Diferențial închis. Ce este un diferențial Torsen? Arată ca un diferențial modern Torsen

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 atunci când mașina se rotește 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.

În industria automobilelor moderne, există trei opțiuni pentru plasarea unei cutii diferențiale într-o unitate de transmisie:

• într-o mașină cu roți spate motrice (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 \u200b\u200bcarcasa 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 roată 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 condus 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 să transmită 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 o capacitate sporită de traversare în condiții de drum dificile.

Funcționalitate diferențială a dispozitivului

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

Modul principal este drept înainte. În 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 acest motiv, viteza unghiulară de rotație a celor două roți motrice se schimbă, datorită căreia se efectuează o intrare lină în 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 forțează roata de alunecare să se deplaseze la viteza maximă, iar alimentarea cuplului la a doua roată este suspendată. După trecerea unui obstacol, este necesar să se egalizeze alimentarea cu energie a setului de roți, care poate necesita blocarea diferențială.

Potrivit specialiștilor din grupul de companii Favorit Motors, astăzi marii producători auto europeni și americani își folosesc propriile dezvoltări în domeniul diferențialelor. De exemplu, modelele de mașini oferite Cadillac (sistem controlat), Chevrolet (diferențial pozitiv) 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 simple dispozitive din punct de vedere structural, care constă dintr-un mecanism cu angrenaj planetar (într-un design plat) și un circuit cu sateliți dubli, care se leagă între ei în timpul funcționării. Se folosește un ambreiaj elicoidal care, sub sarcină grea, dă puteri axiale și le transferă în perechi 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 mașinile de curse sau sportive, precum și în unele modele de mașini cu tracțiune față.

• Torsen (Thorsen)

Acesta este un tip destul de vechi de dispozitiv diferențial cu vierme și a fost inventat în anii 1950. Astăzi producătorii de automobile folosesc 3 versiuni îmbunătățite ale diferențialului Torsen, dar toate funcționează în același mod. Angrenajele, care sunt amplasate pe arborii punții motoare, formează o așa-numită pereche de angrenaje melcate 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 din celălalt 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. Diferențialul Torsen este considerat cel mai puternic și durabil, funcționează la rapoarte maxime de sarcină și 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. Parțial 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 egalizată 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. În mecanismul cu came al celui de-al doilea tip, în principiu nu există roți dințate - purtătorul aici este un inel de separare, iar funcția sateliților este îndeplinită de „crackers” (pene speciale). Angrenajele antrenate în acest caz sunt discuri cu camă.

Principiul de proiectare al unei diferențiale cu came de 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 mișcare 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.

• Cuplare vâscoasă (cuplare vâscoasă)

Diferențialul are în mod constructiv 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 proiectarea diferențială a bugetului. 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 transfrontalieră necesare.

Două tipuri de blocări forțate ale diferențialului

În vehiculele moderne, se utilizează atât blocaje manuale, cât și electronice ale diferențialului. 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 tot felul de obstacole rutiere sub formă de zăpadă adâncă, noroi, găuri sau tobogane. După ce treci secțiuni dificile, poți debloca. În mod tradițional, blocarea manuală a diferențialului este utilizată la vehiculele off-road și vehiculele off-road.

Dacă vehiculul este echipat cu noul sistem TRC, automatizarea în sine efectuează blocarea electronică. 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 diagnosticarea și întreținerea mașinii, ținând seama de caracteristicile de proiectare ale mecanismului de blocare. O abordare competentă este combinată cu experiența meșterilor, iar costul serviciilor profesionale este considerat unul dintre cele mai atractive din Moscova.

Cele mai frecvente simptome ale defecțiunilor diferențiale sunt zgomotul crescut, loviturile și loviturile străine, apariția scurgerilor 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 acestuia în continuare. Indiferent cât de complexă este defecțiunea, maistrii centrului de service Favorit Motors au toate echipamentele de diagnostic necesare și o vastă experiență, care vă permite să eliminați rapid și eficient defecțiunea. Angajații urmează în mod regulat recalificarea la centrele de instruire ale producătorilor auto, ceea ce le permite să efectueze lucrări de reparații și restaurări de orice complexitate.

Când mașina se deplasează, cuplul este transmis de la și apoi, prin treapta principală și diferențial, la roțile motoare. vă permite să măriți sau să micșorați cuplul transmis și în același timp să micșorați și în consecință să măriți viteza de rotație a roților. Raportul de transmisie din treapta principală este selectat astfel încât cuplul maxim și viteza de rotație a roților motoare să fie la cele mai optime valori pentru un anumit vehicul. În plus, unitatea finală este adesea subiectul reglării mașinii.

Dispozitiv de acționare final

De fapt, angrenajul principal nu este altceva decât un angrenaj de reducere a angrenajului, în care angrenajul de acționare este conectat la arborele secundar al cutiei de viteze, iar angrenajul condus este conectat la roțile mașinii. În funcție de tipul de conexiune a angrenajului, angrenajele principale diferă în următoarele tipuri:

• cilindric - în majoritatea cazurilor este utilizat pe vehicule cu aranjament transversal și cutii de viteze și tracțiune față;
• conic - este utilizat foarte rar, deoarece are dimensiuni mari și un nivel ridicat de zgomot;
• hipoid - cel mai popular tip de tracțiune finală, care este utilizat la majoritatea mașinilor cu tracțiune spate clasică. Transmisia hipoidă are dimensiuni reduse și zgomot redus;
• vierme - practic nu este folosit la mașini datorită laboriosității de fabricație și costurilor ridicate.

De asemenea, este demn de remarcat faptul că vehiculele cu tracțiune față și tracțiune spate au aranjamente finale diferite. La vehiculele cu tracțiune față cu o dispunere transversală a cutiei de viteze și a unității de putere, tracțiunea cilindrică finală este situată direct în carcasa cutiei de viteze.

La autovehiculele cu tracțiune spate clasică, tracțiunea finală instalat în carcasa osiei motoare și este conectat la cutia de viteze prin intermediul. Funcționalitatea transmisiei hipoide a unei mașini cu tracțiune spate include, de asemenea, o rotație de rotație cu 90 de grade datorită angrenajelor conice. În ciuda diferitelor tipuri și locații, scopul unității finale rămâne același.

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 axele motoare ale unui vehicul cu tracțiune integrală. Diferențialul este și este împărțit în următoarele tipuri:

• conic - în majoritatea cazurilor, este instalat împreună cu angrenajul principal între roțile unei axe motrice;
• cilindric - cel mai adesea folosit pentru decuplarea axelor principale ale vehiculelor cu tracțiune integrală;
• angrenaj melcat - este universal și este instalat atât între roți, cât și între axele motoare.

Scopul principal al diferențialului este de a distribui cuplul între roțile mașinii și de a le schimba viteza una față de cealaltă. De exemplu rotirea mașinii fără diferențial ar fi pur și simplu imposibilă, deoarece la rotire, roata exterioară trebuie să se rotească în mod necesar la o frecvență mai mare decât cea interioară.

Diferențialele sunt simetrice și asimetrice. Diferențialul simetric transmite un cuplu egal ambelor roți și este instalat de obicei împreună cu tracțiunea finală. Un diferențial asimetric permite transmiterea cuplului în diferite proporții și este setat între.

Diferențialul constă dintr-o carcasă, roți dințate și roți dințate laterale. Caroseria este de obicei aliniată cu angrenajul antrenat al transmisiei finale. Angrenajele cu pinion joacă rolul unei reductoare planetare și conectează angrenajele laterale la carcasa diferențială. Angrenajele cu jumătate de osie (soare) sunt conectate la roțile motoare prin intermediul unor semi-arbori pe îmbinări striate.

Cu toate avantajele celui mai simplu diferențial 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 transferat pe o roată a mașinii, în timp ce a doua roată va fi absolut statică. Acest lucru se întâmplă dacă mașina este blocată în noroi sau gheață.

Cu toate acestea, diferențialele moderne sunt mai perfecte și sunt practic lipsite de acest dezavantaj. Multe diferențiale au încuietori automate sau manuale. În plus, autoturismele moderne cu vehicule cu tracțiune integrală sunt echipate cu un sistem de control al stabilității, care se bazează pe distribuția optimă a cuplului între osii și roți individuale, în funcție de traiectoria mișcării.

Cuplul creat de motorul cu ardere internă este transmis roților folosind diverse mecanisme - arbori, caneluri și transmisii ale angrenajelor, diferențiale. Acestea din urmă sunt cele mai interesante pentru fanii condusului extrem de teren, deoarece participă la distribuirea puterii. Mulți șoferi nu au prea puțină 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 la vehiculele de toate tipurile, este necesar să se ia în considerare proiectarea unei cutii de viteze planetare convenționale, care transferă forța de la arborele elicei la doi arbori de osie. Algoritmul de funcționare a unității este simplu:

1. Cardanul rotește tija cu un angrenaj elicoidal la capăt.
2. Un angrenaj planetar mare, conectat la doi arbori de osie, se rotește de pe tija.
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, ca urmare, roțile se rotesc cu aceeași viteză. Această separare este destul de potrivită pentru mișcarea în linie dreaptă, ceea ce în realitate este destul de rar - chiar și atunci când circulăm pe porțiuni plate ale pistei, 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 rolele 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. În acest caz, cuplul este împărțit nu numai între roți, ci și între axele care rotesc cutiile de viteze ale punților față și spate.

Este necesar un diferențial combinat cu o cutie de viteze planetară pentru a schimba viteza unghiulară a roților din dreapta și din stânga, în funcție de abruptul virajului. Mecanismul distribuie automat cuplul pe arborii axelor, permițând anvelopelor roților să facă un număr diferit de rotații atunci când mașina se mișcă într-un arc. Fără un diferențial, funcționarea normală a vehiculului este imposibilă 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?

Majoritatea covârșitoare a mașinilor cu antrenare pe puntea față sau spate sunt echipate cu mecanisme de acest tip. În primul caz, unitatea este situată în interiorul cutiei de viteze, în cel de-al doilea face parte din cutia de viteze planetară a punții spate.

Proiectarea uneltelor planetare utilizează angrenaje conice. Există și alte tipuri de cutii de viteze pentru automobile - cilindrice, conico-cilindrice și roți dințate.

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

• o coadă cu un angrenaj de acționare conic conectat la un arbore de elice;
• 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” împreună cu sateliții fixați pe ea, iar aceștia din urmă rămân staționari și transmit cuplu egal la ambele axe datorită presiunii asupra dinților.
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 conferă mai multă putere celeilalte axe - roata opusă se rotește mai repede.

Notă. Mașinile și SUV-urile cu tracțiune integrală sunt echipate cu trei divizoare de putere diferențiale - unul pe osie (plasat în carcasa de transfer) și două inter-roți.

Mecanismul slăbit rezolvă problema principală, dar creează una secundară. 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. Pentru a preveni astfel de situații, multe vehicule sunt echipate cu un blocaj diferențial temporar.

Soiuri de mecanisme

Pentru a scăpa de alunecare pe o suprafață de drum alunecoasă sau în condiții de teren, producătorii echipează vehiculele cu dispozitive diferențiale de următoarele modele:

• mecanism de tip liber cu blocare forțată de pe unitate;
• blocarea parțială a diferențialei cu rezistență limitată;
• angrenaj melcat autoblocant tip Torsen.

În prima versiune, este utilizat ansamblul angrenajului discutat mai sus, care este echipat suplimentar cu un dispozitiv de blocare. Sistemul este simplu: dacă este necesar, șoferul activează unitatea, blocând sateliții la un punct mort. Cuplul începe să fie împărțit exact în jumătate, axele 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 pârghia carcasei de transfer;
• electric;
• pneumatic;
• hidraulic.

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

Producătorii echipează mașinile scumpe cu un sistem antiderapant. „Înșeală” dispozitivul diferențial într-un alt mod: conform semnalului de la 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 se oprește din „răsucire” în loc.

Dispozitiv de înaltă rezistență

În plus față de sateliți, angrenaje de antrenare și antrenate, diferențialul cu alunecare limitată include următoarele elemente:

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

Discurile de oțel și de frecare (cele similare utilizate în ambreiaj) sunt instalate alternativ, primele se rotesc cu corpul, cel din urmă cu axele. Angrenajul în formă de con este așezat pe canelurile axului și este capabil să se deplaseze la o anumită distanță. Arcul apasă pe 2 angrenaje 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 o zonă alunecoasă, începe alunecarea. 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, care va forța axul să se rotească cu corpul direct de la „planetă” ocolind sateliții.

Un astfel de dispozitiv reglează în mod 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 de funcționare al acestor mecanisme se bazează pe o caracteristică a perechii 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 cu configurație maximă. Restul folosesc mecanisme mai accesibile de frecare crescută.

Printre fanii condusului extrem de teren, se cunoaște cel mai simplu mod de a evita alunecarea - blocarea diferențialului spate prin sudare. Sateliții sunt sudați strâns pe axe și sunt întotdeauna staționari. Este adevărat, astfel de mașini sunt proiectate numai pentru a conduce pe sol și zăpadă - este prea incomod și costisitor să le operați pe suprafețe dure.

Diferențialul ca mecanism auto își va sărbători în curând aniversarea de două secole, dar designul său, deși îmbunătățit de-a lungul anilor, și-a păstrat caracteristicile cheie. Ce este un diferențial și ce rol joacă într-o mașină?

1. Ce este un diferențial?

Un diferențial într-o mașină este un mecanism care permite transmiterea puterii și, prin urmare, rotația de la cutia de viteze la roți, împărțind fluxul acestei puteri în două, pentru fiecare dintre roțile unei axe, cu capacitatea de a modifica raportul puterii transmise acestora și, în consecință, permițând roților să se rotească la viteze diferite. Pur și simplu, diferențialul împarte 100% din puterea livrată de cutia de viteze în două fluxuri pentru fiecare dintre roțile de pe aceeași axă, iar aceste fluxuri pot fi redistribuite în funcție de condițiile de conducere de la 50:50 la 100: 0.

2. Pentru ce este un diferențial?

Scopul principal al diferențialului este de a oferi posibilitatea de a roti roțile pe aceeași axă la viteze diferite, menținând în același timp un flux neîntrerupt al cuplului. Pentru o mașină, acest lucru este important în primul rând în viraje: la urma urmei, atunci când circulați în arc, roțile din exteriorul virajului acoperă o distanță mai mare decât roțile din interior, ceea ce înseamnă că trebuie să se rotească cu o viteză mai mare pentru a menține stabilitatea mașinii.

Dacă roțile de pe axă sunt conectate rigid, atunci roata interioară va aluneca în viraj. Pentru o mașină cu tracțiune spate, acest lucru crește riscul de derapare, iar pentru o mașină cu tracțiune față, afectează radical manevrabilitatea și controlul mașinii într-un colț. Astfel, asigurarea rotației libere și independente a roților pe o axă, menținând în același timp transmiterea constantă a cuplului de la motor la acestea, a fost una dintre sarcinile fundamentale de la crearea mașinii - și această sarcină a fost rezolvată cu succes.

3. Cum funcționează diferențialul?

Diferențialul este un caz special al unui angrenaj planetar. Din punct de vedere fizic, este de obicei un set de patru trepte, a cărui rotație este transmisă de al cincilea - angrenajul condus al unității principale, combinat cu carcasa diferențială, care acționează ca un suport. Angrenajul principal este un set de două trepte de viteză: comandantul primește rotația din cutia de viteze și o transmite sclavului. Angrenajul acționat al transmisiei principale transmite rotația prin carcasă la angrenajele satelitului, iar acestea, la rândul lor, se plasează cu angrenajele solare fixate rigid pe arborii axului motor al roților.

Când mașina se deplasează în linie dreaptă, angrenajele satelitului sunt staționare și viteza transmisiei finale este egală cu cea a angrenajelor solare: roțile se rotesc cu aceeași viteză. La rândul său, angrenajele din satelit încep să se rotească, oferind o diferență în viteza vitezelor solare și, prin urmare, roțile de pe laturile exterioare și interioare ale virajului.

4. Care sunt dezavantajele unui diferențial?

Principalul dezavantaj al diferențialului este în același timp principalul său avantaj - capacitatea de a transmite până la 100% din putere unei roți. Pe baza acestui fapt, în condițiile în care o roată are o tracțiune insuficientă cu suprafața, cea mai mare parte a puterii va fi transferată către aceasta. Astfel, uneori chiar și cu o roată la suprafață cu o tracțiune suficientă, mașina nu se poate mișca.

Pentru a elimina această problemă, au fost dezvoltate diverse modele - diferențiale cu rezistență internă crescută (așa-numitele blocuri auto) și diferențiale cu blocare forțată, manuală sau automată. În funcție de design și scop, acestea pot schimba redistribuirea fluxului de putere în favoarea unei roți cu o tracțiune bună, sau pot închide complet diferențialul, forțând roțile de pe ax să se rotească cu aceeași viteză. Vom lua în considerare diferite tipuri de astfel de diferențiale în materiale separate.

Buna dragi cititori! Să vorbim despre mecanismul care este și va fi pe fiecare mașină - diferențialul. Ce este diferențialul într-o mașină și de ce este nevoie? Diferențialul este necesar pentru o distribuție optimă a cuplului la virare și la manevră atunci când roțile încep să se rotească la diferite viteze unghiulare.

Diferențialul, așa cum cred eu, trebuie valorificat. Este primul mecanism complex de transmisie inventat în zorii industriei auto. Înțelegându-l și trăind încântarea unui geniu uman care a reușit să rezolve o problemă importantă atât de ușor, veți fi convinși că, în esență, este la fel de simplu ca cinci copeici și ce problemă a rezolvat!

Nimeni nu se gândește la el mai ales acum, el este - și este, și ar trebui să fie întotdeauna. Ne-am obișnuit. Dar fără ea nu există o singură mașină. Aceasta este cea mai importantă parte a transmisiei!

Unde se află diferențialul:

• pe o mașină cu tracțiune din spate în carcasa osiei și este combinată cu treapta principală;
• pe tracțiunea față, combinată și cu tracțiunea principală și, de regulă, în același carter cu;
• sunt prezente în față și în spate și sunt combinate cu angrenajele principale;
• în mod similar, la vehiculele de teren cu tracțiune integrală și, pentru o distribuție optimă a cuplului la toate roțile, se adaugă un al treilea diferențial și se instalează între axe în carcasa de transfer.

Acele diferențiale care funcționează pe roțile motoare sunt denumite diferențiale între roți, iar diferențialele care distribuie momentele între axele mașinii se numesc diferențiale interaxle.

Principiul de funcționare al diferențialului se bazează pe ideea unei cutii de viteze planetare. În funcție de utilizarea tipului de angrenaje, diferențialele sunt de următoarele tipuri: cilindrice, teșite, vierme.

Diferențialul conic este de obicei utilizat în diferențialele axelor transversale. Cilindricul este larg răspândit, datorită simplității sale constructive, în diferențialele din centru. Angrenajul melcat este recunoscut ca fiind universal și cel mai silențios în exploatare, deși este cel mai dificil de fabricat, este utilizat atât în \u200b\u200broți, cât și între cele dintre osii.

Dispozitiv diferențial vehicul

Luați în considerare dispozitivul unui diferențial auto. Toate diferențialele împărtășesc același principiu - principiul uneltei planetare. Adică au angrenaje cu jumătate de ax și rulează de-a lungul lor, angrenajele sunt sateliți.

Carcasa (cupa diferențială) primește cuplul de la angrenajul principal, prin axele pinionului și prin angrenajele satelit în sine și îl transmite către angrenajele laterale.

Pot fi doi sau patru sateliți într-un diferențial conic, depinde de puterea mașinii.

În diferențialele conice și cu angrenaje melcate există exact de două ori mai multe, acest lucru se datorează caracteristicilor de proiectare ale acestui tip de diferențiale. O pereche de sateliți este distribuită fiecare către propriul său angrenaj cu jumătate de ax.

Angrenajele semi-axiale, în planete, sunt numite și denumirea strălucitoare de „angrenaje solare”, transmit deja cuplul roților. Angrenajele laterale stânga și dreapta pot avea un număr diferit de dinți, astfel de diferențiale sunt numite asimetrice. Diferențialele asimetrice, respectiv, au și perechi de sateliți cu un număr diferit de dinți (uitați-vă cu atenție la diferențialul conic din desenul de mai sus).

În ciuda asimetriei, diferențialele funcționează în același mod ca și cele simetrice, iar una sau alta idee a proiectanților pentru dispunerea acestor mecanisme se datorează doar considerațiilor de compacitate și necesitate de proiectare.

Funcționare diferențială

Lucrarea diferențialului pe axa transversală este caracterizată prin trei moduri:

1. mișcare în linie dreaptă;
2. lucrează pe rând;
3. pe un drum alunecos.

Când conduceți drept înainte, forțele sunt distribuite în mod egal la fiecare roată, cuplul este transmis prin corp către sateliți. Sateliții nu se rotesc pe axele lor, respectiv semiaxele se rotesc cu viteze unghiulare egale.

La rândul său, diferențialul începe să funcționeze, adică să efectueze lucrarea pentru care a fost creat. Roata interioară începe să ruleze pe o rază mai mică, iar roata exterioară începe să ruleze la viteze mari, unghiulare, pe angrenajele laterale încep să se schimbe. Sateliții încep să se rotească în jurul axelor lor, ceea ce mărește viteza angrenajului exterior al axului axului care rulează de-a lungul razei exterioare a roții și scade viteza unghiulară a angrenajului interior, a axului axei și a roții care rulează de-a lungul razei interioare.

Sumele vitezelor de rotație ale angrenajelor laterale corespund întotdeauna vitezei angrenajului antrenat al transmisiei finale. Prin urmare, la rotire, tracțiunea pe roți este întotdeauna aceeași și roata interioară nu alunecă niciodată, cu condiția ca roțile să adere la drum.

Dacă mașina intră în condițiile unui drum alunecos, atunci roata cu mai puțină aderență începe să alunece, se învârte mai repede, iar roata cu mai multă aderență pe drum pur și simplu se oprește din rotire și, de fapt, mașina va sta pur și simplu nemișcată cu o singură roată rotativă. Acesta este minusul diferențialului, care se datorează designului său.

Puteți lupta împotriva acestui fenomen, iar designerii au venit cu un blocaj diferențial. Dar mai multe despre asta într-un alt articol.

Vă mulțumesc pentru atenție! Mergi la un alt articol, acolo vei găsi probabil o mulțime de lucruri utile pentru tine. Și împărtășiți prietenilor dvs. pe rețelele de socializare.