Differenzial für Vorderradantrieb. Wie Differenziale funktionieren. Video: GPS Navigator - Beschreibung und Test.
Das Differenzial dient dazu, das Drehmoment zwischen zwei Verbrauchern zu übertragen, zu ändern und zu verteilen und bei Bedarf deren Rotation mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten sicherzustellen.
Das Differential ist eines der wichtigsten Strukturelemente des Getriebes. Die Position des Differentials im Getriebe des Autos:
Das Differential ist etwas komplexer, wenn man die bereits vorhandene Vielfalt von Mechanik bis Elektronik nicht berücksichtigt. Basierend auf einem Auto mit einachsiger Traktion, sowohl hinten als auch vorne, können wir von einem offenen Differential bis zu einem elektronischen Differential finden, das durch ein selbstsperrendes, torzen oder selbstsperrendes Elektron geht.
Video: Differentialsperre für UAZ, Art und Wirkungsweise
Wenn wir auf einer geraden Linie fahren, das heißt, beide Räder bewegen sich im gleichen Abstand, hält das Differential, das durch die verschiedenen Zahnräder gebildet wird, letztere auf gleicher Geschwindigkeit. Beim Einfahren in eine Kurve legt das äußere Rad, auf dem das Auto steht, mehr Meter zurück als das innere. Deshalb gibt es ein Differenzial. Dieser Mechanismus verteilt, wie wir bereits gesagt haben, die Kraft des Motors zwischen den Rädern, sodass sie sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen können.
Die zum Antrieb der Antriebsräder verwendeten Differentiale werden als Querachse bezeichnet. Das Mittendifferenzial wird zwischen den Antriebsachsen eines allradgetriebenen Fahrzeugs eingebaut.
Konstruktiv ist das Differenzial auf Basis eines Planetengetriebes aufgebaut. Abhängig von der Art des im Getriebe verwendeten Zahnrads werden folgende Arten von Differentialen unterschieden: Kegel-, Zylinder- und Schneckengetriebe.
Die überwiegende Mehrheit der Straßenautos hat, ohne sportlich zu werden, berühmte offene Differentiale. Beim Erreichen der Kurve erhält das kurvenäußere Rad wenig Motorleistung, da das Differenzial den Großteil an das kurveninnere Rad mit weniger Unterstützung durch das dort ankommende Objekt schickt.
Wie das Differenzial funktioniert
Unter normalen Bedingungen ist das kein Problem, aber bei schneller Fahrt, ob auf einer steilen Strecke oder in einer kurvigen Straße, kann das kurveninnere Rad, wenn wir keine Traktions- und Stabilitätskontrolle haben, unkontrolliert durchdrehen und zu Schlupf führen oder Verlust mit den daraus resultierenden Folgen.
Das Kegeldifferential wird hauptsächlich als Querdifferential verwendet. Zylinderdifferenziale werden häufiger zwischen den Achsen von Allradfahrzeugen eingebaut. Das Schneckendifferential kann aufgrund seiner Vielseitigkeit sowohl zwischen den Rädern als auch zwischen den Achsen eingebaut werden.
Die Vorrichtung des Differentials wird am Beispiel des gebräuchlichsten Kegeldifferentials betrachtet. Die Komponenten des Differentials sind auch für andere Arten von Differentialen charakteristisch. Das Kegeldifferential ist ein Planetengetriebe und umfasst Seitenräder mit im Gehäuse angeordneten Satelliten.
Seine Arbeit konzentriert sich wie die anderen auf Kurven. Dadurch wird die Schrittweite deutlich erhöht. Wahre Sportarten haben solche Unterschiede, obwohl in letzten Jahren Sie sind in Mode gekommen, hauptsächlich aufgrund der Leichtigkeit, sie über einen Computer und elektronische Differentiale zu steuern.
Zwischen der Hälfte der beiden oben beschriebenen Typen befinden sich die bekannten Differentiale vom Thorsen-Typ. Sie bringen einen wichtigen Vorteil gegenüber anderen Systemen. Es ist kein Differential, definitiv selbstsperrend, da es nicht vollständig gesperrt werden kann, aber es sendet ein Drehmoment an das Rad, das dies kann der beste Weg schicke es auf den Boden. Angesichts eines selbstsperrenden Differenzials vermeidet Thorsen das Durchrutschen eines der Räder und trägt nur zu dem bei, was er auf den Boden schicken kann, und leitet den Überschuss auf das andere um.
Das Gehäuse (ein anderer Name ist der Differentialbecher) nimmt das Drehmoment vom Hauptzahnrad auf und überträgt es über die Satelliten auf die Seitenzahnräder. Das Abtriebsrad ist starr am Körper befestigt Hauptgang. Im Inneren des Gehäuses sind Achsen installiert, auf denen sich die Satelliten drehen.
Satelliten, die die Rolle eines Planetengetriebes spielen, stellen eine Verbindung zwischen dem Gehäuse und den Seitenrädern her. Je nach Höhe des übertragenen Drehmoments kommen bei der Differentialkonstruktion zwei oder vier Satelliten zum Einsatz. IN Autos normalerweise werden zwei Satelliten verwendet.
Wir werfen einen detaillierten Blick auf die verschiedenen Arten von Differentialen und die am häufigsten verwendeten Fahrzeuge, die Sie auf dem Markt finden können, sowie auf ihre Vor- und Nachteile. Dieses System, das dafür sorgt, dass sich zwei an derselben Achse befestigte Räder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen, hat seit seiner Einführung erreicht, dass die Zahl der Unfälle reduziert wird und es bei allen Fahrzeugen zu einem geringeren Reifenverschleiß kommt.
Differentialbetrieb
Das Differential ist ein System, mit dem Sie die beweglichen Räder in Kurven besser greifen können. Das heißt, wenn wir eine Kurve nehmen, bewegt sich das Rad, das die Außenseite gibt, einen größeren Abstand. Mit dem Differenzial können Sie die Geschwindigkeit jedes Rades anpassen, je nachdem, ob es sich in der inneren oder äußeren Zone befindet. Sonst driftet das Auto ab. Driftende Fahrzeuge vermeiden dieses System interessanterweise, sodass beide Räder immer gleich schnell durchdrehen.
Seitenräder (Sonnenräder) übertragen das Drehmoment auf die Antriebsräder über Achswellen, mit denen sie verzahnt sind. Das rechte und das linke Seitenzahnrad können gleiche oder haben andere Nummer Zähne. Zahnräder mit gleicher Zähnezahl bilden ein symmetrisches Differential, während eine ungleiche Zähnezahl für ein asymmetrisches Differential charakteristisch ist.
Arten von selbstsperrenden Differentialen
Das selbstsperrende Differenzial ist das am weitesten verbreitete System, obwohl elektronische Systeme es fast verdrängt haben, weil sie ihre Arbeit mit Sensoren und nicht mit Selbstsperren erledigen. Derzeit wird dieses System häufig in Wettbewerbsfahrzeugen verwendet, obwohl sie bis vor einigen Jahren auf herkömmliche Weise verwendet wurden.
Differenzial Differenzial
Diese Systeme sind weit verbreitet in Rennwagen, meist mit Hinterradantrieb. Aufgrund der hohen Kräfte, mit denen bestimmte Autos spielen, müssen sie dieses System einschalten, da es normalerweise Traktionsverluste aufweist und es sehr wichtig ist, die Traktion mithilfe einer Reihe von Reibscheiben zu kontrollieren, die die Kraft gleichmäßig auf die Formräder verteilen.
Ein symmetrisches Differential verteilt das Drehmoment gleichmäßig auf die Achsen, unabhängig von der Größe der Winkelgeschwindigkeiten der Antriebsräder. Aufgrund dieser Eigenschaften wird als Querdifferential ein symmetrisches Differential verwendet.
Ein asymmetrisches Differential teilt das Drehmoment in einem bestimmten Verhältnis auf, daher wird es zwischen den Antriebsachsen des Autos installiert.
Reibscheibe selbsthemmend
Obwohl mehrere Typen verwendet werden, ist dies ohne Zweifel die häufigste der mechanischen Selbstverriegelungen. Dieses System hat separate Platten, die sich zwischen ihnen schneiden.
Viskoses Differential oder Ferguson
Diese Differenziale zeichnen sich dadurch aus, dass sie auf der Getriebewelle ein Gehäuse aufweisen, das die Scheiben abdeckt, ineinander greift oder derzeit auch im Getriebe enthalten ist. Seine Arbeit basiert auf einer Art Öl, das mit Silikon vermischt ist. Wenn die Welle die Traktion verliert, steigt die Temperatur dieses Schmiermittels sowie sein Druck, wodurch eine vollständige Abdeckung der Scheiben erreicht wird.Differentialbetrieb
Beim Betrieb eines symmetrischen Querdifferentials können drei charakteristische Modi unterschieden werden:
- geradlinige Bewegung;
- Bewegung in einer Kurve;
- Fahren auf einer rutschigen Straße.
Bei geradlinige Bewegung Räder treffen auf den gleichen Widerstand der Straße. Das Drehmoment vom Hauptzahnrad wird auf das Differentialgehäuse übertragen, mit dem sich die Satelliten bewegen. Die um die Seitenräder laufenden Satelliten übertragen das Drehmoment zu gleichen Teilen auf die Antriebsräder. Da sich die Satelliten auf den Achsen nicht drehen, bewegen sich die Seitenräder mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit. In diesem Fall ist die Rotationsgeschwindigkeit jedes der Zahnräder gleich der Rotationsgeschwindigkeit des angetriebenen Hauptzahnrads.
Bei dieser Aktion wird je nach Aufmerksamkeitsbedarf jedes Rades eine harmonische Sperre erreicht. Dies ist ein sehr verbreitetes System in 4 × 4-Fahrzeugen, da es ein billiges und kompaktes System ist und es ermöglicht, ein Differential mit zwei Übertragungswellen zu verteilen, eine für jede Achse.
Das Hauptproblem besteht darin, dass die gesamte Traktion zeitweise nur bei gleitenden Oberflächen aktiviert wird, aber unter normalen Umständen als Heck- oder Vorderradantrieb fungiert. In diesem System finden wir auch eine Alternative für Viskose. Dies ist der Fall, wenn wir ein normales Differential verwenden, das die grundlegende Funktion des Blockierens der vier Räder bei Bedarf erfüllt, mit dem Unterschied, dass die Aktion es ermöglicht, die Traktion auf den vier Rädern mit konstanter Form aufrechtzuerhalten, während das Traktionsproblem des Dualmodus beseitigt wird das die Es liegt ein normal viskoses System vor.
Bei Kurvenfahrt trifft das innere Antriebsrad (näher an der Kurvenmitte) auf mehr Widerstand als das äußere Rad. Das innere Seitenrad wird langsamer und bewirkt, dass sich die Ritzel um ihre Achse drehen, was wiederum die Geschwindigkeit des äußeren Seitenrads erhöht. Die Bewegung der Antriebsräder mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten ermöglicht rutschfreies Wenden. Gleichzeitig ist die Summe der Drehzahlen des inneren und äußeren Seitenrads immer gleich der doppelten Drehzahl des Abtriebsrads des Achsantriebs. Das Drehmoment wird unabhängig von den unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten zu gleichen Teilen auf die Antriebsräder verteilt.
Im Gegensatz zu früheren Modellen ist der Betrieb vollständiger und effizienter. Das heißt, anstatt die Drehung jedes Rads in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit zu verteilen, mit der es in der Kurve umläuft, erfüllt dieses System die Funktion eines Widerstands, der jeder Achse für diese Kurve entgegenwirkt.
Die Verteilung zwischen den Rädern ist charakteristischer für die Bedingungen, unter denen es gefahren wird. Sein Betrieb wird durch drei Paare von Schraubenrädern gesteuert, die als Schneckengetriebe funktionieren. Das heißt, sie bewegen sich, als würden sie von einer geraden Linie geführt. Wenn das Auto eine Kurve fährt, drehen sich diese Achsen grundsätzlich um sich selbst, je nach Kurve dreht sich eine Achse mehr und die gegenüberliegende wird langsamer, da die gegenüberliegende, die sich schneller dreht, diese Reaktion im Moment des Rutschens verursacht.
Beim Fahren auf einer rutschigen Straße trifft eines der Räder auf mehr Widerstand, während das andere rutscht - rutscht. Das Differential bewirkt aufgrund seiner Konstruktion, dass sich das durchdrehende Rad mit zunehmender Geschwindigkeit dreht. Das andere Rad bleibt dann stehen. Die Traktionskraft am durchdrehenden Rad ist aufgrund der geringen Haftkraft klein, daher ist auch das Drehmoment an diesem Rad klein. Und da wir ein symmetrisches Differential haben, wird das Drehmoment am anderen Rad ebenfalls klein sein. Deadlock - das Auto kann sich nicht bewegen.
Ein weiterer Vorteil dieses Systems liegt nicht nur in der Beschleunigung, sondern auch in den Bremsmomenten. Sehr wichtige Tatsache, denn in vielen Fällen bringt dieses System beim Bremsen, egal ob in der Kurve oder auf unebenen Straßen, mehr Bremsmoment an das Rad, das es am meisten braucht, egal ob links oder rechts.
Differenziale mit Selbstsperre
Dadurch werden Ihre Traktionsstatuswerte effizienter. Diese Systeme bieten mehrere Annehmlichkeiten, die sie zu einem großartigen Produkt für die Verwendung zwischen verschiedenen Systemen machen. Der Komfort ist nicht vergleichbar mit einem der limitierten Misses. Darüber hinaus unterstützt es ein stabileres Fahrzeug, indem es eine Richtungskontrolle bietet, um die Route besser zu kontrollieren. Im Gegenteil, der einzige Nachteil, den sie mit sich bringen, ist, dass Ausfälle schwerwiegender sein können und tatsächlich teurer sind.
Zum Weiterfahren muss das Drehmoment am Freilauf erhöht werden. Dies geschieht mit
Beginnen wir damit, was dieser automobiltechnische Begriff selbst bedeutet, und zwar auf verständliche Weise. gewöhnlicher Mensch Sprache. Ein Automobil-Differenzial bildet das Getriebe und ermöglicht es den Rädern, sich asynchron zu drehen, dh jedes Rad ist unabhängig voneinander und dreht sich separat.
Kontrolliertes Schlupfdifferential
Tatsächlich werden sie auch als Kupplungen oder Lamellenkupplungen bezeichnet. Ihre Aufgabe wird durch ein Paket leitfähiger Scheiben erfüllt, die von einem Hydrauliksystem komprimiert werden. Das heißt, sein Mechanismus ist dem Kupplungsmechanismus sehr ähnlich. Somit wirkt die Kupplung zwangsläufig mehr auf ein Rad als auf das andere. Ein System, bei dem es im Normalfall anders als beim Torso wie ein Frontantrieb funktioniert. In Extremsituationen drückt das Getriebe die Motorkraft jedoch auf die Hinterräder.
In wissenschaftlicher Hinsicht (von lat. differentia - Unterschied, Unterschied) ist ein Autodifferential eine Vorrichtung, die die ankommende Energie (Drehmoment), die der Eingangswelle zugeführt wird, zwischen den Ausgangswellen aufteilt. Eine einfache und verständliche Erklärung erweitert den Horizont. Mädchen interessieren sich auch für die Arbeit von Maschinenmechanismen.
Bauliche Unterschiede von Reibungskupplungen
Integraltraktion bezieht sich auf konstante Traktion an allen vier Rädern. Das Mittendifferential ist im Verteilergetriebe eingebaut und hat die Funktion, auf die Kurven einzuwirken, die das Drehmoment übertragen und unterschiedliche Geschwindigkeiten für Vorder- und Hinterachse.
So sieht ein modernes Torsen-Differenzial aus
Beachten Sie, dass sich auf der Kurve jede Achse um eine andere Strecke bewegt und einige Ressourcen Maßnahmen ergreifen müssen, um diesen Unterschied auszugleichen. Wenn die Vorderachse in eine Kurve startet, bietet sie weniger Widerstand, während sie mehr entwickelt schnelle Geschwindigkeit, und es wird mehr Drehmoment durch das Mittendifferential als durch die Hinterachse fließen.
Grund für die Verwendung in Autodesigns
Während der Kurvenfahrt des Autos drehen sich die Antriebsräder mit der gleichen Geschwindigkeit, und wenn ein Rad des Autos eine Kurve in einem langen Bogen macht und das andere in einem kurzen, tritt ein Schlupf auf, der sich nachteilig auswirkt und begleitet wird B. durch Reifenverschleiß, und verursacht Unbehagen für den Fahrer aufgrund einer Abnahme der Qualität der Fahrzeugdynamik.
Aber das Mittendifferenzial arbeitet die ganze Zeit und überträgt im Gelände das gesamte Drehmoment auf die Achse, in der sich das Rad ohne Bodenkontakt frei dreht. Das Mitteldifferenzial verlässt die Achse bei Traktionsbedingungen ohne Drehmoment und überträgt alles auf die Achse, die das Schlupfrad hat. Diese Achse wiederum hat ein eigenes Differential, das das Drehmoment des Rads mit Traktion abnimmt und alles auf das Rad überträgt, das sich in der Luft dreht. Das Ergebnis ist ein stationäres Fahrzeug ohne Bedingungen zum Vorwärtsfahren.
Zweck des Differentials
- ermöglicht es den Antriebsrädern, sich mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten zu drehen
- dient als separates zusätzliches Zahnrad, das mit dem Hauptzahnrad gepaart ist. Das Hauptgetriebe ist ein Getriebemechanismus eines Autogetriebes, das Drehmoment auf die Antriebsräder überträgt.
- überträgt kontinuierlich Drehmoment vom Motor auf die Antriebsräder.
Bei Fahrzeugen mit Frontantrieb befinden sich Hauptgang und Differenzial direkt im Getriebe.
Dadurch können Sie verwenden mehr Bedingungen Traktion auf reibungsarmem Gelände wie Schlamm, Sand, losen Steinen, steilen Hängen, Hängen mit steilen Hängen und Rillen und Erosion. Um die Sperre zu lösen, halten Sie das Fahrzeug an und schalten Sie den Schlüssel auf dem Armaturenbrett aus oder bewegen Sie den Hebel in die vorherige Position. Wenn der Hebel stoppt oder die Kette noch aktiv ist, drehen Sie einige Meter zurück, nachdem der Schlüssel ausgeschaltet wurde, wenn sich das System ohne weitere Probleme auskuppelt.
Die Zentralverriegelung ist für die meisten Offroad-Situationen extrem wichtig. Aber vergessen Sie nie, dass Sie sie niemals in Situationen verwenden sollten, in denen totale Reibung mit dem Boden besteht, wie Asphalt, Beton und Feldwege mit hartem Boden, da das Fahrzeug Kurven nicht so leicht wie ein Mittendifferenzial fahren kann Das Getriebe erschwert außerdem das Befahren von Kurven.
Wenn mehr als ein Motor im Fahrzeug installiert ist, ein Motor pro Rad, dann ist das Differenzial nicht erforderlich. Aber das tun sie normalerweise nicht. Installieren Sie 4 Motoren, einen für jedes Rad, nur bei Belaz-Muldenkippern. Diese Motoren sind elektrisch.
In der Einrichtung von Rennkarts ist auch kein Differential eingebaut, da das Rahmendesign flexibel ist, sodass Sie das hintere Antriebsrad von der Innenseite der Kurve leicht anheben können, ohne die Vorderräder anzuheben.
in Abbildung a) - die Räder drehen sich mit der gleichen Frequenz, in Abbildung b) - die Bewegung der Räder bei einer Kurve
1 - Satellitenachse, 2 - angetriebenes Zahnrad, 3 - Seitenzahnräder, 4 - Satellit,
5 - Antriebsrad, 6 - Achswellen.
Bei Rennwagen werden Differentialrallyes normalerweise geschweißt, hart blockiert und fest mit den Rädern der Antriebsachse verbunden. Dies wird verwendet, weil solche Autos beim Fahren alle Kurven mit einem Schleudern passieren.
Wie das Differenzial funktioniert
Funktionsprinzip. Das Hauptzahnrad überträgt Torsionsenergie durch das Zahnrad auf das Gehäuse und die Satelliten, die mit den Zahnrädern der Achswellen in Eingriff stehen.
Bei gleicher Rotationsgeschwindigkeit der Räder stehen die Satelliten still (siehe Bilder unten).
Wenn sich die Winkelgeschwindigkeiten der Räder ändern, beispielsweise beim Wenden oder Rutschen aufgrund von Straßenunebenheiten usw., drehen sich die Satelliten. Satelliten werden verwendet, um den Unterschied in den Radgeschwindigkeiten auszugleichen.
Betrachten Sie ein Beispiel: Ein Auto rutscht auf Eis aus. Hier rutscht ein Rad durch, weil auf dem Eis kein Grip und damit kein Drehmoment vorhanden ist. Und da die freie Blockiervorrichtung die Traktion gleichmäßig auf die Räder verteilt, verschwindet es am zweiten, wenn an einem Rad kein Drehmoment anliegt.
Der Ausweg aus dieser Situation besteht darin, eine Gegenkraft am gegenüberliegenden Rad zu erzeugen. Und das ist, was Blockieren tut. Es ist notwendig, das durchrutschende gegenüberliegende Rad zu blockieren, und dann gibt es eine Gegenkraft für das gegenüberliegende Rad.
Funktionsweise eines Differenzials bei einem Allradfahrzeug
Bei Jeeps, Limousinen, Fließhecklimousinen und Kombis 4x4, wenn ein freies symmetrisches Differential eingebaut ist, tritt die folgende Situation auf. Beim Fahren ohne Schlupf werden 25 % der Drehmomentenergie gleichmäßig auf jedes Rad verteilt.
Rutscht aber ein Rad, beispielsweise auf Eis, reduziert sich die Torsionsenergie auf null, weil das Rad auf der glatten Eisfläche nicht greifen kann. Wenn in einer solchen Situation ein Rad ohne Drehung bleibt, dann verschwindet die Rotationsenergie auf dem gegenüberliegenden benachbarten Rad, weil in dieses Beispiel installiertes symmetrisches Zentrum.
Es stellt sich heraus, dass eine Achse ohne Drehung gelassen wurde und daher auch das Drehmoment auf der zweiten Achse verschwindet, da die Differentialmittelachse symmetrisch ist. Das Ergebnis ist keine Drehung an allen 4 Antriebsrädern.
Das nächste ist, was wir tun. Wir blockieren das symmetrische Zwischenachsdifferential, wodurch eine starre Verbindung zwischen den Achsen entsteht. Da die Vorderräder nicht durchdrehen, verteilt sich die Rotationsenergie zur Hälfte auf Hinterräder um 50%.
Schnittbild-Differential. Hauptgetriebe und Differential eines Autos mit Hinterradantrieb:
1 - Kurbelgehäuse; 2 - Abdeckung; 3 - Schutzhülle; 4 - Sicherungsring; 5 - Achswelle; 6 - Lagerdichtung; 7 - Einstellmutter; 8 - Lagerglas; 9 - Seitenzahnrad; 10 - Differentialkastenabdeckung; 11 - angetriebenes Zahnrad des Hauptzahnrads; 12 - Sicherungsring des Stifts der Satelliten; 13 - Fingersatelliten; 14 - Satellit; 15 - Gerätebox
