considerare structura ansamblului folosind exemplul unui mecanism conic.

Angrenajul diferențial de tip conic constă din următoarele elemente:

• reductor planetar;
• angrenaje cu sateliți;
• corpul dispozitivului.

În argoul profesional pentru inginerii auto și specialiștii centrelor de service, corpul unui dispozitiv diferențial este numit „cupă”. Scopul său principal este de a primi forțele de rotație ale motorului și de a le transfera prin sateliți la trepte. Angrenajul antrenat al angrenajului de antrenare este atașat la suprafața cupei, iar axele sunt montate în interiorul cupei, pe care se mișcă sateliții. De fapt, ei sunt cei care efectuează cuplarea cupei (corpului) și a uneltelor. La vehiculele de pasageri, în mod tradițional se folosește doar o pereche de sateliți, la vehiculele de marfă - doi, deoarece este necesar să se transmită un cuplu deosebit de mare.

După ce au primit energie de la sateliți, angrenajele încep să se deplaseze de-a lungul axei și transmit același cuplu fără modificări la perechea de roți motrice. Ca urmare, vehiculul începe să se miște.

Angrenajele situate pe axe pot avea un număr egal sau diferit de dinți (spline). Dacă numărul dinților este egal, atunci angrenajul formează un diferențial simetric - cuplul este distribuit de-a lungul axelor în proporții egale. Dacă numărul dinților nu este egal, atunci are loc o distribuție asimetrică a energiei la roți, care asigură capacitate sporită de cross-countryîn complex starea drumului.

Funcționalitate diferențială a dispozitivului

Diferențialul simetric poate funcționa în unul dintre cele trei moduri disponibile.

Modul principal este drept înainte. V acest mod roțile îndeplinesc aceeași forță de rezistență la drum și, în consecință, primesc același cuplu.

Când intrați într-un colț, modul diferențial se schimbă. Chiar și o ușoară virare la stânga sau la dreapta duce la faptul că roata interioară are mai multă rezistență decât cea exterioară. Pentru a netezi acest defect, angrenajul interior încetinește și, prin urmare, forțează sateliții să se deplaseze în cealaltă direcție, ceea ce va crește amplitudinea de rotație a angrenajului semi-ax exterior. Din această cauză, viteza unghiulară de rotație a celor două roți motrice se schimbă, datorită căreia se efectuează o intrare lină într-o viraj.

Al treilea mod în funcționarea dispozitivului diferențial este activat atunci când conduceți pe gheață sau pe altă suprafață glisantă. Una dintre roțile motoare începe să experimenteze rezistență, în timp ce cealaltă nu. Diferențialul în astfel de cazuri face ca roata de alunecare să se miște cu viteza maxima, iar a doua roată este oprită. După trecerea unui obstacol, este necesar să se egalizeze alimentarea cu energie a setului de roți, care poate necesita blocarea diferențială.

Potrivit experților de la Grupul de companii Favorit Motors, astăzi utilizează mari producători auto europeni și americani dezvoltări propriiîn domeniul diferențialelor. De exemplu, modelele propuse Mașini Cadillac(Sistem controlat), Chevrolet (diferențial de pozitivare) și Ford (mecanisme Equa-Lock și Traction-Lok) folosesc doar modelele lor de mecanisme de distribuție în transmisie.

Tipuri de diferențiale moderne

• Quaife

Acesta este unul dintre cele mai constructive dispozitive simple, care este alcătuit dintr-un mecanism de angrenaj planetar (într-un design plat) și o schemă cu sateliți dubli, care se interconectează între ei în timpul funcționării. Se folosește un ambreiaj elicoidal care, sub sarcină grea, dă puteri axiale și le transferă în perechile de sateliți. Datorită rotației suplimentare a rândului necesar de sateliți la viraje sau alunecări pe suprafețe alunecoase, este posibil să se realizeze frânarea unei roți și să se dea energie celeilalte.

Diferențialul Quaife implică utilizarea a cinci perechi de sateliți simultan pentru o fiabilitate maximă a aderenței dinților elicoidali între ei. Acest lucru, pe de o parte, vă permite să utilizați în mod eficient mecanismul în cele mai dificile condiții de drum. Și, pe de altă parte, sugerează că, în timp, va exista o uzură extinsă a întregii structuri ca întreg.

Mecanismul diferențial de tip Quaife a fost brevetat în 1965. Astăzi este utilizat în principal în curse sau mașini sport, precum și unele modele de mașini cu tracțiune față.

• Torsen

E dragut aspect vechi dispozitiv diferențial cu vierme, a fost inventat în anii 1950. Astăzi, producătorii de automobile folosesc 3 versiuni îmbunătățite ale diferențialului Torsen, dar toate funcționează aproximativ în același mod. Angrenajele, care sunt amplasate pe arborii axului motor, formează o așa-numită pereche de roți cu melci cu sateliți. În acest caz, ceea ce este important, pe fiecare semiax sunt proprii sateliți, care sunt cuplați în perechi în unele poziții cu sateliții celuilalt semiax.

Când se deplasează înainte în linie dreaptă, perechile de viermi sunt într-o poziție oprită, iar la virare, se rotesc. Următoarea rotație de-a lungul axei oferă o schimbare a unghiului roții în timpul virajelor. Torsen diferențial este considerat cel mai puternic și durabil, funcționează la capacitate maximăși raporturile de cuplu.

• Mecanism de blocare a discului

Acest tip de dispozitiv diferențial constă dintr-un mecanism de transmisie planetară simetric, care este fixat pe angrenaje conice. Angrenajele au două cuplaje mici de aceeași formă și două discuri. În parte, discurile se pot agăța de cupa diferențială în sine și parțial vin în contact cu ambreiajul, care funcționează sub influența angrenajului antrenat.

Esența blocării diferențiale este că, odată cu creșterea forței mecanice asupra angrenajelor, apar puteri axiale secundare. Forțe suplimentare tind să rupă articulațiile dintre angrenaje. În momentul în care reușesc, viteza fiecărei roți este nivelată datorită faptului că viteza unghiulară capătă aceeași valoare.

Diferențialul de blocare a discului a apărut la sfârșitul anilor 1930, dar după o modernizare semnificativă este folosit și astăzi - de obicei pe SUV-uri și mașini sport.

• Diferențial tip Cam

Diferențialul cam este disponibil în 2 versiuni. Primul implică amplasarea ambreiajului cu came între cele două roți dințate antrenate. Într-un mecanism cu came de al doilea tip roți dințate nu, în principiu - purtătorul aici este inelul separator, iar funcția sateliților este realizată de „crackers” (pene speciale). Angrenajele antrenate în acest caz sunt discuri cu camă.

Principiul de proiectare al diferențialului cam al doilea tip este clar din diagrama de mai jos, unde 1 este corpul, 2 este cușca, 3 este uscat, 4 și 5 sunt pinioane semi-axiale. „Crackerele” pot fi amplasate orizontal (figura a) sau radial (figura b)

Esența blocării dispozitivului diferențial este că, de îndată ce diferența dintre unghiurile de viteză începe să fie observată, ambreiajul cu came (sau discurile cu came - în a doua versiune) blochează imediat diferențialul.

Dezvoltarea inițială a acestui tip de mecanism datează din anii 1940. În vehiculele de pasageri, acest tip de diferențial nu este practic folosit astăzi. Principala aplicație a tipului cam este în industria automobilelor militare.

• Cuplaj vâscos ( ambreiaj vâscos)

Diferențialul are structural un recipient umplut cu un lichid vâscos pe unul dintre arborii axului principal. Conține 2 blocuri de discuri, dintre care primul este conectat la rotor, iar al doilea la cealaltă jumătate axa. În consecință, cu cât diferența de viteză setată între roți este mai mare, cu atât diferența de viteză a blocurilor de discuri va deveni mai mare. Datorită rotației, viscozitatea lichidului crește.

Acesta este cel mai simplu și în același timp cel mai rentabil design diferențial al dispozitivului. Potrivit experților Grupului de companii Favorit Motors, dispozitivul este instalat în principal pe SUV-uri urbane, deoarece în condiții de off-road, cuplajul vâscos nu poate asigura controlabilitatea și capacitatea de traversare necesare.

Două tipuri de blocări forțate ale diferențialului

În vehiculele moderne, atât manuale, cât și varianta electronică blocare diferențială. Fiecare dintre ele are propriile sale avantaje. Blocarea manuală a mecanismului diferențial se efectuează direct din habitaclu. La comanda șoferului, angrenajele rotative se vor bloca și roțile încep să se miște în același ritm.

Acest tip este aplicabil înainte de a depăși toate tipurile de obstacole rutiere sub formă zăpadă adâncă, noroi, găuri sau tobogane. După ce treci secțiuni dificile, poți debloca. Tradiţional blocare manuală dispozitivul diferențial este utilizat la vehiculele de teren și vehiculele de teren.

Dacă mașina este echipată cu nou sistem TRC, automatizarea produce blocaj electronic. În cazul în care una dintre roțile motoare începe să alunece, atunci va fi ușor încetinită de frâna mașinii. Confortul de acest tip este incontestabil, cu toate acestea, blocarea nu se va activa întotdeauna la momentul potrivit.

Indiferent de ce tip de dispozitiv diferențial este instalat pe mașina dvs., specialiștii Grupului Favorit Motors pot oferi diagnostic și întreținere a mașinii, ținând cont de caracteristici de proiectare mecanism de blocare. O abordare competentă este combinată cu experiența meșterilor și cu costul servicii profesionale este considerat unul dintre cele mai atractive din Moscova.

Cele mai frecvente simptome ale unei diferențiale care funcționează defectuos sunt - zgomot crescut, ciocănire străinăși umflături, apariția petelor de ulei. Experții din service-ul auto Favorit Motors observă că este important să contactați imediat centrul tehnic pentru a elimina problemele legate de funcționarea dispozitivului și pentru a evita distrugerea ulterioară a acestuia. Indiferent cât de complexă este defecțiunea, stăpâni centru de service Favorit Motors are tot ce aveți nevoie echipamente de diagnosticareși o experiență vastă, care vă permite să eliminați rapid și eficient defecțiunea. Angajații sunt recalificați în mod regulat centre de instruire producători auto, care le permite să efectueze lucrări de reparații și restaurări de orice complexitate.

Diferențialul este conceput pentru a transmite, schimba și distribui cuplul între doi consumatori și pentru a asigura, dacă este necesar, rotația acestora la viteze unghiulare diferite.

Diferențialul este unul dintre principalele elemente structurale ale transmisiei. Locația diferențialului în transmisia mașinii:

Diferențialele utilizate pentru acționarea roților motrice se numesc diferențiale de roată. Diferențialul central este instalat între axele motoare ale unui vehicul cu tracțiune integrală.

Structural, diferențialul este construit pe baza cutie de viteze planetară... În funcție de tipul de angrenaj utilizat în cutia de viteze, se face distincția între următoarele tipuri diferențiale: conice, cilindrice și melcul.

Diferențialul conic este utilizat în principal ca diferențial pe osie. Diferențialul cilindric este instalat mai des între axe vehicule cu tracțiune integrală... Diferențialul melcat, datorită versatilității sale, poate fi instalat atât între roți, cât și între axe.

Dispozitivul diferențialului este considerat pe exemplul celui mai comun diferențial teșit. Componentele diferențiale sunt tipice pentru alte tipuri de diferențiale. Diferențialul conic este o cutie de viteze planetară și include angrenaje cu jumătate de ax cu sateliți așezați într-o carcasă.

Carcasa (cunoscută și sub denumirea de cupă diferențială) primește cuplul de la unitatea finală și îl transmite prin sateliți către angrenajele laterale. Angrenajul principal antrenat este fixat rigid de corp. Axele sunt instalate în interiorul corpului pe care se rotesc sateliții.

Sateliții, care joacă rolul unui angrenaj planetar, asigură o conexiune între carcasă și angrenajele laterale. În funcție de cantitatea de cuplu transmis, designul diferențial utilizează doi sau patru sateliți. V autoturisme telefoanele mobile, de regulă, se folosesc doi sateliți.

Angrenajele cu jumătate de osie (angrenaje solare) transmit cuplul la roțile motoare prin semicuții cu care au conexiune splined... Angrenajele cu jumătate de ax dreapta și stânga pot fi egale sau număr diferit dinții. Angrenajele cu un număr egal de dinți formează un diferențial simetric, în timp ce un număr inegal de dinți este caracteristic unui diferențial asimetric.

Diferențialul simetric distribuie cuplul de-a lungul axelor în proporții egale, indiferent de magnitudinea vitezelor unghiulare ale roților motoare. Datorită acestor proprietăți, diferențialul simetric este utilizat ca diferențial pe axa transversală.

Un diferențial asimetric împarte cuplul într-un anumit raport, prin urmare este instalat între axele motoare ale mașinii.

Funcționare diferențială

În funcționarea unui diferențial simetric pe roți transversale, se pot distinge trei moduri caracteristice:

1. mișcare rectilinie;
2. viraje;
3. mișcare de-a lungul drum alunecos.

Când se deplasează în linie dreaptă, roțile se întâlnesc rezistență egală drumuri. Cuplul de la angrenajul principal este transmis la carcasa diferențială, cu care se mișcă sateliții. Sateliții, care circulă în jurul angrenajelor cu jumătate de ax, transmit cuplul roților motoare într-un raport egal. Deoarece sateliții de pe axe nu se rotesc, angrenajele laterale se mișcă cu o viteză unghiulară egală. În acest caz, viteza de rotație a fiecărui angrenaj este egală cu viteza de rotație a angrenajului acționat al transmisiei principale.

La viraje, internul roata motrice(mai aproape de centrul pivotului) întâmpină mai multă rezistență decât roata exterioară. Angrenajul lateral interior încetinește și face ca sateliții să se rotească în jurul axei lor, ceea ce crește la rândul său viteza angrenajului lateral exterior. Mișcarea roților motrice la diferite viteze unghiulare permite virarea fără alunecare. În acest caz, în suma vitezei de rotație a angrenajelor interioare și exterioare cu jumătate de osie, aceasta este întotdeauna egală cu dublul vitezei de rotație a angrenajului antrenat al transmisiei principale. Cuplul, indiferent de diferitele viteze unghiulare, este distribuit în mod egal roților motoare.

Când conduceți pe un drum alunecos, una dintre roți întâmpină mai multă rezistență, în timp ce cealaltă alunecă - sare. Diferențialul, datorită designului său, face ca rotița să se rotească cu o viteză crescătoare. Cealaltă roată se oprește în același timp. Forța de tracțiune pe roata de derapare, datorită forței de tracțiune reduse, este mică, prin urmare cuplul de pe această roată este, de asemenea, mic. Și din moment ce avem un diferențial simetric, cuplul de pe cealaltă roată va fi, de asemenea, mic. Situație de blocare - mașina nu se poate mișca.

Pentru a continua conducerea, este necesar să măriți cuplul pe roata liberă. Acest lucru se face cu

Cuplu, generat de motor combustie interna, se transmite roților folosind diverse mecanisme - arbori, caneluri și angrenaje, diferențiale. Acestea din urmă prezintă cel mai mare interes pentru amatori. condus extrem off-road, deoarece participă la distribuirea puterii. Mulți șoferi nu prea au idee despre funcționarea acestei unități, deci merită să ne gândim la ce este diferențialul într-o mașină, explicându-i structura și principiul de funcționare.

Scopul mecanismului

Pentru a înțelege rolul diferențialului, care este utilizat în toate tipurile de vehicule, este necesar să se ia în considerare proiectarea unui angrenaj planetar convențional, care transmite forța din arborele cardanic două semi-osii. Algoritmul de funcționare a unității este simplu:

1. Cardanul rotește tija cu un angrenaj elicoidal la capăt.
2. Din tijă, se învârte un angrenaj planetar mare, conectat la doi arbori de osie.
3. Cuplul este transmis de la angrenajul planetar la arborii axelor și roțile fixate la capete.

Fără diferențial, cutia de viteze distribuie în mod egal cuplul către cele 2 axe, drept urmare, roțile se rotesc cu aceeași viteză. Această diviziune este destul de potrivită pentru mișcare dreaptă, ceea ce în realitate este destul de rar - chiar și atunci când circulați pe porțiuni plate ale drumului, mașina se abate de la o linie dreaptă.

Pentru ca mașina să facă un colț perfect, roțile de pe o axă trebuie să se rotească la viteze diferite, pe măsură ce rulourile exterioare se rotesc într-un arc mai larg. O cutie de viteze simplă care asigură aceeași rotație a ambilor arbori de osie va face ca o anvelopă să alunece la virare, iar cealaltă alunecare, ceea ce afectează semnificativ manevrabilitatea mașinii.

Referinţă. Problema este foarte relevantă pentru SUV-urile cu tracțiune integrală permanentă. V acest caz cuplul este împărțit nu numai între roți, ci și între axele care rotesc cutiile de viteze ale axelor față și spate.

Un diferențial combinat cu o cutie de viteze planetară este necesar pentru a modifica vitezele unghiulare ale roților din dreapta și din stânga, în funcție de abruptul virajului. Mecanismul distribuie automat cuplul către arborii axelor, permițând ca anvelopele roților să facă un număr diferit de rotații atunci când vehiculul se mișcă într-un arc. Fără diferențial operatie normala vehicul este imposibil din următoarele motive:

• lipsa de control;
• uzura rapida a anvelopelor;
• uzura accelerată a pieselor cutiei de viteze, arbori și arbori de osie.

Cum funcționează un diferențial gratuit?

Mecanisme de acest tip marea majoritate a autoturismelor sunt echipate cu o unitate spre față sau puntea spate... În primul caz, unitatea este situată în interiorul cutiei de viteze, în al doilea face parte din cutia de viteze planetară a punții spate.

Proiecta unelte planetare implică utilizarea angrenajelor conice. Există și alte tipuri de cutii de viteze pentru automobile - cilindrice, conico-cilindrice și angrenaje melcate.

Dispozitivul diferențial de tip liber asigură combinația cu unitatea principală. Mecanismul punții spate include următoarele părți:

• o coadă cu un angrenaj de antrenare conic conectat la arborele elicei;
• unelte planetare antrenate;
• carcasa angrenajului antrenat este echipată cu două urechi, unde sunt introduse axele pinionului;
• sateliți conici;
• angrenaje antrenate de arbori de osie;
• rulmenți;
• carcasa angrenajului.

2 sateliți sunt instalați în autoturisme și patru în camioane.

Pentru a studia principiul funcționării unui diferențial liber este propus folosind un exemplu:

1. Atâta timp cât mașina merge drept, roțile se rotesc cu aceeași viteză. Coada roteste „planeta” impreuna cu satelitii fixati pe ea, iar acestia din urma raman stationari si transmit cuplu egal la ambele axe datorita presiunii asupra dintilor.
2. Mașina intră pe viraj. Sateliții care se rotesc împreună cu angrenajul mare încep să se rotească în jurul propriei axe și în direcții diferite.
3. Puterea arborelui nu este împărțită la jumătate, ci în funcție de abruptitatea arcului. Datorită rotației combinate a sateliților, arborii axelor și roțile fac un număr diferit de rotații, mașina depășește cu succes virajul fără a aluneca și a aluneca cauciucul.

Diferențialul se numește diferențial liber, deoarece transferă un cuplu mai mare la roată, care se rotește mai ușor. Este clar că la virare, anvelopa rezistă la rotație în interiorul arcului, astfel încât diferențialul dă mai multă putere altă punte - roata opusă se rotește mai repede.

Notă. Mașini cu tracțiune integralăși SUV-urile sunt echipate cu trei divizoare de putere diferențiale - centru-la-centru (plasate în cutia de transfer) și două osii transversale.

Mecanismul liber decide problema principala dar creează o latură. Când o anvelopă începe să intre în contact cu o suprafață alunecoasă - gheață, plină de zăpadă, noroi, începe alunecarea. Motivul este mecanismul diferențial, care oferă puterea maximă către cea mai mică rezistență. A preveni situații similare multe vehicule au o blocare temporară a diferențialului.

Soiuri de mecanisme

Pentru a scăpa de alunecarea pe un alunecos suprafața drumului sau în condiții de teren, producătorii completează vehicule cu dispozitive diferențiale de următoarele modele:

• mecanism de tip liber cu blocare forțată de pe unitate;
• blocarea parțială a diferențialei cu rezistență limitată;
• autoblocare unelte-vierme ca Torsen.

În prima versiune, este utilizat ansamblul angrenajului discutat mai sus, care este echipat suplimentar cu un dispozitiv de blocare. Sistemul funcționează simplu: dacă este necesar, șoferul activează unitatea, care blochează sateliții staționar... Cuplul începe să fie împărțit exact în jumătate, osiile se rotesc cu aceeași viteză și vehiculul depășește cu succes zona cu probleme.

Blocarea forțată a diferențialului central este activată folosind diferite unități:

• mecanic - din pârghie caz de transfer;
• electric;
• pneumatic;
• hidraulic.

Elementele de acționare similare sunt utilizate pentru a opri și a ține sateliții punții față sau spate.

Producătorii echipează mașini scumpe cu sistem de control al tracțiunii... „Înșeală” dispozitivul diferențial într-un alt mod: printr-un semnal de la un senzor care detectează rotația rapidă a unei roți, electronica dă comanda de încetinire. Apoi, angrenajele din satelit încep să transfere mai multă putere către cealaltă axă, iar mașina încetează să „răsucească” în loc.

Dispozitiv de înaltă rezistență

În plus față de sateliți, vitezele de acționare și acționate, diferențialul frecare crescută include următoarele elemente:

• o carcasă fixată rigid de angrenajul planetar;
• punga de plastic discuri de frecare instalat pe fiecare ax de ax;
• discuri de oțel, ale căror proeminențe sunt fixate în corp;
• un arc distanțier introdus între angrenajele conice ale arborilor osiei.

Oțel și discuri de frecare(cele similare sunt folosite în ambreiaj) sunt instalate alternativ, primul se rotește cu caroseria, al doilea cu axele. Angrenajul în formă de con este pus pe canelurile axului și este capabil să se deplaseze la o anumită distanță. Arcul apasă pe 2 roți dințate axiale opuse.

Blocarea diferențială parțială are loc după cum urmează:

1. Pe o secțiune rectilinie uscată a drumului, sateliții sunt staționari, iar discurile se rotesc unul față de celălalt.
2. Când o anvelopă lovește zona alunecoasa alunecarea începe. Datorită formei conice a dinților, angrenajele de pe partea roții oprite vor începe să se respingă reciproc.
3. Angrenajul osiei se va deplasa și comprima pachetul de discuri. Va apărea o forță de frecare, forțând axa să se rotească împreună cu corpul direct de la „planetă” ocolind sateliții.

Un astfel de dispozitiv reglează independent gradul de blocare - cu cât o anvelopă are o aderență mai bună, cu atât discurile sunt mai comprimate și cuplul este mai mare.

Angrenaje autoblocante Torsen

Principiul funcționării acestor mecanisme se bazează pe o singură caracteristică pereche de viermi: angrenajul este capabil să transmită rotația către satelit, dar acțiunea inversă este imposibilă. Toate uneltele, inclusiv sateliții, sunt realizate sub formă de cilindri cu dinți arcuiți oblici. În total, mecanismul folosește 3 perechi de sateliți viermi instalați în jurul angrenajelor arborilor axiali.

Diferențialul cu autoblocare funcționează astfel:

1. În timpul mișcării rectilinii, sateliții viermi se comportă similar cu cei conici - nu se rotesc singuri, ci rotesc axele din angrenajul principal.
2. La viraje, numărul de rotații ale unui arbore axial va crește și va da rotație perechilor de sateliți - puterea va începe să fie distribuită în moduri diferite.
3. Deoarece fiecare pereche de sateliți este interconectată printr-un angrenaj, nu este alunecată o roată. Axa este capabilă să-și întoarcă propriul satelit, care îl rotește pe cel vecin, care nu mai poate întoarce al doilea semiax. Mecanismul se blochează automat.

Dispozitivul Torsen este cel mai fiabil și avansat, dar prea scump, prin urmare este instalat pe mașini configurație maximă... În rest, se folosesc mecanisme mai accesibile de frecare crescută.

Este cunoscut printre fanii conducerii extreme în afara terenului cel mai simplu mod evita alunecarea - blocarea diferențial spate prin sudare. Sateliții sunt sudați strâns de axe și sunt întotdeauna staționari. Adevăr, mașini similare sunt destinate numai conducerii pe sol și zăpadă - este prea incomod și costisitor să le operați pe suprafețe dure.

Termenul „blocare diferențială” sau „diferențial autoblocant” (auto-blocare) a fost auzit de mulți șoferi, dar doar câțiva știu cum arată acest proces în practică. Și dacă producătorii de automobile anteriori echipau în principal SUV-uri cu o astfel de „opțiune”, acum pot fi găsite pe o mașină complet urbană. În plus, de multe ori proprietarii de mașini care nu sunt echipate cu blocuri proprii, înțelegând ce beneficii aduc, le instalează singuri.

Dar, înainte de a înțelege cum funcționează un diferențial cu alunecare limitată, trebuie să înțelegeți cum funcționează fără blocare.

Ce este diferențial

Diferențialul (diferența) poate fi considerat pe bună dreptate unul dintre principalele elemente structurale ale transmisiei unei mașini. Cu ajutorul său, există un transfer, schimbare, precum și distribuția cuplului produs de motor între o pereche de consumatori: roți situate pe o axă a mașinii sau între punțile acesteia. Mai mult, forța fluxului de energie distribuită, dacă este necesar, poate fi diferită, ceea ce înseamnă că viteza de rotație a roților este diferită.

În transmisia unei mașini, diferența poate fi instalată: în carcasa cutiei de viteze și în cutia de transfer, în funcție de dispozitivul (dispozitivele) de acționare.

Acele diferențe, care sunt instalate în punte sau cutie de viteze, se numesc roată și se află între axele mașinii, respectiv - centru.

Alocarea diferențială

După cum știți, o mașină în timp ce conduce conduce diverse manevre: viraje, schimbări de bandă, depășiri etc. În plus, suprafața drumului poate conține nereguli, ceea ce înseamnă că roțile mașinii, în funcție de situație, acoperă în același timp distanțe diferite. Prin urmare, de exemplu, la rotire, dacă viteza de rotație a roților pe axă este aceeași, atunci una dintre ele va începe inevitabil să alunece, ceea ce va duce la uzura accelerată a anvelopelor. Dar acesta nu este cel mai rău lucru. Mult mai rău este că manevrabilitatea vehiculului este redusă semnificativ.

Iată o soluție probleme similareși au venit cu un diferențial - un mecanism care va redistribui energia provenită de la motor între axele mașinii în conformitate cu valoarea rezistenței la rulare: cu cât este mai mică, cu atât va fi mai mare viteza roții și invers .

Mecanism diferențial

Astăzi există multe tipuri de diferențe, iar structura lor este destul de complexă. Cu toate acestea, principiul de funcționare este în general același, astfel încât va fi mai ușor de înțeles să se ia în considerare cel mai simplu tip - un diferențial deschis, care constă din următoarele elemente:

1. Angrenaje fixate pe semi-osii.
2. Angrenaj condus (coroană) realizat sub forma unui con trunchiat.
3. Angrenajul de antrenare, fixat la capătul arborelui de antrenare, care, împreună cu coroana, se formează echipament principal... Deoarece angrenajul condus este mai mare decât angrenajul principal, acesta din urmă va trebui să facă mai multe rotații în jurul axei sale înainte ca coroana să efectueze doar una. În consecință, aceste două elemente diferențiale sunt cele care reduc cantitatea de energie (viteza) care vor ajunge în cele din urmă la roți.
4. Sateliții, care formează un rol cheie în furnizarea diferenței necesare în viteza de rotație a roților.
5. Carcase.

Cum funcționează diferențialul?

În timpul mișcării rectilinii a mașinii, arborii ei și, prin urmare, roțile, se rotesc cu aceeași viteză ca arborele de antrenare cu angrenajul său elicoidal. Dar în timpul virajului, sarcina de acțiune pe roți devine diferită (una dintre ele încearcă să se rotească mai repede) și, datorită acestei diferențe, sateliții sunt eliberați. Acum, energia motorului trece prin ele și, din moment ce perechea de sateliți sunt două trepte de viteză separate, independente, viteze de rotație diferite sunt transmise arborilor axului. Astfel, puterea generată de motor este distribuită între roți, dar inegal, și în funcție de sarcina care acționează asupra lor: ceea ce se mișcă de-a lungul razei exterioare are o rezistență la rulare mai mică, astfel încât diferența îi transferă mai multă energie, rotind mai repede.

Nu există nicio diferență în modul în care funcționează diferențialul central și diferențialul axului transversal: principiul de funcționare este similar, numai în primul caz cuplul distribuit este direcționat către axele mașinii, iar în al doilea - spre roțile sale situate pe aceeași osie.

Necesitatea unui diferențial central devine deosebit de vizibilă atunci când mașina se deplasează pe teren accidentat, când greutatea sa apasă pe axa care este mai mică decât cealaltă, de exemplu, pe o urcare sau în jos.

Problemă diferențială

În timp ce diferențialul joacă cu siguranță un rol important în proiectarea vehiculului, funcționarea acestuia creează uneori probleme șoferului. Și anume: când una dintre roți se află pe o porțiune alunecoasă a drumului (noroi, gheață sau zăpadă), atunci cealaltă, situată pe un teren mai dur, începe să experimenteze sarcina crescută, dif încearcă să o remedieze, redirecționează energia motorului către roata glisantă. Astfel, se dovedește că primește o rotație maximă, în timp ce cealaltă, care are o aderență strânsă la sol, rămâne pur și simplu staționară.

Tocmai pentru a rezolva astfel de probleme a fost inventată blocarea diferențială (decuplarea).

Principiul blocării și tipurile sale

Înțelegând principiul diferențialului, putem concluziona că, dacă îl blocați, atunci cuplul de pe roată sau axă care are cea mai bună aderență va crește. Acest lucru se poate face prin conectarea corpului său la unul dintre cei doi arbori de osie sau prin oprirea rotației sateliților.

Blocarea poate fi completă - când părțile diferențialului sunt conectate rigid. Se efectuează, de regulă, cu ajutorul unui ambreiaj cu came și este controlat de către șofer printr-o unitate specială din cabina mașinii. Sau poate fi parțial, în acest caz doar un efort limitat este transmis roților - așa funcționează diferențialul de autoblocare, care nu necesită participarea umană.

Cum funcționează diferențialul autoblocant?

Diferențialul cu alunecare limitată este în esență un compromis între bloc completși diferența liberă și vă permite să reduceți alunecarea roții mașinii în cazul unei diferențe între ele în coeficientul de aderență la sol. Astfel, capacitatea de cross-country, manevrabilitatea off-road, precum și dinamica accelerației mașinii sunt semnificativ crescute și indiferent de calitatea drumului.

Autoblocarea elimină blocarea completă a roților, care protejează arborii axelor de sarcinile critice care pot apărea pe diferențiale cu decuplare forțată.

Blocarea de pe arborii axului este eliberată automat dacă viteza de rotație a roții este egalizată în timpul mișcării în linie dreaptă.

Cele mai comune tipuri de auto-blocuri

Discul autoblocant este un set de discuri de frecare (frecare) instalate între carcasa diferită și angrenajul semi-axial.

Nu este dificil să înțelegem cum funcționează un diferențial cu un astfel de bloc: în timp ce mașina circulă în linie dreaptă, carcasa diferită și ambii arbori de osie se rotesc împreună, de îndată ce apare o diferență în vitezele de rotație (roata lovește un zona alunecoasă), frecare apare între discuri, ceea ce o reduce. Adică, o roată lăsată pe un teren solid va continua să se rotească mai degrabă decât să se oprească, ca în cazul unui diferențial liber.

Cuplajul vâscos sau, în caz contrar, cuplajul vâscos, ca diferența anterioară, conține două pachete de discuri, doar de această dată perforate, instalate împreună cu un mic spațiu. O parte a discurilor are un ambreiaj cu carcasa, cealaltă cu arborele de acționare.

Discurile sunt plasate într-un recipient umplut cu un lichid de organosilici, care rămâne neschimbat atunci când se rotesc uniform. De îndată ce există o diferență de viteză între ambalaje, lichidul începe să se îngroașe rapid și puternic. Rezistența apare între suprafețele perforate. Un pachet excesiv derulat este astfel încetinit, iar viteza de rotație este nivelată.

Autoblocare dințată (șurub, vierme). Lucrarea sa se bazează pe capacitatea perechii de viermi de a bloca și, prin urmare, de a bloca arborii axului atunci când apare o diferență de cuplu.

Auto-blocare Cam. Pentru a înțelege cum funcționează acest tip de diferențial, este suficient să ne imaginăm o diferență deschisă, în care sunt instalate perechi de viteze (came) în locul unui mecanism de angrenaj planetar. Camerele se rotesc (sar) când viteza roților este aproape aceeași și sunt blocate rigid (blocate) de îndată ce una dintre ele începe să alunece.

Nu există nicio diferență în modul în care funcționează diferențialul central și blocarea diferențialului între roți - principiul de funcționare este același, diferențele sunt doar în punctele finale: în primul caz, există două axe, în al doilea, există două roți montate pe aceeași axă.

„Niva” internă și diferențialele sale

În linia VAZ-urilor domestice, „Niva” ocupă un loc special: spre deosebire de „rudele” sale pe transportor, această mașină este echipată cu o tracțiune integrală permanentă.

În transmisia SUV-ului VAZ, sunt instalate trei diferențiale: roată - în fiecare axă și interaxie - în cutia de transfer. În ciuda unui astfel de număr, nu este necesar să înțelegem din nou cum funcționează diferențialele pe „Niva”. Totul este exact la fel ca cel descris mai sus. Adică, în timpul mișcării rectilinii a mașinii, cu condiția să nu existe alunecări pe roți, efort tractiv distribuite uniform între ele și are aceeași valoare. Când una dintre roți începe să alunece, atunci toată energia de la motor, care trece prin diferențe, este direcționată către această roată.

Blocarea diferențialelor „Niva”

Înainte de a vorbi despre modul în care funcționează blocarea diferențială pe Niva, trebuie remarcat un lucru și anume clarificarea scopului mânerului carcasei de transfer din față (mic).

Unii șoferi cred că cu ajutorul său mașina pornește tracțiunea față- nu este: atât față, cât și tracțiunea pe spate la „Niva” sunt întotdeauna implicați, iar acest mâner controlează diferențialul carcasei de transfer. Adică, în timp ce este instalat în poziția „înainte”, diferența funcționează în operatie normala, iar când „înapoi” - se oprește.

Și acum direct despre blocare: atunci când diferențialul este oprit, arborii carcasei de transfer sunt închise împreună de un ambreiaj, nivelând astfel forțat viteza de rotație a acestora, adică viteza totală a roților punții față este egală cu totalul viteza din spate. Împingerea este distribuită în direcția unei rezistențe mai mari. Să spunem că alunecă roata din spate, dacă încuietoarea este activată, efortul de tractare va merge pe puntea față, ale cărei roți vor trage mașina, dar dacă alunecă împreună cu puntea spate și roata din fata, atunci „Niva” nu va ieși singur.

Pentru a preveni acest lucru, șoferii instalează blocuri auto în poduri care vor ajuta la scoaterea unei mașini blocate. Astăzi, cel mai popular printre proprietarii Niva este diferențialul Nesterov.

Samoblok Nesterov

Secretul popularității sale stă în modul în care funcționează diferențialul Nesterov.

Proiectarea diferențelor permite nu numai reglarea optimă a roților mașinii la efectuarea manevrelor, ci și în cazul alunecării sau suspendării roții, dispozitivul îi conferă o cantitate minimă de energie din motor. Mai mult, reacția unității autoblocante la schimbare situația traficului aproape instantanee. În plus, diferențialul Nesterov îmbunătățește semnificativ manevrabilitatea mașinii chiar și pe viraje alunecoase, crește stabilitate direcțională, mărește dinamica accelerației (în special în perioada de iarnă), reduce consumul de combustibil. Iar instalarea dispozitivului nu necesită modificări în designul transmisiei și este instalată în același mod ca diferența clasică.

Diferențialul și-a găsit aplicația nu numai în Inginerie auto, s-a dovedit a fi foarte util pe tractoarele care merg în spate, făcând viața mult mai ușoară pentru proprietarii săi.

Diferențial pentru tractor în spate

Motoblock - unitatea este destul de grea și, pentru a o roti pur și simplu, este nevoie de mult efort și cu un sistem nereglementat viteză unghiulară rotirea roților o face și mai dificilă. Prin urmare, proprietarii acestor mașini, dacă diferențele nu au fost prevăzute inițial de proiectare, le achiziționează și le instalează singure.

Cum funcționează diferențialul motobloc? De fapt, oferă doar o întoarcere ușoară a mașinii, oprind una dintre roți.

Cealaltă funcție a sa, care nu are nimic de-a face cu redistribuirea puterii, este de a crește ampatamentul. Designul diferențialului prevede utilizarea acestuia ca extensie a osiei, ceea ce face ca tractorul să fie mai manevrabil și mai rezistent la răsturnare, în special în viraje.

Într-un cuvânt, diferențialul este un lucru foarte util și de neînlocuit, iar blocarea acestuia mărește semnificativ capacitatea vehiculului de traversare.