Kural olarak, arazi dayanıklılığının sırrı, artan sertlik çerçevesine, güçlü bir motora ve ayrıca dört tekerlekten çekiş sisteminin varlığına ve torku dağıtan bir transfer kutusuna dayanan özel tasarımlarında yatmaktadır. otomobil dingillerine aktarır ve gerekirse istenilen değere yükseltir. Buna karşılık, yeni neslin “razdatka” sı, akslar arası diferansiyel, motor torkunu arabanın ön aksına iletmeye yarayan zincir tipi bir şanzıman ve bir redüktör gibi unsurlardan oluşur.
Aynı zamanda dört tekerlekten çekiş sisteminin ayrılmaz bir parçası olan transfer kutusu yapısının ana ayırt edici özelliği olarak adlandırılabilecek merkez diferansiyelin varlığıdır. Bu eleman, aracın tahrik dingillerinin farklı hızlarda dönme olasılığını sağlamak için gereklidir. Ve sistemin yeteneklerini tam olarak gerçekleştirmek için, aracın açıklığını iyileştirmenin en etkili yolu olan kilitleme merkezi diferansiyeli gibi bir işlevi vardır.
Bu işlevin uygulanması otomatik ve manuel olarak gerçekleştirilebilir. İkinci durumda, engelleme sürücünün kendisi tarafından yapılır. Bu, özel bir cihazın - mekanik, hidrolik, elektrik veya pnömatik olabilen bir tahrik - yardımıyla gerçekleşir. Bu tür engellemeye zorunlu denir.
Merkez diferansiyelin zorla kilitlenmesi, aslında, işlevlerinin performansının tamamen durdurulması ve arabanın aks millerini veya kardan millerini sağlam bir şekilde birleştiren ve bunlara aynı miktarda tork ileten geleneksel bir kavramaya dönüşmesi anlamına gelir. açısal hız. Araba ile zor bölgelerin üstesinden gelmek için kullanılır ve geçtiklerinde mutlaka kapatılmalıdır.
Kısmi kaymalı diferansiyel kilidi olarak da adlandırılan otomatik kilitleme, aşağıdaki gibi yapılar kullanılarak gerçekleştirilir:
- viskoz kaplin,
- Torsen diferansiyeli,
- Sürtünme kavraması.
Viskoz bağlanma, yapısı ve etki mekanizması
Viskoz kaplin, bir tahrik ile diferansiyel çanağa bağlanırken, ikinci ucu arabanın aks miline takılır. Araba normal sürüş modundayken, çanak ve aks mili aynı açısal hızda döner. Bu göstergeler, viraj alırken birbirinden yalnızca biraz farklı olabilir. Yani, viskoz kuplajın çalışma düzlemleri şu anda minimum bir tutarsızlık yüzdesine sahiptir ve kendisi açık formdadır. Bununla birlikte, arabanın akslarından herhangi birine daha büyük bir tork değeri iletilirse, bunun sonucunda dönme hızı diğer akslardan çok daha yüksektir, viskoz kaplinde sürtünme meydana gelir. engellendi.
Arabanın eksenlerinin açısal dönüş hızlarının birbirinden ne kadar farklı olduğu, viskoz kaplinde o kadar fazla sürtünme meydana geldiği ve engelleme derecesinin o kadar güçlü olduğu ortaya çıktı. Buna karşılık, hizalanmalarından sonra, sürtünme yavaş yavaş azalır, bu da viskoz bağlantının düzgün bir şekilde açılmasına ve kilidin ayrılmasına yol açar.
Bu akslar arası kilitleme diferansiyeli, aracı düşük kaliteli yüzeylerde kullanırken en iyi performansı gösterir, ancak gerçek arazi koşullarında en iyi performansı göstermez. Gerçek şu ki, viskoz kaplin, arabanın köprülerinin zemine yapışma durumundaki hızlı ve sık değişikliklerle baş edemiyor, bu yüzden aşırı ısınıyor ve başarısız oluyor.
Torsen diferansiyel cihazının özellikleri ve çeşitleri
Buna karşılık, Torsen kendiliğinden kilitlenen diferansiyel, en yüksek teknolojik ve verimli kilitleme biçimlerinden biridir. Daha iyi bir yanıt ve tork değerindeki değişikliklere mümkün olan en kısa sürede "yanıt verme" ve buna engelleme derecesini değiştirerek yanıt verme yeteneği ile ayırt edilir. En güvenilir olan, bu tip kilidin merkez diferansiyeline sahip SUV'lardır. Eylemi, gerektiğinde "takılabilen" bir hipoid veya sarmal dişli çiftinin özelliklerine dayanır. Bu tür inşaatın üç çeşidi vardır:
Tip 1
Burada hipoid çiftleri olarak, önde gelen aks millerinin dişlileri ve uyduları yer alır. Kendilerine göre dikey bir konumda bulunan zıt yarı eksenlerin uyduları, mahmuz tipi bağlantılarla birbirine bağlanır.
Normal sürüş modunda, torklar arabanın akslarına eşit olarak dağıldığında, bu çiftler sabit bir konumdadır veya düşük yoğunlukta hareket ederek viraj alırken aksların açısal hızlarında optimum farkı sağlar. Akslardan birinin üzerinde tork düşüşü ile ifade edilen "kayma" olduğu durumlarda, "uydu-yarı aks" çiftleri dönme hareketlerine başlar ve bu da diferansiyelin sürtünmesine ve kısmen bloke olmasına yol açar. Buna karşılık, aynı anda, tork dağılımı daha az yoğun çalışan aks mili lehine gerçekleşir.
Type 1 Torsen diferansiyelin, 2.5/1'den 5.0/1'e kadar en geniş tork oranları aralığında çalıştığı için sınıfının en güçlü tasarımına sahip olduğunu belirtmekte fayda var.
Tip 2
İngiliz tasarımcı Rod Quife tarafından oluşturulan bu diferansiyelin tasarımı, helisel tip yarı aks dişlileri ve yarı eksenlere paralel yerleştirilmiş uydu helisel dişlilere dayanmaktadır. Önceki tiple karşılaştırıldığında, bu tipteki merkez diferansiyel devresinin daha düşük bir kilitleme faktörüne sahip olduğu, daha hızlı tepki hızı ve iletilen torktaki değişikliklere karşı daha yüksek hassasiyetle dengelendiği görülebilir. UAZ'ler de dahil olmak üzere yerli olarak üretilen otomobillerde benzer mekanizmalar kullanılmaktadır.
Tip 3
Zexel Torsen'in üçüncü tipindeki Torsen merkez diferansiyel cihazı, tasarım özellikleri ve çalışma prensibi açısından birçok yönden ikinci tipe benzer. Burada, eksenleri yarı eksenlere göre paralel konumda olan helisel tip yarım eksenli dişliler ve uydu helisel dişliler de söz konusudur.
Bu tasarımın yapısının gezegensel yapısı sayesinde, nominal tork dağılımında arabanın bir veya başka ekseni lehine bir kayma sağlanır. Bu tür engelleme cihazının ana avantajı, transfer kutusunun tasarımını basitleştirmeyi ve boyutunu küçültmeyi mümkün kılan işlevselliği ve kompaktlığıdır.
Sürtünmeli kavramaların yapısal farklılıkları
Sürtünmeli kavramanın tasarımı, doğrudan arabanın göbeğine bağlı bir tambur, birkaç sürtünme sürtünme diski (iki veya daha fazla), bu diskleri sıkıştıran bir piston ve pistonu orijinal konumuna geri döndüren bir yay içerir.
Tambur ile göbek arasında rijit bir bağlantı vardır. Aynı zamanda, ikincisinin içinde, üzerinde piston üzerinde duran bir Belleville yayının bulunduğu, durdurucu görevi gören bir halka vardır. Buna karşılık göbek, yağı piston ve tambur arasında hareket ettiren özel kanallarla donatılmıştır. Binek araçlarda, bir disk ve iki yarım kaplinden oluşan iki sürtünme yüzeyine sahip disk sürtünme kavramaları en sık kullanılır ve traktörler dahil özel araçlarda genellikle çok plakalı bir tasarım bulunabilir.
Sürtünmeli kavramalı merkez diferansiyelin nasıl çalıştığını düşünelim: araba normal, yumuşak sürüş modundayken, açısal hızların arabanın eksenleri arasındaki dağılımı eşit olarak gerçekleşir. Ancak yarım eksenlerden herhangi biri daha hızlı dönmeye başladığında, sürtünme diskleri birbirine yaklaşmaya başlar ve ortaya çıkan sürtünme kuvvetlerinin yardımıyla onu yavaşlatır.
Böyle bir kilitleme sistemi oldukça verimlidir, ancak seri binek araçlarda nadiren görülür. Bu eğilim, tasarımın karmaşıklığı ve sürtünme diferansiyellerinin özel bakımının yanı sıra bileşenlerinin hızlı aşınmasından kaynaklanan kısa hizmet ömrü ile açıklanmaktadır.
Sürtünmeli tip merkez diferansiyelin çalışma prensibi, 1998'den beri aynı isimli İsveçli şirket tarafından üretilen Haldex debriyajda kullanılmaktadır. Bu cihazın işleyişinin merkezinde, üreticiler bir elektro-hidrolik eleman demetinin çalışmasını kullandılar. Ancak, Haldex kaplinin ilericiliğine ve yenilikçi ruhuna rağmen, ilk versiyonları başarılı olmaktan çok başarısız oldu, bu da çok sayıda tasarım iyileştirmesi gerektirdi ve en son gelişmeler çok başarılı oldu ve talep gördü.
Haldex kaplinin 5. nesli şu anda üretimde ve aşağıdakiler de dahil olmak üzere gelişmiş özelliklere sahip:
- sürüş modundan bağımsız olarak cihazı kontrol etme yeteneği;
- tahmine dayalı kontrolü kullanarak torku hızlı bir şekilde artırma yeteneği;
- arka ana dişlinin sürekli çalışma olasılığı;
- ABS dahil olmak üzere çeşitli otomatik fren kontrol sistemleriyle uyumluluk.
Çözüm
Bu bilgiyi analiz ettikten sonra, neden bir merkez diferansiyeline ihtiyacınız olduğunu anlayabilirsiniz. Basit bir ifadeyle, eczane terazisi prensibine göre çalışan bir arabanın tekerlekleri üzerinde bir tork dağıtıcısı olarak adlandırılabilir: mekanizmanın her iki koluna aynı yük yerleştirilirse, o zaman "kuyruktan kaldırırken" yükselirler. eşit olarak, ancak bunlardan biri büyük bir yük altındaysa, ikinci omuz dengeyi korumak için yükselecektir.