Diferenciali i boshtit. Parimi diferencial i punës

Inxhinieria moderne mekanike nënkupton një numër të madh ndryshimesh diferencial i makinës... Kjo për faktin se industria po evoluon vazhdimisht: makinat nuk janë vetëm me rrota të pasme dhe me rrota të përparme, por edhe të plota. Përveç kësaj, klasifikimi i përbërësve të automjetit ndahet sipas strukturës së vetë mekanizmit. “Mbushja” e automjeteve po bëhet më e ndërlikuar, por edhe pronarët fillestarë të makinave duhet të dinë se si funksionon diferenciali.

Emërimi

Në transmetimin e automobilave, një nga më detaje të rëndësishmeështë diferenciali. Detyra e tij është të shpërndajë dhe të ndryshojë saktë çift rrotullues të dy konsumatorëve, të cilët kanë shpejtësi këndore të ndryshme.

Puna e diferencialit është të japë sinjalet e sakta tek rrotat nga kutia e shpejtësisë dhe direkt nga motori. Të nyja e makinës ka një strukturë planetare, e cila e lejon atë të bëjë punën e saj, edhe nëse numri i rrotullimeve të rrotave në një periudhë kohore ka një ndryshim. Kjo është e mundur kur makina hyn në një kthesë ose fillon të rrëshqasë.

Diferenciali lejon që rrotat lëvizëse të makinës të rrotullohen me shpejtësi të ndryshme këndore

Me të gjitha avantazhet e opsione të thjeshta ka diferenciale disavantazhe të rëndësishme, dhe më e rëndësishmja prej tyre është si vijon: shpejtësia në rrota shpërndahet jo vetëm në raport 50/50, por mund të bëhet 100/0 kur, për shembull, një makinë ngec në akull ose në baltë.

Shumica vende të shpeshta për të instaluar diferencialin merren parasysh:

• Kuti ingranazhi, në rastin e automjeteve me rrota të përparme;
• Kutia e transfertës ose e përparme dhe boshti i pasëm nëse makina ka lëvizje me katër rrota;
• Boshti i pasmë, në automjetet me rrota të pasme.

Për më tepër, diferenciali ndahet në mënyrë konvencionale në disa lloje:

• Ingranazhi i krimbave, i cili konsiderohet një lloj universal;
• Konike - shpesh vendoset midis rrotave;
• Cilindrike - përdoret shpesh për automjetet me me katër rrota dhe është i instaluar midis boshteve.

Ekziston edhe një ndarje e diferencialeve bazuar në parimin e simetrisë. Dallohen nyjet simetrike dhe asimetrike. Secili prej llojeve përdoret në situata specifike. Një dizajn asimetrik përdoret në automjetet me katër rrota. Diferenciali është i instaluar midis boshteve dhe i jep përmasa të ndryshme çift rrotullues për secilën prej tyre. Për diferencialet simetrike, montimi në boshtet kryesore është i përshtatshëm. Kjo lejon që një çift rrotullues të barabartë të shpërndahet midis dy rrotave.

Operacioni diferencial i aktivizuar makinë me rrota të pasme

Në vendndodhje, montimi i ndërboshtit dhe ndërrrotave është i ndarë. Një diferencial ndërmjet rrotave është instaluar midis dy rrotave, të cilat ndodhen në të njëjtin bosht. Njësia diferenciale qendrore është montuar saktësisht në mes midis dy akseve paralele.

Pajisja diferenciale dhe parimi i funksionimit

Për të përcaktuar se si funksionon diferenciali në një makinë me rrota të pasme, është e nevojshme të kuptohet se boshti i lëvizjes së pasme rrotullohet me ndihmën e transmetimi i kardanit... Pas kësaj, me ndihmën e kutisë së shpejtësisë, gjysmëboshti rrotullohet me rrotën në të. Diferenciali arrin të kombinojë detyrat e mësipërme në mënyrë që rrotat të mund të rrotullohen me shpejtësi të ndryshme. Në automjetet me lëvizje me rrota të përparme, vendndodhja dhe funksionimi i njësisë diferenciale është i ndryshëm. V në këtë rastçift ​​rrotullimi nga kutia e shpejtësisë zbatohet menjëherë në montim. Pas kësaj, efekti ushtrohet drejtpërdrejt në boshtet lëvizëse. Sa i përket lëvizjes me të gjitha rrotat, në mënyrë që mjeti të mund të lëvizë në seksione të ndryshme të rrugës, kërkohet jo një, por deri në tre nyje: midis boshteve dhe midis rrotave. Përndryshe, parimi i funksionimit nuk ndryshon nga sa më sipër.

Elementet që konsiderohen bazë në diferencial janë:

• Ingranazhet me gjysmë boshti;
• Ingranazhet e satelitëve;
• Kornizë.

Satelitët janë të ngjashëm në strukturë me një kuti ingranazhesh planetare. Funksioni kryesor i satelitëve është të rreshtojnë trupin dhe pajisjet anësore. Vizat lidhin trupin dhe marshin me ato rrota që përdoren si rrota lëvizëse në makinë.

Nëse ingranazhet e përdorura në diferencial kanë një numër të ndryshëm dhëmbësh dhe një drejtim tjetër çift rrotullues, atëherë mekanizma të tillë klasifikohen si asimetrik. Në rastin kur ingranazhet kanë të njëjtin numër dhëmbësh, diferenciali është simetrik.

Trupi është "guaska" e montimit, pjesa kryesore e saj, e cila strehon pjesën tjetër të mekanizmit.

Çfarë është një bllokim diferencial në një makinë

Bllokimi i njësisë diferenciale është një funksion jashtëzakonisht i rëndësishëm që ju lejon të ndaloni përkohësisht funksionimin e njërit prej marsheve. Kjo është e nevojshme në rast se njëra prej rrotave vazhdon të rrotullohet për ndonjë arsye, dhe tjetra qëndron ende. Kjo situatë mund të ndodhë kur makina lëviz në një rrugë të pabarabartë me akull.

Eshte interesante! Vlen të përdoret bllokimi në rast të lëvizjes në një jo shpejtësi e lartë në rrugë të vështira. Është atëherë që gjasat për të ngecur janë shumë të larta. Në situata të tjera, nuk duhet të bllokoni diferencialin, pasi makina tenton të ecë në vijë të drejtë dhe bëhet pothuajse e pakontrollueshme.

Llojet e mekanizmit për metodën e mbylljes

Ndalimi i përkohshëm i një prej mekanizmave të punës shpëton jo vetëm nga rrëshqitja, por edhe nga probleme serioze me lëvizje të pakontrollueshme. Është e mundur të bllokoni si rrotën ashtu edhe gjysmën e boshtit. Në varësi të konfigurimit të automjetit, është instaluar një diferencial me një mbyllje manuale, vetëbllokuese ose elektronike.

Me anulim manual

Bllokimi manual i diferencialit konsiderohet si një nga më primitivet. Shkëputja në modaliteti manual kryhet duke përdorur butona ose leva, të cilat ndodhen në ndarjen e pasagjerëve. Ky lloj përdoret më shpesh në makinat me katër rrota, me fjalë të tjera, në automjetet jashtë rrugës.

Sistemi planetar merr formën e një tufë dhe bllokon lëvizjen e satelitëve. Ekspertët rekomandojnë fuqimisht përdorimin bllokim manual vetëm pasi pedali i tufës të jetë shtypur.

Është e rëndësishme! Pas bllokimit të diferencialit, shpejtësia duhet të ulet në minimum, veçanërisht nëse në këtë moment makina kalon terren i vështirë... Pasi njëra nga nyjet të jetë e kyçur, do të jetë shumë më e vështirë të rrotullohet, që do të thotë se automjeti do të jetë më i lehtë për t'u drejtuar në vijë të drejtë.

Funksioni i kyçjes manuale përdoret në automjetet jashtë rrugës që kanë struktura e kornizës... Këshillohet të përdorni mbyllje manuale, tashmë duke pasur një përvojë të mirë drejtimi, pasi është shumë më e vështirë të drejtosh një makinë të tillë.

Toyota Land Cruiser 100 është një SUV me një buton të kyçjes së diferencialit qendror.

Automjete me bravë diferenciale manuale:

• Toyota Land Cruiser;
• Toyota Hilux;
• Chevrolet Niva.

Vetë-mbyllje

Ky lloj nyjesh është përshtatur mirë kushte të vështira ngarje, pasi ato rrisin ndjeshëm aftësinë ndër-vend të makinës. Parimi bazë i vetëbllokimit është se disa kushte drejtimi favorizojnë mbylljen automatike të diferencialit. Nëse ndryshimi në boshtet e boshtit bëhet shumë i rëndësishëm, mekanizmi i pompës aktivizohet, i cili krijon presionin e vajit. Pas kësaj, pllakat fillojnë t'i afrohen njëra-tjetrës dhe shpejtësia e rrotave zvogëlohet. Kjo metodë ju lejon të shpërndani saktë ngarkesën në rrota kur rrëshqitni ose rrëshqitni.

Ka shumë diferenciale të famshme të rrëshqitjes së kufizuar të automobilave. Për shembull, nyjet e firmave Thorsen dhe Quife. Gjithashtu një shembull i një pajisjeje të tillë është modeli "speed sensitive". Mekanizmi zbulon menjëherë shpejtësi të ndryshme të rrotullimit të boshteve të automjetit. Modeli i makinës ku ndodhet ky lloj i veçantë i diferencialit është Toyota Rav4 me një bashkim viskoz. Nëse njëri nga akset fillon të lëvizë me shumë më shumë shpejtësi, më pas tufa fiksohet dhe fillon të frenojë lëvizjen duke parandaluar një emergjencë! Sapo shpejtësia zvogëlohet, forca e fërkimit zvogëlohet dhe i kthen pavarësinë pjesëve të montimit.

Puna e diferencialit Thorsen bazohet në veçoritë e ingranazhit të krimbit

Në pajisjet speciale, është instaluar një version tjetër i mekanizmave diferencialë vetëmbytës - çiftet e kamerës. Një shembull është GAZ-66. Ky dizajn rrit ndjeshëm xhiron e makinës, por mund të krijojë mirë situata të rrezikshme kur diferenciali mbyllet vetvetiu. Skema e veprimit të tij është shumë e thjeshtë dhe e drejtpërdrejtë: në vend të një "planetare", mekanizmi përdor çifte ingranazhesh... Ata rrotullohen nëse ka një mospërputhje të lehtë në shpejtësinë e rrotave, por nëse diferenca rritet, atëherë pajisjet hyjnë në pykë.

E kontrolluar në mënyrë elektronike

Bllokimi i nyjës në këtë rast ndodh pas transferimit të informacionit nga sensorët në kontroll. Sistemi i kontrollit jo vetëm që mund të bllokojë njësinë diferenciale, por gjithashtu të kontrollojë automatikisht tërheqjen dhe tërheqjen e rrotave. Sensorët monitorojnë shpejtësinë e të gjitha boshteve, gjë që thjeshton shumë detyrën e drejtimit në sipërfaqe të ndryshme sipërfaqe rrugore.

Veprim aktiv

Sot, diferencialet aktive janë një nga më efektive në krahasim me homologët e tyre. Një mekanizëm i ngjashëm u shpik relativisht kohët e fundit, por tashmë ka fituar popullaritet. Parimi i tij i funksionimit është të përshpejtojë veprimin e rrotave dhe boshteve të boshteve. Përkundër faktit se një zgjidhje e tillë është krejtësisht e kundërt me të tjerat, kjo metodë doli të ishte më e suksesshme.

Diferenciali aktiv i boshtit të pasmë me komandë nga njësia qendrore e përpunimit rrit tërheqjen në rrotën e jashtme të automjetit

Zhvillime të tilla jo vetëm që optimizojnë punën, por edhe zvogëlojnë rrezikun e prishjes së automjetit. Përveç kësaj, përqindje situatat emergjente në rrugë për shkak të funksionimit të gabuar të diferencialit. Përmirësimi i vazhdueshëm e bën drejtimin e çdo automjeti tokësor më të lehtë, më të sigurt dhe më të përshtatshëm. Gjëja kryesore është të kontrolloni në kohë gjendjen e ingranazheve dhe të gjitha pjesëve të tjera që kanë një ndikim të drejtpërdrejtë në funksionimin e njësisë diferenciale. Shpesh nga kjo varet jo vetëm besueshmëria. makinë personale por edhe jetën e shoferit dhe pasagjerëve.

Një diferencial është një mekanizëm transmisioni që shpërndan çift rrotullues që i jepet midis boshteve të lëvizjes dhe lejon që rrotat të rrotullohen me shpejtësi të ndryshme këndore. Kjo është veçanërisht e dukshme kur makina është duke u kthyer. Diferenciali siguron një të sigurt dhe ngarje komode në një rrugë të thatë të asfaltuar. Megjithatë, nëse makina largohet nga kufijtë e saj dhe vazhdon të lëvizë në terren të ashpër, si dhe në rast akulli (dhe të tjera të rënda Kushtet e motit) ky mekanizëm mund të bëjë të pamundur lëvizjen e makinës. Çfarë është një diferencial, si funksionon, cili është dëmi i tij për SUV-të dhe si të merreni me të - do të diskutohet më poshtë.

Diferencial si pjesë e transmetimit

Një diferencial në një makinë është një mekanizëm që shpërndan çift rrotulluesin e boshtit të helikës së transmisionit midis rrotave lëvizëse të boshtit të përparmë ose të pasëm (në varësi të llojit të makinës), duke lejuar secila prej tyre të rrotullohet pa rrëshqitur. Ky është qëllimi kryesor i diferencialit.

Bosht lëvizës me prerje tërthore me diferencial

Në lëvizjen drejtvizore, kur rrotat janë të ngarkuara në mënyrë të barabartë dhe kanë të njëjtën shpejtësi rrotullimi këndor, mekanizmi funksionon si një lidhje transmetimi. Nëse kushtet e drejtimit ndryshojnë (kthimi, rrëshqitja), ngarkesa bëhet e pabarabartë. Bëhet e nevojshme që boshtet e boshtit të rrotullohen me shpejtësi të ndryshme dhe, si pasojë, bëhet e nevojshme shpërndarja e çift rrotullimit të marrë ndërmjet tyre në një raport të caktuar. Pastaj nyja kryen të dytën funksion i rëndësishëm: Sigurimi i manovrimit të sigurt të mjetit.

Paraqitja e diferencialit varet nga lloji i drejtimit të automjetit:

1. Makinë me rrota të përparme- strehimi i kutisë së marsheve.
2. Me rrota të pasme - strehimi i boshtit të lëvizjes.
3. Me katër rrota - trupat e boshteve të përparme dhe të pasme (për transmetimin e çift rrotullues në rrotat lëvizëse) ose një kuti transferimi (për transmetimin e çift rrotullues në boshtet lëvizëse).

Diferenciali në makina nuk u shfaq menjëherë. Projektuesit e "karrocave vetëlëvizëse" të para ishin shumë të habitur nga manovrimi i dobët i shpikjeve të tyre. Rrotullimi i rrotave me të njëjtën shpejtësi këndore gjatë kthesës çoi në faktin se njëra prej tyre filloi të rrëshqasë ose, anasjelltas, humbi plotësisht kontaktin me rrugën. Inxhinierët e kujtuan atë më prototipet e hershme automjetet e para të furnizuara motorët me avull, ishte një pajisje për të shmangur humbjen e kontrollit.

Mekanizmi i shpërndarjes së çift rrotullues u shpik nga francezi Onesiphor Pekker. Boshtet dhe ingranazhet ishin të pranishme në pajisjen Pekker. Nëpërmjet tyre, çift rrotullimi nga motori furnizohej në rrotat lëvizëse. Por edhe pas aplikimit të shpikjes së Pöcker-it, problemi i rrëshqitjes së rrotave në kthesa nuk u zgjidh plotësisht. U zbuluan mangësitë e sistemit. Për shembull, njëra prej rrotave humbi tërheqjen në një moment. Kjo ishte më e theksuar në zonat e akullta.

Rrëshqitja në kushte të tilla shpesh çonte në aksidente, kështu që projektuesit menduan për një kohë të gjatë se si të parandalonin rrëshqitjen e makinës. Zgjidhjen e gjeti Ferdinand Porsche. Ai u bë shpikësi i mekanizmit të kamerës, i cili kufizoi rrëshqitjen e rrotave të boshtit të lëvizjes. Pajisja diferenciale gjermane ka gjetur aplikim në makina Volkswagen.

Si funksionon diferenciali?

Njësia funksionon si një kuti ingranazhesh planetare. Pajisja kryesore diferencial: ingranazhet e boshteve të boshtit (5) dhe satelitëve (4) janë të vendosura në kupë (3). Kupa (trupi) është i lidhur fort me ingranazhin e drejtuar (2), i cili merr çift rrotullues nga ingranazhi lëvizës pajisje kryesore(1). Trupi transmeton rrotullimin me anë të satelitëve në boshtet e boshtit që rrotullojnë rrotat lëvizëse. Për shkak të funksionimit të satelitëve sigurohen shpejtësi të ndryshme këndore. Vlera e çift rrotullues mbetet e pandryshuar.

Zbatimi i diferencialeve në varësi të llojeve të tyre

Pajisjet përdoren për të transmetuar çift rrotullues në rrotat lëvizëse dhe boshtet lëvizëse të një makine.

Kamionë dhe makina të të gjitha llojeve të disqeve janë diferencial me bosht tërthor transmetimi i rrotullimit tek rrotat. Diferenciali qendror, i cili shpërndan çift rrotullues midis boshteve, përdoret ekskluzivisht në automjete me të gjitha rrotat.

Sipas llojit të aplikuar transmetimi i marsheve të dallojë llojet e mëposhtme mekanizmat:

1. konike;
2. cilindrike;
3. krimbi.

Nga numri i dhëmbëve të ingranazheve gjysmë-boshtore:

1. simetrike;
2. asimetrike.

Për shkak të aftësisë së tij për të shpërndarë në mënyrë proporcionale çift rrotullues, një diferencial asimetrik me një transmetim cilindrik është instaluar midis boshteve të automjeteve me të gjitha rrotat.

Automjetet me lëvizje të pasme dhe me rrota të përparme janë të pajisura me një diferencial simetrik të pjerrët.

Ingranazhi i krimbave, duke qenë më i gjithanshëm, përdoret në të gjitha llojet e pajisjeve me të gjitha disqet.

Diagrami i funksionimit diferencial

Konsideroni parimin me të cilin funksionon një diferencial simetrik i pjerrët me bosht, duke shpërndarë çift rrotullues midis rrotave në tre kushte të ndryshme:

1. lëvizje drejtvizore;
2. kthesë;
3. rrëshqitje.

Me lëvizje të drejtë

Lëvizja drejtvizore karakterizohet nga një shpërndarje e barabartë e ngarkesës midis rrotave të automjetit. Ata kanë të njëjtën shpejtësi këndore. Satelitët e vendosur në strehë nuk rrotullohen rreth boshteve të tyre. Ata transmetojnë çift rrotullues nga ingranazhi i drejtuar i makinës kryesore në boshtet e boshtit përmes një fikse ingranazhet.

Gjatë kthimit

Ndërsa automjeti rrotullohet, forcat e tërheqjes dhe ngarkesës shpërndahen si më poshtë:

• Rrota e brendshme, e cila ka një rreze më të vogël nga qendra e rrotullimit, përjeton një rezistencë më të madhe se ajo e jashtme. Ngarkesa e rritur bën që ajo të ngadalësohet.
• Rrota e jashtme, duke lëvizur përgjatë një rrezeje më të madhe (trajektore më të madhe), përkundrazi, duhet të rrisë shpejtësinë këndore në mënyrë që makina të mund të kthehet pa probleme, pa rrëshqitur.

Kështu, rrotat duhet të kenë shpejtësi këndore të ndryshme. Ngadalësimi i rrotullimit të boshtit të brendshëm të boshtit të rrotës i vë në lëvizje satelitët. Ata, nga ana tjetër, me anë të një ingranazhi të pjerrët, rrisin shpejtësinë e rrotullimit të boshtit të jashtëm të rrotës. Çift rrotullimi i marrë nga lëvizja përfundimtare mbetet i pandryshuar.

Kur rrëshqet

Rrotat e një makine që lëvizin edhe në një vijë të drejtë përgjatë rruga e rrëshqitshme ose jashtë rrugës, ata mund të përjetojnë ngarkesa të ndryshme: njëra prej tyre rrëshqet, duke humbur tërheqjen; tjetra, duke u ngarkuar më shumë, ngadalëson. Modeli i rrotullimit përsëritet. Vetëm tani ajo bën dëm: rrota rrëshqitëse mund të marrë 100% të çift rrotullues të marrë nga diferenciali, dhe ajo e ngarkuar do të ndalojë së rrotulluari fare. Lëvizja e automjetit do të ndalet.

Këto disavantazhe të nyjës janë zgjidhur menyra te ndryshme:

• bllokim manual ose automatik;
• futja e një sistemi të stabilitetit të kursit të këmbimit.

Kyçja diferenciale dhe sistemi i kontrollit të qëndrueshmërisë

Në mënyrë që çift rrotullimi i boshteve të boshtit të bëhet përsëri i njëjtë, është e nevojshme të bllokoni veprimin e satelitëve ose të siguroni transferimin e tij nga kupa në boshtin e ngarkuar të boshtit.

Kjo është veçanërisht e vërtetë për makinat jashte rruge me katër rrota 4X4. Jo vetëm sepse ato janë të dizajnuara për terrene të ashpër. Ia vlen një makinë e pajisur me tre diferenciale (dy ndërrrota, një ndërbosht), të paktën në një nga katër pikat për të humbur tërheqjen - vlera e çift rrotullimit të rrotave të mbetura do të nxitojë në zero, dhe makina do të refuzojë të shkojë.

Bllokimi ndihmon për të shmangur problemet, të cilat mund të jenë ose të pjesshme ose të plota (në varësi të shkallës së rishpërndarjes së përpjekjeve midis boshteve të boshtit), si dhe manuale ose automatike (në varësi të shkallës së kontrollit nga drejtuesi).

Mënyra më e vështirë dhe e përsosur për të eliminuar disavantazhet e njësisë është bllokimi elektronik, i zbatuar në bazë të sistemit të stabilitetit të kursit të këmbimit, sensorët e të cilit kontrollojnë të gjithë parametrat e nevojshëm gjatë lëvizjes së makinës. Bazuar në të dhënat e marra, automjeti korrigjohet automatikisht.

Siguria e para

Diferenciali është projektuar për të siguruar manovrim të sigurt dhe të rehatshëm në pistë. Disavantazhet e përshkruara më sipër lidhen me drejtimin e automjetit kushte ekstreme si dhe ndër-shtetërore. Prandaj, nëse në automjet është instaluar një ngasje me dorëzim manual, ajo duhet të përdoret ekskluzivisht në mënyrën e duhur kushtet e rrugës... Dhe makinat rrugore, të cilat është e vështirë të "bindësh" të ecin më ngadalë se 100 km / orë, janë përgjithësisht të pamundura dhe madje të rrezikshme për të funksionuar pa diferencial. Kaq e thjeshtë, por pafund mekanizëm i rëndësishëm në transmetim.

Kur makina është në lëvizje, çift rrotullimi transmetohet nga dhe më pas, përmes marsheve kryesore dhe diferencialit, në rrotat lëvizëse. ju lejon të rritni ose ulni çift rrotulluesin e transmetuar dhe në të njëjtën kohë të zvogëloni dhe në përputhje me rrethanat të rrisni shpejtësinë e rrotullimit të rrotave. Raport në marshin kryesor zgjidhet në atë mënyrë që çift rrotullimi maksimal dhe shpejtësia e rrotullimit të rrotave lëvizëse të jenë në vlerat më optimale për makinë specifike... Për më tepër, disku përfundimtar është shumë shpesh subjekt i akordimit të makinës.

Pajisja e makinës përfundimtare

Në thelb, makina përfundimtare nuk është gjë tjetër veçse një ingranazh për zvogëlimin e marsheve, në të cilin ingranazhi i lëvizjes është i lidhur me bosht dytësor Pika e kontrollit, dhe ajo e drejtuar - me rrotat e makinës. Lloji lidhje me marshin ingranazhet kryesore ndryshojnë në llojet e mëposhtme:

• cilindrike - në shumicën e rasteve përdoret në makina me rregullimi tërthor dhe kuti ingranazhesh dhe lëvizje me rrota të përparme;
• konike - përdoret shumë rrallë, pasi ka dimensione të mëdha dhe nivel të lartë zhurma;
• hipoid - lloji më i popullarizuar i makinës përfundimtare, i cili përdoret në shumicën e makinave me klasike ngasja e rrotave të pasme... Ingranazhi hipoid është i vogël dhe nivel i ulët zhurma;
• krimbi - praktikisht nuk përdoret në makina për shkak të mundimit të prodhimit dhe kostos së lartë.

Vlen gjithashtu të theksohet se automjetet me rrota të përparme dhe me rrota të pasme kanë vendndodhje të ndryshme pajisje kryesore. V automjetet me rrota të përparme me një rregullim tërthor të pikës së kontrollit dhe njësia e fuqisë, ngasja përfundimtare cilindrike ndodhet direkt në kutinë e marsheve.

Në makinat me lëvizje klasike me rrota të pasme, lëvizja përfundimtare i instaluar në kutinë e boshtit të lëvizjes dhe lidhet me kutinë e shpejtësisë me anë të. Në funksional transmetim hipoid Automjeti me rrota të pasme përfshin gjithashtu një kthesë rrotullimi 90 gradë përmes marsheve të pjerrëta. Pavarësisht nga Llojet e ndryshme dhe vendndodhja, qëllimi i makinës përfundimtare mbetet i pandryshuar.

Makinë diferenciale

Makinë diferenciale më së shpeshti kombinohet me ingranazhin kryesor dhe ndodhet, përkatësisht, në kutinë e marsheve ose në kutinë e boshtit të pasmë. Megjithatë, një diferencial mund të instalohet gjithashtu midis boshteve lëvizëse të një automjeti me të gjitha rrotat. Diferenciali është dhe ndahet në llojet e mëposhtme:

• pjerrësi - në shumicën e rasteve është instaluar së bashku me ingranazhin kryesor midis rrotave të një boshti lëvizës;
• cilindrike - përdoret më shpesh për të shkëputur boshtet kryesore të automjeteve me të gjitha rrotat;
• krimbi - është universal dhe është i instaluar si midis rrotave ashtu edhe midis boshteve lëvizëse.

Qëllimi kryesor i diferencialit është të shpërndajë çift rrotullues midis rrotave të makinës dhe të ndryshojë frekuencën e rrotullimit të tyre në lidhje me njëra-tjetrën. Për shembull kthimi i makinës pa diferencial do të ishte thjesht i pamundur, pasi kur rrotullohet, rrota e jashtme duhet domosdoshmërisht të rrotullohet me një frekuencë më të lartë se ajo e brendshme.

Diferencialet janë simetrike dhe asimetrike. Diferenciali simetrik transmeton çift rrotullues të barabartë në të dy rrotat dhe më së shpeshti instalohet në lidhje me makinën përfundimtare. Një diferencial asimetrik lejon transmetimin e çift rrotullues në përmasa të ndryshme dhe vendoset ndërmjet.

Diferenciali përbëhet nga një strehë, ingranazhe me shtylla dhe ingranazhe anësore. Trupi zakonisht është në linjë me ingranazhin e drejtuar të makinës përfundimtare. Ingranazhet e satelitëve luajnë një rol kuti ingranazhesh planetare dhe lidhni ingranazhet anësore me kutinë diferenciale. Ingranazhet me gjysmë boshti (dielli) janë të lidhur me rrotat lëvizëse me anë të gjysmëboshteve në nyjet e varura.

Me të gjitha avantazhet e diferencialit më të thjeshtë ka edhe një pengesë... Fakti është se shpejtësia mund të shpërndahet në rrota jo vetëm në një raport, për shembull, 50/50, 40/60 ose 35/65, por edhe 0/100. Kjo do të thotë, absolutisht i gjithë çift rrotullimi mund të transmetohet në njërën rrotë të makinës, ndërsa rrota e dytë do të jetë absolutisht statike. Kjo ndodh nëse makina është ngecur në baltë ose akull.

por diferenciale moderne më i përsosur dhe praktikisht i lirë nga kjo pengesë. Shumë diferenciale kanë bllokime të forta automatike ose manuale. Përveç kësaj, makina moderne të pasagjerëve automjete me katër rrota janë të pajisura me një sistem kontrolli të qëndrueshmërisë, i cili bazohet në shpërndarjen optimale të çift rrotullues midis boshteve dhe rrotave individuale, në varësi të trajektores së lëvizjes.

Mekanizmi diferencial - i shpërndarjes së çift rrotullues boshti i hyrjes ndërmjet dy boshteve të boshteve të daljes së rrotave lëvizëse ose, në automjetet jashtë rrugës, për të shpërndarë çift rrotullues midis boshteve lëvizëse të përparme dhe të pasme.
Kjo është një pjesë e transmetimit, i cili në makinat e konfigurimit klasik dhe me rrota të përparme zakonisht bëhet në formën e një njësie të vetme me ingranazhin kryesor, dhe në SUV është i integruar në kutinë e transferimit. Diferenciali i lirë e ndan gjithmonë çift rrotulluesin që i jepet në mënyrë të barabartë - pavarësisht nëse rrotat lëvizëse (ose boshtet lëvizëse) rrotullohen me shpejtësi të barabarta ose të ndryshme.

Caktimi diferencial

Kur automjeti lëviz përgjatë pjesëve të lakuar të rrugës - për shembull, kur kthen kthesën - rrotat e boshtit të lëvizjes rrotullohen në rrathë me gjatësi të ndryshme. Rrota e jashtme (në lidhje me qendrën e rrotullimit të makinës) kalon një distancë më të gjatë se ajo e brendshme. Sa më e pjerrët të jetë kthesa, aq më i madh është ndryshimi. Një problem i ngjashëm lind kur ngasni në vijë të drejtë, nëse përdoren rrota me dimensione të ndryshme, etj. Nëse, në këto situata, rrotat lidhen me një bosht të ngurtë, rezulton se njëra rrotë rrotullohet më shpejt se sa duhet për të kaluar trajektoren e dhënë, dhe tjetra më ngadalë. Kjo do të thotë që të dy rrotat do të rrëshqasin, përjetoni ngarkesa të rritura, nxehen dhe konsumohen më fort. Konsumi i karburantit gjithashtu do të rritet. Më në fund, shkel stabiliteti i drejtimit automjet dhe çon në rrëshqitje ose lëvizje - veçanërisht në rrugë të rrëshqitshme.
Për të kompensuar ndryshimin në rrugën e përshkuar nga rrotat lëvizëse, përdoret një mekanizëm i veçantë - një diferencial. Diferenciali më i thjeshtë dhe i lirë barazon çift rrotullimet (ose forcat tërheqëse) të të dy rrotave lëvizëse, dhe nëse shpejtësitë e rrotullimit të tyre (ose lëvizjes lineare) janë të ndryshme, atëherë fuqia në to është proporcionale me këtë ndryshim. Një rrotë që rrotullohet më shpejt shpenzon disa fuqi e madhe se ai që rrotullohet më ngadalë.
Kështu, diferenciali është projektuar për të siguruar rrotullimin e rrotave lëvizëse me shpejtësi të ndryshme këndore duke transmetuar vazhdimisht çift rrotullues në të dy rrotat e boshtit lëvizës. E njëjta logjikë është e pranishme në funksionimin e diferencialit qendror.

Pajisja dhe parimi i funksionimit

Diferenciali i dizajnit klasik është i thjeshtë. Për shembull, në një makinë me rrota të pasme, rrotullimi nga boshti i daljes së kutisë së shpejtësisë transmetohet përmes bosht kardan te ingranazhi i pjerrët drejtues i ingranazhit kryesor, i cili është në rrjetë të vazhdueshme me ingranazhin e shtyrë të ingranazhit kryesor. Ingranazhi i drejtuar është në të njëjtën kohë strehimi i diferencialit, në të cilin boshti i satelitëve - ingranazhet e vogla të pjerrëta - është i fiksuar pingul me boshtin e ingranazhit të drejtuar. Këto të fundit rrotullohen së bashku me strehën diferenciale në lidhje me boshtin e shtyllës së shtyrë të makinës kryesore. Satelitët janë në rrjetë të vazhdueshme me ingranazhet e pjerrëta të boshtit të boshtit të rrotave lëvizëse majtas dhe djathtas.
Kur automjeti lëviz në një vijë të drejtë, satelitët nuk rrotullohen rreth boshtit të tyre. Por secila, si një levë me krahë të barabartë, ndan çift rrotulluesin e ingranazhit të drejtuar të makinës kryesore në mënyrë të barabartë midis ingranazheve të boshteve të boshtit.
Kur makina lëviz përgjatë një trajektoreje të lakuar, rrota e brendshme në lidhje me qendrën e rrethit të përshkruar nga makina rrotullohet më ngadalë, e jashtme më shpejt - ndërsa satelitët rrotullohen rreth boshtit të tyre, duke lëvizur rreth ingranazheve të boshteve të boshtit. Por parimi i ndarjes së momentit në mënyrë të barabartë midis rrotave është ruajtur. Fuqia e furnizuar me rrota rishpërndahet, sepse është e barabartë me produktin e çift rrotullues dhe shpejtësinë këndore të rrotës. Nëse rrezja e kthesës është aq e vogël sa rrota e brendshme ndalon, atëherë ajo e jashtme rrotullohet me dyfishin e shpejtësisë se kur makina lëviz përgjatë një rruge të drejtë. Pra, diferenciali nuk ndryshon çift rrotullues, por rishpërndan fuqinë midis rrotave. Ky i fundit është gjithmonë më i madh në timon që rrotullohet më shpejt.

Përdorimi i diferencialeve

Në automjetet me një bosht lëvizës, është instaluar një diferencial, i kombinuar me makinën përfundimtare. Në automjetet me dy ose më shumë boshte lëvizëse, diferencialet janë instaluar në secilin bosht lëvizës (për shembull, në një kamion ose autobus me tre boshte me dy boshte lëvizëse të pasme, diferencialet janë instaluar në boshtet e mesme dhe të pasme). Në automjetet me një ngasje me të gjitha rrotat me prizë, diferencialet janë instaluar në çdo bosht lëvizës (për një bosht me dy boshte Xhip me 4 rrota me një bosht të lidhur përpara, dy diferenciale - një në çdo bosht lëvizës), por funksionimi i këtyre makinave me një bosht të përparmë të lidhur përgjithmonë nuk rekomandohet për shkak të rritjes së konsumit të ingranazheve kryesore dhe rrotave për shkak të shpërndarjes së pabarabartë të fuqisë midis boshteve . Nga ana tjetër, në automjetet jashtë rrugës me akse lëvizëse të lidhura përgjithmonë, përdoren tre diferenciale - një në çdo aks lëvizës dhe një nga qendra në qendër, të instaluar në rasti i transferimit... Diferenciali qendror shpërndan fuqinë midis boshteve lëvizëse, në varësi të gjatësisë së shtegut të përshkuar nga rrotat. Për shembull, rrotat e përparme mund të kapërcejnë një lartësi, rrotat e pasme ende lëvizin në një vijë të drejtë - rrotat e përparme përshkruajnë një rrugë më të gjatë se e pasme, përkatësisht, diferencial qendror transferon më shumë fuqi të motorit në boshtin e përparmë sesa në pjesën e pasme. Në shumë boshte automjeteve me disa akse lëvizëse, përdoret një diferencial ndërmjetës.
Diferenciali nuk vlen për automjetet me një rrotë lëvizëse - në veçanti, për motoçikletat dhe triçikletat me dy rrota të përparme. rrota me drejtues... Nëse triçikleta ndërtohet sipas skemës me një ballë rrota drejtuese dhe dy ato të pasme kryesore, atëherë mbi të përdoret një bosht lëvizës automobilistik me një diferencial. Zakonisht, triçikleta të tilla ndërtohen sipas porosive individuale bazuar në popullore modele të rënda(shembull - triçikleta me porosi bazuar në "Harley-Davidson").
Aktiv makina garash bazuar modelet serike(për shembull, në mitingje ose për gara qarku), diferenciali bllokohet para garave, pasi makina të tilla kalojnë kthesat me shpejtësi të madhe dhe me rrëshqitje. Në këtë rast, prirja e makinës për të rrëshqitur për shkak të mungesës së diferencialit konsiderohet si avantazh.

Mungesa e diferencialit

Disavantazhi kryesor i diferencialit klasik të dizajnit është problemi i rrëshqitjes së rrotave, i cili ka humbur kontaktin me sipërfaqen e rrugës. Kur njëra prej rrotave lëvizëse rrotullohet në një gjendje të pezulluar, shpejtësia e saj është dy herë më e madhe se sa do të ishte në të njëjtat rrotullime të marsheve me lëvizje diferenciale në lëvizjen normale të drejtë. Por rrota e dytë nuk rrotullohet fare. Arsyeja është e thjeshtë. Momenti i rezistencës ndaj rrotullimit të rrotës së pezulluar është i papërfillshëm; në përputhje me rrethanat, çift rrotullimi i furnizuar me të është i vogël. Kjo do të thotë që çift rrotullimi në rrotën e kundërt është po aq i vogël - qëndron. Nëse njëra nga rrotat rrëshqet - me qarkullimi i rritur, por me rezistencë të konsiderueshme (për shembull, në baltë, rërë, etj.), Atëherë i njëjti çift rrotullues i jepet rrotës tjetër, jo rrëshqitëse. Si rezultat, makina mund të lëvizë me shpejtësi të ulët... Në këtë rast, më shumë se fuqi të lartë- shpenzohet për ngrohjen e gomave, rrugëve etj. Efekti i rrëshqitjes zvogëlon aftësinë ndër-vend të një automjeti me një diferencial të lirë. Për të zgjidhur këtë problem, makinat janë të pajisura me mekanizma mbyllëse diferenciale - manuale ose automatike - të dizajneve të ndryshme.

Mekanizmat e kyçjes diferenciale

• Bllokim diferencial manual

• Bllokim diferencial i kontrolluar elektronikisht

• Bllokim automatik duke përdorur një tufë fërkimi

Çfarë është një diferencial?- Kjo është një pjesë e transmisionit, detyra e të cilit është të shpërndajë çift rrotullues në mënyrë strikte në mënyrë të barabartë midis rrotave lëvizëse të një aksi (me kusht lëvizje e drejtë makinë, si dhe me të njëjtin diametër të rrotave, shtrëngimin dhe presionin e gomave), dhe diferencialin qendror - në shpërndarjen e çift rrotullues midis boshteve të lëvizjes - në mënyrë të barabartë ose në proporcion optimal (diferencial asimetrik).

Diferencial i lirë (lloji i thjeshtë)

Struktura e brendshme e diferencialeve është e ndryshme, dhe më e përhapura mori një diferencial të hapur ose, me fjalë të tjera, një diferencial të lirë. Është e pastër pajisje mekanike Dallohet nga thjeshtësia (zakonisht ka vetëm katër ingranazhe të pjerrëta), kompaktësia dhe përputhet plotësisht me emrin e tij: domethënë, ndan çift rrotullues në një raport fiks (zakonisht 50:50) dhe nuk ndërhyn në asnjë mënyrë me rrotullimi i boshteve të daljes me shpejtësi të ndryshme. Por këtu qëndron rreziku: nëse njëra prej rrotave godet një sipërfaqe të rrëshqitshme dhe kalon, atëherë edhe rrota e dytë do të mbetet pa tërheqje dhe vetë makina nuk do të jetë në gjendje të lëvizë. A tingëllon e njohur kjo?

Diferencialet e kyçjes lirohen nga ky disavantazh. Ndryshe nga ato të lira, ata tashmë me disa përpjekje përpiqen të ngadalësojnë boshtin kryesor në shpejtësi, duke rritur çift rrotullues në atë që mbetet. Dhe megjithëse kjo tingëllon disi e ndërlikuar, në fakt parimi i funksionimit të pajisjeve të tilla është i thjeshtë: forca e fërkimit që lind midis tyre parandalon që boshtet të kthehen në lidhje me njëri-tjetrin, dhe sa më i madh të jetë, aq më shumë çift rrotullimi zhvendoset drejt prapambetjes. bosht.

Diferencial me bllokim të ngurtë

Rast ekstrem- një diferencial me një bllokim të ngurtë, i cili, me urdhër të shoferit, mund të lidhë fort boshtet e daljes me njëri-tjetrin, duke eliminuar plotësisht rrëshqitjen e rrotave individuale në rrugë. Në gjendjen "e lirë", kur bllokimi është i çaktivizuar, ai nuk ndryshon nga një diferencial i hapur, domethënë siguron të njëjtën pavarësi të rrotullimit të boshteve.

Modele të tilla janë mjaft të përhapura: aftësia për të transferuar të gjithë 100% të çift rrotullimit të motorit në një bosht është në kërkesë të madhe në mjedisin SUV, ku diferenciale me mbyllje të ngurtë gjenden si diferencialë tërthore dhe qendra me rrota.

Në të njëjtën kohë, këto diferenciale nuk janë të destinuara të shkojnë shumë përtej kufijve të caktuar, sepse në asfalt bllokimi duhet të fiket çdo herë, përndryshe transmetimi do të pësojë ngarkesa të tepërta në qoshe. Kjo do të thotë që makina mbetet e paarmatosur ndaj rrëshqitjes së rrotave në mënyrë të papritur zona të rrëshqitshme rrugët.

Lexoni gjithashtu

Diferencial me bllokues disk

Sigurisht, kjo nuk është e përshtatshme për makina të fuqishme që mund të kthejnë rrotat edhe në asfalt - ka diferenciale të ndryshme të rrëshqitjes së kufizuar për ta.

Për shembull, mekanizmat e mbylljes së diskut, të përdorura shpesh në sportet motorike dhe në versionet e detyruara makina rrugore... Ata janë rregulluar pothuajse në të njëjtën mënyrë si diferencialet e lira, por boshtet në to janë të lidhura me njëri-tjetrin me anë të tufave të ngarkuara me pranverë. Kjo do të thotë, në rast të rrëshqitjes, bllokimi i diskut mund të shtojë vetëm aq njutonometra në boshtin e mbetur, sa mund të përballojnë tufat përpara se të fillojë rrëshqitja. Si rregull, kjo është shumë e vogël - vetëm disa dhjetëra Nm, e cila do të kompensojë vetëm një rënie të lehtë të çift rrotullues, për shembull, kur një rrotë godet asfaltin me pluhur ose të lagësht.

Dhe çfarë e pengon rritjen e forcës së fërkimit të kthetrave? Problemi është se, duke u shtrënguar vazhdimisht, këto tufa pengojnë rrotullimin e lirë të rrotave në një qoshe, gjë që çon në konsumim të përshpejtuar të gomave, vetë diferencialit dhe ka një efekt të paqartë në drejtim.

Diferencial me bashkim viskoz

Diferencialet e bashkimit viskoz nuk kanë këto mangësi. Në këtë rast, rishpërndarja e çift rrotullues ndodh jo si rezultat i fërkimit të kthetrave, por për shkak të vetive të një lëngu të veçantë në një bazë silikoni, i cili "e di se si" të ngurtësohet kur nxehet. Ai strehon dy grupe pllakash, secila prej të cilave është e lidhur me boshtin e vet të daljes diferenciale. Dhe ndërsa makina po lëviz pa rrëshqitur, dhe, në përputhje me rrethanat, ndryshimi në shpejtësinë e rrotullimit të boshteve është i vogël, tufa nuk shfaqet në asnjë mënyrë, por sapo një bosht fillon të kapërcejë ndjeshëm tjetrin, pllakat rrahin lëngun, presioni dhe temperatura e tij rriten, viskoziteti rritet - dhe bashkimi viskoz frenon boshtin. Në të njëjtën kohë, rezistenca mund të jetë aq e madhe sa bllokimi bëhet pothuajse i ngurtë - 100% e çift rrotullues mund të transmetohet në çdo bosht!

Pse, atëherë, bashkimi viskoz nuk gjendet shpesh në SUV? Ka dy arsye për këtë: e para është tendenca për të mbinxehur gjatë rrëshqitjes së zgjatur, e dyta është vonesa e përgjigjes, sepse kërkon kohë për të ngrohur lëngun. Ky i fundit gjithashtu shqetëson prodhuesit e të fuqishëm makina pasagjerësh: Ngadalësia nuk sjell dobi në trajtimin. Por ka nga ata që ende arrijnë të arrijnë karakteristika të shkëlqyera drejtimi: kjo është Subaru Impreza, dhe Nissan 370Z, Nissan cefiro dhe Lexus IS me të gjitha rrotat.

Më të sofistikuara janë diferencialet me vidhos si Torsen dhe Quaife. Ndryshe nga të gjitha të mëparshmet, të krijuara në parimin e "diferencialit të hapur me ingranazhe të pjerrëta + mbyllje", këto modele janë rregulluar në një mënyrë krejtësisht të ndryshme. Veçori në dinakërinë ingranazhet e krimbave: kur çift rrotullimi bie në njërën nga boshtet, ingranazhet fillojnë të pykë dhe momenti transferohet menjëherë në boshtin tjetër. Kjo do të thotë, diferenciali as nuk pret fillimin e rrëshqitjes së rrotave - ai reagon ndaj përkeqësimit të tërheqjes! Për më tepër, çfarë shofer më i fortë shtyp gazin, aq më "e fortë" është lidhja midis boshteve: në kufi, një aks mund të përbëjë deri në 80% të çift rrotullues. Rezulton se diferenciali "shtrëngohet" kur është e nevojshme - në momentin e nxitimit dhe nuk ndërhyn në rrotullimin e pavarur të boshteve kur gazi lirohet.

Një sjellje e tillë logjike dhe performanca e shpejtë e rrufesë erdhi në ndihmë në zona krejtësisht të ndryshme: këto diferenciale mund të gjenden në shpejtësi të lartë Automjetet Audi me plot Makinë Quattro, dhe mbi të njohurit Toyota SUV Mjet per terren malor.

Disavantazhi i pajisjeve të tilla është një - pafuqia ndaj varjes diagonale, sepse pyka e ingranazheve është e mundur vetëm nëse ka të paktën një forcë rezistence në timonin e rrëshqitjes. Në të njëjtat kushte, diferenciali me bllokimin e diskut do të përpiqet disi të ndihmojë, dhe bashkimi viskoz, "duke kapur" pas disa rrotullimeve të rrotave, do të transferojë plotësisht pjesën më të madhe të momentit në boshtin e kundërt.

Tufë disku

Rezulton se të gjitha diferencat janë një lloj kompromisi midis aftësisë jashtë rrugës dhe trajtimit? Po, por kjo zgjati vetëm derisa elektronika më në fund arriti në këtë pjesë të makinës. Kjo ndodhi në mesin e viteve 1980, kur Mercedes dhe Porsche pajisën pothuajse njëkohësisht modelet e tyre me diferencialë tufë me shumë pllaka të kontrolluara elektronikisht. Strukturisht, ato u ngjanin mekanizmave me mbyllje të diskut, por kthetrat në to nuk shtypeshin më nga një pranverë, por nga një makinë hidraulike, e cila, me urdhër nga njësia e kontrollit, mund të dobësonte ose, përkundrazi, të rriste parangarkesën.

Si rezultat, karakteristikat e diferencialit filluan të përcaktohen me pikë kodi i programit, dhe projektuesve iu është dhënë një sasi e madhe e personalizimit. Për shembull, për manovrim më të mirë, mund të lironi lidhjen midis boshteve në hyrje të kthesës, dhe më pas, në dalje, përkundrazi, shtrëngoni tufën për maksimum overclocking efektiv... Ju mund të bllokoni plotësisht diferencialin, dhe më pas makina nuk ka frikë nga ndonjë varje diagonale.

Duket se një diferencial i tillë nuk ka pika të dobëta... Por, si gjithë të tjerët, ai rishpërndan çift rrotullues, duke barazuar shpejtësinë e rrotullimit të boshteve. Po sikur diferenciali, nga ana tjetër, të bënte një bosht të rrotullohej më shpejt se tjetri? Në fund të fundit, atëherë ai mund të shtonte një moment në timonin e jashtëm në kthesë dhe në këtë mënyrë të ndihmonte për të "furnizuar" makinën në hark ...

Diferenciale aktive

Kështu u shfaq ideja e një diferenciali aktiv - më i përsosuri ky moment... Pionier në këtë fushë është Mitsubishi, i cili e ka pajisur atë Evolucioni i Lancer... Duke marrë si bazë diferencialin e zakonshëm të hapur, japonezët lidhën gjithashtu boshtet e daljes përmes dy ingranazheve - lart e poshtë, përfshirja e të cilave kontrollohet nga elektronika duke përdorur kthetra të lagura... Kështu, duke përfshirë një ingranazh të caktuar, kompjuteri mund të bëjë që një bosht të rrotullohet më shpejt ose më ngadalë se tjetri! Përpjekja, ose më saktë sasia e çift rrotullues të transferuar, rregullohet duke ndryshuar shkallën

rrëshqitje e tufës.

Diferenciali aktiv është vendosur në boshti i pasëm makinë, duke e pajisur atë me një stabilitet të paparë në kthesa: aty ku çdo tjetër në përgjigje të shtimit të gazit do të ishte "varur" shumë kohë më parë në një rrëshqitje, një makinë me një diferencial të tillë vetëm vidhoset në mënyrë më aktive në një qoshe. Edhe jashtë rrugës nuk është e frikshme - nëse njëra rrotë ndalon, atëherë e dyta do të tentojë të rrotullohet edhe më shpejt.