Sastoji se od diferencijala. Kako rade različite vrste diferencijala.

Diferencijal - mehanizam koji raspodjeljuje moment između izlaznih vratila, a brzine pojedinih elemenata mogu biti različite. Ovaj uređaj se koristi u konstrukciji automobilskih pogona. Okretni moment primljen od kardanske osovine (ili mjenjača) raspoređuje se između lijeve i desne osovine. Također se koristi za dijeljenje momenta između osi (vodeći), ako pričamo o vozilima s pogonom na sve kotače.

Diferencijal je vrlo važna komponenta i jedan je od glavnih elemenata prijenosa. Položaj ovog uređaja u automobilu:

• automobili s prednjim pogonom - mjenjač;
• automobili sa stražnjim pogonom - kućište stražnje osovine;
• automobil s pogonom na sve kotače - stražnji i prednji karter;
• vozilo s pogonom na sve kotače - prijenosno kućište (pogon na osovinu);
• u slučaju vozila s pogonom 8 × 8 ili 6 × 6 ugrađuju se dodatni diferencijali među okretnim postoljima;

U nastavku ćemo pružiti informacije o radu i vrstama središnjih diferencijala.

Kad se dogodi pravocrtno gibanje na ravnoj cesti, put koji prijeđu pogonski kotači bit će jednak (ista kutna brzina). Tijekom ovog kretanja, rotacija svih planeta, zupčanika i kućišta diferencijala je sinkrona. Rotacijski moment se na ovaj mehanizam prenosi zupčanikom (5, sl. b). Također je vrijedno napomenuti da je pri takvom kretanju okretni moment svakog kotača isti, a zupčanici (poluosovina) su ukliješteni satelitima (4), koji su u statičkom stanju u odnosu na svoju os.

a - dizajn;

b - proces rada (pravocrtno kretanje);

c - tijek rada (rotacija);

1. zdjela (kovčeg);
2. bočni zupčanik;
3. križ;
4. sateliti;
5. gonjeni zupčanik (glavni zupčanik);
6. pogonsko vratilo (glavni zupčanik);
7. osovinsko vratilo.

Pri ulasku u zavoj (slika "c") put koji prijeđe kotač po "unutarnjem" radijusu je manji od puta suprotnog kotača, što znači da bi se njegova brzina trebala promijeniti. Bočni zupčanik (2) treba usporiti, dok kućište i sateliti trebaju biti naslonjeni na bočni zupčanik s lijeve strane. Zbog početka rotacije satelita oko vlastite osi, povećat će se brzina rotacije desnog poluaksijalnog zupčanika, što pogonskim kotačima omogućuje različite brzine rotacije, a istovremeno isključuje proklizavanje i klizanje. Važno je napomenuti da kotač koji ima veću brzinu vrtnje ima niži okretni moment.

Ako uzmemo u obzir diferencijal koji ima klasičan dizajn, tada je najvažniji nedostatak proklizavanje jednog od kotača u trenutku gubitka kontakta s površinom ceste. Činjenica je da je brzina vrtnje kotača u "visećem" stanju gotovo dvostruko veća od brzine vrtnje istog kotača u punom kontaktu s cestom (ravno naprijed) i jednakog broja okretaja zupčanika (gonjenog) od diferencijala. Drugi kotač ostaje statičan. Razlog je vrlo mala vrijednost zakretni moment koji mu se dovodi, budući da je tijekom rotacije "obješenog" kotača vrijednost momenta otpora rotaciji također prilično beznačajna. Sukladno tome, zakretni moment suprotnog kotača također je mali, pa je on u statičkom stanju. U slučaju da postoji značajan otpor tijekom klizanja i pri većim brzinama (blato, pijesak, itd.), moment će biti veći nego u situaciji klizanja, pa se stoga više momenta prenosi na drugi kotač. To omogućuje sporo kretanje vozila. Kotač koji proklizava “troši” više snage koja se troši na zagrijavanje guma, kolnika i sl. Općenito, proklizavanje smanjuje prohodnost automobila sa slobodnim diferencijalom. Kako bi se uklonio takav problem, mehanizmi za zaključavanje diferencijala na automobilima, koji su ručni i automatski.

Uglavnom, kutija prijenosa u automobilu je mjesto ugradnje mehanizma središnjeg diferencijala. Asimetričan je i simetričan. U prvom slučaju, raspodjela zakretnog momenta odvija se u traženom omjeru, au slučaju simetričnog diferencijala, moment se raspoređuje jednako.

Središnji diferencijal može biti bez mehanizma za zaključavanje, tako da se osovine mogu okretati različite brzine. Diferencijali mogu biti i s ručnom blokadom i samoblokiranjem. U prvoj varijanti moment se prisilno raspoređuje između osovina. Rezultat prisilne blokade je djelomično ili potpuno gašenje diferencijala, što uzrokuje krutu vezu stražnje i prednje osovine.

U osnovi, kako bi se u potpunosti ostvarile mogućnosti vozila s pogonom na sve kotače, koriste se samoblokirajući diferencijali koji imaju nekoliko vrsta dizajna, od kojih se svaki razlikuje po principu rada.

> Diferencijal

Prijenos

Namjena, princip rada diferencijala

Diferencijal je dizajniran za prijenos momenta od glavni zupčanik na osovine i omogućuje im da se okreću različitim brzinama prilikom skretanja automobila i na neravnim cestama.

Na automobilima se koriste diferencijali s konusnim zupčanicima (slika a), koji se sastoje od polu-aksijalnih zupčanika 3, satelita 4 i kućišta koje ih spaja, pričvršćenih na pogonski zupčanik zadnjeg pogona.

a - kotači se okreću istom frekvencijom, b - kretanje kotača na okretu
1 - osovina satelita, 2 - pogonski zupčanik, 3 - bočni zupčanici, 4 - satelit,
5 - pogonski zupčanik, 6 - osovinska vratila.

Diferencijali ove vrste koriste se između kotača pogonskih osovina kao međukotači. Za različite automobile razlikuju se u dizajnu karoserije i broju satelita. Kosi diferencijali također se koriste kao središnji diferencijali. U ovom slučaju raspoređuju okretni moment između krajnjih pogona pogonskih osovina.

Radi jednostavnosti, slika ne prikazuje diferencijalni slučaj, stoga ćemo, radi razmatranja principa rada, pretpostaviti da je os 1 satelita ugrađena u kućište. Kada se pogonski zupčanik 5 i pogonski zupčanik 2 glavnog zupčanika okreću, moment se prenosi na os 1 satelita, zatim preko satelita 4 na bočne zupčanike 3 i na osovinu 6.

Prilikom vožnje po ravnoj liniji i ravna cesta stražnji kotači nailaze na isti otpor i vrte se istom frekvencijom (slika a). Sateliti se ne okreću oko svoje osi i isti moment se prenosi na oba kotača. Čim se promijene uvjeti vožnje, na primjer, u zavoju (slika b), lijeva poluosovina počinje se okretati sporije, jer kotač s kojim je spojena nailazi na veliki otpor. Sateliti dolaze u rotaciju oko svoje osi, okrećući se na usporavajućem poluaksijalnom zupčaniku (lijevo) i povećavajući brzinu desne poluosi. Kao rezultat toga, desni kotač ubrzava svoju rotaciju i ide dugim putem duž luka vanjskog radijusa.

Istovremeno s promjenom broja okretaja bočnih zupčanika mijenja se i okretni moment na kotačima - opada okretni moment na kotaču za ubrzavanje. Budući da diferencijal ravnomjerno raspoređuje momente na kotače, u ovom slučaju dolazi do smanjenja momenta i na kotaču koji usporava. Kao rezultat toga, ukupni moment na kotačima pada i vučna svojstva automobila se smanjuju. To negativno utječe na prohodnost vozila pri vožnji izvan cesta i skliskim cestama, tj. jedan od kotača stoji (na primjer, u jami), dok drugi u ovom trenutku klizi (na vlažnoj zemlji, glini, snijegu). Ali na cestama s dobrim prianjanjem, diferencijal s konusnim zupčanicima pruža bolju stabilnost i kontrolu, a vozač ne mora svaki dan mijenjati istrošene gume.

1 - prirubnica; 2 - osovina pogonskog zupčanika; 3 - pogonski zupčanik; 4 - gonjeni zupčanik;
5 - pogonski (stražnji) kotači; 6 - osovine osovine; 7 - kućište glavnog mjenjača.

Vrste diferencijala.

Kako bi se povećala prolaznost vozila pri vožnji izvan ceste, koriste se diferencijali s prisilnim zaključavanjem ili samoblokirajući diferencijal.

Suština prisilnog zaključavanja je da je vodeći element (kućište) diferencijala u trenutku uključivanja brave kruto povezan s bočnim zupčanikom. Za to je predviđen poseban daljinski uređaj sa spojkom zupčanika.

Samoblokirajući diferencijal s ograničenim proklizavanjem (brega), prikazan na sl. a, b. Sastoji se od unutarnjeg 5 i vanjskog 6 zupčanika, između čijih bregova su položeni krekeri 3 separatora 4. Separator je izrađen u jednom komadu s lijevom čašom diferencijala i povezan je s pogonskim zupčanikom krajnjeg pogona. Desna čašica (nije prikazana na crtežu) slobodno prekriva vanjski lančanik i zajedno s lijevom čašicom čini kućište diferencijala. Lančanici diferencijala sa svojim unutarnjim žljebovima povezani su s osovinskim vratilima 1.

Kada se pogonski zupčanik glavnog zupčanika okreće i automobil se kreće pravocrtno, krekeri vrše isti pritisak na bregove oba lančanika i tjeraju ih da se okreću istom brzinom.

Ako jedan od kotača udari u površinu ceste s velikim otporom kretanju, tada se lančanik koji je s njim povezan počinje okretati nižom frekvencijom od kaveza. Krekeri, budući da su u separatoru, vrše veći pritisak na bregove usporavajućeg lančanika i ubrzavaju njegovu rotaciju.

Dakle, na mjestima kontakta krekera s bregovima zvijezda dolazi do povećanog trenja, što sprječava snažnu promjenu relativnih brzina oba lančanika, a kotači se okreću približno istom kutnom brzinom. Zbog sila trenja krekera na bregovima dolazi do preraspodjele momenata. Na zupčaniku koji ubrzava, sile trenja su usmjerene protiv rotacije, na lančaniku koji zaostaje - u smjeru rotacije. Zakretni moment na lančaniku koji zaostaje povećava se, a na lančaniku koji ubrzava smanjuje se trenutkom sila trenja, kao rezultat toga, klizanje kotača je isključeno.

Glavni kvarovi glavnog zupčanika i diferencijala

Buka ("zavijanje" glavnog zupčanika) pri vožnji velikom brzinom javlja se zbog istrošenosti zupčanika, njihovog nepravilnog podešavanja ili nedostatka ulja u kućištu glavnog mjenjača. Za otklanjanje kvara potrebno je podesiti zahvat zupčanika, zamijeniti istrošene dijelove i vratiti razinu ulja.

Curenje ulja može biti kroz brtve i labave spojeve. Da biste uklonili kvar, zamijenite brtve, zategnite pričvrsne elemente.

Rad glavnog prijenosnika i diferencijala.

Kao i svaki zupčanik, zupčanici zadnjeg prijenosa i diferencijala zahtijevaju "podmazivanje i maženje". Što se tiče "ljubaznosti". Iako svi detalji glavnog prijenosa i diferencijala izgledaju poput masivnih komada željeza, oni također imaju marginu sigurnosti. Stoga ostaju na snazi ​​preporuke u vezi s naglim pokretanjem i kočenjem, grubim uključivanjem spojke i drugim preopterećenjima stroja. Frikcijski dijelovi i zubi zupčanika, uključujući, moraju se stalno podmazivati ​​- to već znamo. Stoga se ulje ulijeva u kućište radilice stražnje osovine (za automobile s pogonom na stražnje kotače) ili u kućište radilice bloka - mjenjača, glavnog zupčanika, diferencijala (za automobile s pogonom na prednje kotače), čija razina mora povremeno biti pratio. Ulje u kojem mjenjači rade ima tendenciju "curiti" kroz propuštanja u spojevima i kroz istrošene brtve za zadržavanje ulja. Pa ipak, bilo koje kućište radilice mora imati stalnu vezu s atmosferom. Kada se u čvrsto zatvorenoj kutiji sa zupčanicima i uljem stvara toplina, što je neizbježno tijekom rada mehanizama, pritisak unutar naglo raste i tada će ulje sigurno pronaći neku rupu. Kako ne biste dodavali ulje dva puta dnevno, trebali biste biti svjesni malog dijela bilo kojeg kućišta radilice - oduška. Ovo je kapa s oprugom koja pokriva ventilacijski otvor ili cijev. S vremenom se "zalijepi" i karter može izgubiti vezu s atmosferom. Pri sljedećoj planiranoj zamjeni ulja ili ranije, ako je potrebno, okrenite čepove i vratite opruge svih odzračivača na jedinice vašeg automobila. Kao rezultat ovog jednostavnog postupka, mala curenja ulja mogu se zaustaviti.

Obično je prosječnom vozaču teško razumjeti raspon zvukova koje proizvodi njegov "bolesni" automobil. Nedovoljno za posjedovanje dobar sluh, također morate razumjeti što znače ti "urli", "škripanje" i druga "škripa" koja dolazi iz određenih dijelova automobila. Međutim, možete malo suziti područje rješavanja problema. Ako sumnjate na bilo kakav problem s mjenjačem, podignite jedan od pogonskih kotača automobila (i obavezno ga spustite na "kozu" - stabilno postolje). Pokrenite motor i uključivanjem brzine pokrenite ovaj kotač. Pogledajte sve što se vrti, slušajte sve što proizvodi sumnjive zvukove. Zatim podignite kotač s druge strane. Uz pojačanu buku, vibracije i curenje ulja – krenite u potragu za svojim majstorom, kojemu s ponosom možete reći da vaš auto ima problema s lijeve, a ne s desne strane.

Mnogi koji su namjeravali kupiti SUV, pri odabiru određenog modela, naravno, mogli su naići na pojam "blokada diferencijala". Ali što je to? Kao ovo? I koji je princip rada i potreba za tim vrlo diferencijalom? Kao što pokazuje praksa, ne znaju svi budući potencijalni "vozači džipa".

U ovom članku ćemo govoriti o što je diferencijal I zašto je u autu. U kojim varijantama dolazi i na koje je automobile namijenjena za ugradnju?

Povijest diferencijala

Nije se dugo čekalo na pojavu diferencijala u automobilskom svijetu. Tek nekoliko godina kasnije, nakon što su prvi automobili s motorom s unutarnjim izgaranjem (ICE) počeli silaziti s proizvodne trake. Dugo vremena stvari nisu bile tako slatke kao sada, a prvi primjerci automobila koji su radili uz pomoć motora bili su vrlo slabo kontrolirani.

Kotači smješteni na istoj osi rotirali su se istom kutnom brzinom tijekom okretanja, a to je već dovelo do činjenice da je kotač koji se kreće duž vanjskog promjera jako klizao. Taj smo problem riješili vrlo jednostavno: posuđivanjem diferencijala iz parnih kolica.

Ovaj mehanizam je izumljen u Francuskoj godine 1828 inženjer Oliver Pekke-Rom. Bio je to uređaj koji se sastojao od osovine i zupčanika. Preko njega se okretni moment iz motora s unutarnjim izgaranjem prenosio na pogonske kotače.No dogodio se još jedan peh - kotači su počeli proklizavati, koji su izgubili prianjanje s površinom ceste. Često se to manifestiralo tijekom vožnje na cesti s ledenim područjima.

Kotač koji je bio na ledu vrtio se većom brzinom od kotača koji je ostao na površini pogodnijoj za kretanje. To je dovelo do proklizavanja. Nakon što su dizajneri počeli razmišljati o tome kako podesiti diferencijal tako da se kotači okreću istom brzinom kako bi spriječili pojavu zanošenja.

Prva osoba koja je eksperimentirala s diferencijalom s minimalnim proklizavanjem bio je nitko drugi nego Ferdinand Porsche. Trebalo je najmanje tri godine. Opremljeni su prvim modelima automobila marke. U narednim desetljećima inženjeri su razvili različite vrste diferencijala, o kojima ćemo vam reći sljedeće.

Princip rada i uređaj

Započnimo možda s tipom diferencijala koji je najlakši za razmatranje, otvorenim diferencijalom. Počet ćemo s najjednostavnijim tipom diferencijala, koji se zove otvoreni diferencijal. Tako, Dizajn diferencijala uključuje sljedeće dijelove:

- Pogonsko vratilo. Njegova zadaća je prijenos momenta. Osovina ga vodi od mjenjača do samog početka diferencijala.

- Pogonski zupčanik pogonskog vratila. Zupčanik u obliku spiralnog konusa, neophodan za spajanje diferencijalnih mehanizama.

- Prstenasta oprema. Element koji se pokreće. Također ima oblik stošca i okreće se pomoću pogonskog zupčanika. Sustav pogonskog i gonjenog zupčanika zajedno naziva se završni prijenos. Služi kao posljednji korak u smanjenju brzine rotacije koja na kraju dolazi do kotača. Pogonski zupčanik mnogo je manjih dimenzija od krunskog zupčanika., dakle, da izvrši jedan okretaj roba, prvi treba napraviti više od jednog kruga oko svoje osi.

- Zupčanici poluosovine. Jesu li posljednja granica prijenos rotacije pogonskog vratila na kotače.

- Sateliti- Ovo je planetarni mehanizam koji ima ključnu ulogu u osiguravanju različitih kutnih brzina kotača pri okretanju.

Kada se krećete pravocrtno na svom automobilu, cijeli diferencijalni mehanizam rotira istom brzinom: ulazna osovina rotira istom brzinom kao i osovine osovine, odnosno sami kotači se okreću istom brzinom. Ali čim okrenete volan, situacija se odmah radikalno mijenja. Glavni igrači sada strše sateliti, koji se otključavaju pod utjecajem razlike u opterećenju kotača kada npr. jedan kotač počne proklizavati i zato se kreće brže.

Sva snaga motora prolazi izravno kroz njih. A kao rezultat činjenice da su sateliti dva zupčanika koja su neovisna, tada dolazi do prijenosa različitih brzina rotacije na dvije polu-osi. Ali moć nije jednako podijeljena, i prenosi se na kotač koji se kreće na vanjskom rubu zavoja automobila. Posljedično, počinje se okretati puno brže zbog kvantitativnog zbrajanja okretaja. A razlika u raspodjeli snage među kotačima je to veća što je radijus okretanja auta manji, odnosno što više okrećete volan.

Što je blokada diferencijala i kako radi?

Blokada diferencijala- ovo je jedan od najučinkovitije načine poboljšati off-road performanse automobila. Svaki automobil koji je izravno ili neizravno namijenjen off-road vožnji tvornički je opremljen mehanizmom za zaključavanje središnjeg diferencijala. Također, automobili su opremljeni mehanizmima koji blokiraju prednju i stražnju osovinu.

Blokada ovog mehanizma, kao i svako tehnološko rješenje, ima svoje prednosti i nedostatke. Da biste razumjeli kada je potrebno koristiti diferencijalne brave, a koji slučajevi jednostavno zabranjuju njegovu upotrebu, morate razumjeti načela na kojima se temelji njegov rad.

Pokušajte skočiti u dalj s mjesta u zimskom snježnom vremenu. Da. Ali ne radi, a sve zato što vam je jedna noga bila na skliskoj ledenoj površini, a druga na suhom kolniku. Zbog toga nije bilo moguće ostvariti prvenstveni skok. Jedna noga ti je iskliznula ispod, a mozak se nije na vrijeme orijentirao i nije dao naredbu da se svom snagom gurne u drugu nogu. Rezultat ovog eksperimenta je prilično smiješan i komičan: noge su vam se razdvojile i skoro ste se srušili na petu točku.

Dakle, što učiniti u ovom slučaju, tako da obje noge imaju priliku savršeno se odgurnuti od tla? I sve je vrlo, vrlo jednostavno. Trebate samo pretvoriti dvije noge za guranje u jednu, čvrsto ih vežući čvrstim pojasom ili pojasom. Sada će raditi kao jedna jedinica i koristit će maksimalnu silu potiskivanja s jednog stabilnog tla s dobrim prianjanjem. Sličan proces događa se u automobilu u trenutku interakcije njegovih pogonskih kotača s cestom.

Zamislimo situaciju u kojoj se automobil sa stražnjim pogonom nasumično zaustavlja tako da mu je lijevi kotač na skliskoj podlozi, a desni na asfaltu. kao što znate, standardni središnji diferencijal s niskim trenjem, koji se nalazi na stražnja osovina vozila, uvijek daje kotačima jednaku obodnu silu. Lijevi kotač, koji je na ledu, ne može se pomaknuti sa skliske površine uz veliki napor zbog nedostatka trakcije.

I zbog toga mu diferencijal nije u stanju pružiti veliki napor, jer je to jednostavno fizički nemoguće. I u ovom slučaju slična sila će se primijeniti na kotač koji se nalazi na asfaltnoj površini. Izjednačit će sile koje su raspoređene između kotača, fokusirajući se na lijevi kotač.

Kao rezultat toga, automobil će se kretati uz klizanje, ali polako. Njegovi kotači neće moći upotrijebiti dovoljnu silu za guranje, koja bi bila potrebna za prianjanje desnog kotača, koji u danim uvjetima neće biti ni više ni manje, nego čak sedam puta veći od onog lijevog. Zbog ovog svojstva ravnomjerne raspodjele vučne sile, desni kotač koristit će samo sedminu svog vučnog kapaciteta. Pojednostavljeno rečeno, guranje je moglo biti sedam puta jače, ali diferencijal na njega nije primijenio dovoljno sile za izvođenje manevra.

Stoga je potrebno izvesti takav spoj između kotača da se osigura zajedničko okretanje ili proklizavanje, kao da se radi o jednom kotaču. Za rješavanje ovog problema koristi se poseban mehanizam koji blokira rotaciju zupčanika diferencijala i povezuje dva kotača jedan s drugim uvjetnom krutom vezom s konstantnom rotacijom i istom brzinom. Takav mehanizam se naziva "mehanizam za zaključavanje (isključivanje) diferencijala", ili u običnom narodu - brava.

Diferencijal koji je blokiran ne može izjednačiti silu između kotača, čime ih čini povezanom jednom osovinom. Kao rezultat toga, svaki kotač prima maksimalnu moguću silu, koja je neophodna za najbolje prianjanje kotača. Dakle, gdje je prianjanje kotača s površinom ceste bolje, tamo će se primijeniti veća sila.

Koje su razlike

Osnova diferencijala je planetarni mjenjač. Tip zupčanika koji se koristi može uvjetno podijeliti diferencijal na tri tip:

- Crv;

Cilindričan;

Stožast.

Pužni diferencijal je najsvestraniji i postavlja se između osovina i između kotača. Cilindrični tip često se nalazi u SUV vozilima između osovina. Konusni tip se uglavnom koristi kao međuosovinski diferencijal.

Dodijeliti isto simetričan I asimetričan diferencijali. Asimetrični dizajn diferencijala ugrađen je u vozila s pogonom na sve kotače između osovina, raspoređujući okretni moment u različitim omjerima. Simetrični tip prenosi jednak okretni moment na osovinu između dva kotača. Diferencijali se također dijele prema vrsti blokade:ručna brava i elektronička brava.

Ručna blokada diferencijala

Sukladno nazivu, blokada osovinskog diferencijala aktivira se na inicijativu vozača pritiskom na tipku ili uključivanjem određenog prekidača. U tom slučaju, satelitski zupčanici su blokirani, zbog čega se pogonski kotači počinju okretati istom brzinom. Često su SUV vozila opremljena ručnom blokadom diferencijala. Preporuča se uključiti ga za svladavanje teških terenskih uvjeta, a isključiti ga pri ulasku na običnu asfaltnu cestu.

Elektronička ili automatska blokada diferencijala

Automatsko zaključavanje diferencijala provodi se naredbama elektroničke upravljačke jedinice, koja analizira stanje u kojem se nalazi površina ceste, koristeći ABS i ESP. ECU zatim samostalno blokira satelitske zupčanike. Prema stupnju blokade, ovaj uređaj može se uvjetno podijeliti na diferencijal s potpunom i djelomičnom blokadom.

Potpuna blokada diferencijala

Uključivanje takve brave podrazumijeva činjenicu da se satelitski zupčanici potpuno zaustavljaju, a mehanizam preuzima funkcije konvencionalne spojke, prenoseći na taj način jednak okretni moment na dvije osovine. Zbog toga se oba kotača okreću istom kutnom brzinom. Ako se dogodi da barem jedan kotač izgubi prianjanje, tada se okretni moment s njega u potpunosti prenosi na drugi kotač, koji ostaje forsirati izvan ceste. Takav diferencijalni uređaj uspješno je implementiran na Toyota Land Cruiser, Mercedes-Benz G-klase i drugi.

Djelomična blokada diferencijala

Aktiviranje ove brave ne zaustavlja potpuno satelitske zupčanike, ali im omogućuje da skliznu. Ovaj učinak je dostupan zahvaljujući samoblokirajućim diferencijalima. Ovisno o vrsti rada ovog mehanizma, dijeli se na dvije vrste: Osjetljivo na brzinu(aktivira se kada se uoči razlika u kutnim brzinama rotacije poluosi) i Osjetljivo na okretni moment(aktivira se u slučaju smanjenja okretnog momenta jedne poluosovine).Ovakav način rada diferencijalnog uređaja nalazi se na SUV vozilima Mitsubishi Pajero, Audi Q-serije i BMW X-serije.

Diferencijalna grupa Osjetljivo na brzinu razlikuje se po strukturi. Jedan takav mehanizam je onaj u kojem diferencijalna funkcija izvodi viskozno spajanje. Viskozna spojka razlikuje se od diferencijala trenja u nižoj pouzdanosti. Zbog toga ima mjesta za ugradnju na automobile koji nisu dizajnirani za svladavanje neprohodnih divljina i dubokih gazova ili na automobile sportskog karaktera.

Drugi mehanizam koji predstavlja skupinu osjetljivu na brzinu naziva se gerotorski diferencijal. Ulogu blokirajućih elemenata ovdje igraju pumpa za ulje i tarne ploče postavljene između kućišta diferencijala i satelitskih zupčanika osovinskih osovina. Iako je prema principu rada sličan viskoznoj spojnici.

Diferencijali koji pripadaju grupi Osjetljivo na okretni moment također se razlikuju po dizajnu. Na primjer, postoji mehanizam koji koristi diferencijal trenja. Njegova osobitost leži u razlici u kutnim brzinama kotača u zavojima i pri kretanju ravnom linijom. Kada se automobil kreće pravocrtno, kutna brzina rotacije oba kotača je ista, a tijekom vožnje u zavoju moment za kotače je različit.

Druga vrsta diferencijala - s hipoidnim i spiralnim zupčanicima. Podijeljeni su na tri skupine.

Prvi – sa hipoidnim zupčanikom

Ovdje svaka osovina ima svoje satelitske zupčanike. Međusobno su pričvršćeni čeličnim zupčanicima koji se nalaze okomito jedan na drugi. U slučaju razlike u kutnim brzinama pogonskih kotača dolazi do zaklinjavanja zupčanika poluosovine. Kao rezultat toga, zupčanici se trljaju o kućište diferencijala. Diferencijal je djelomično blokiran, a moment se preraspodjeljuje na osovinu, uz nižu brzinu kutne rotacije. Nakon izjednačavanja poluaksijalnih brzina, blokada se deaktivira.

Drugi – sa kosim ozubljenjem

Slično prvom, ali položaj satelitskih zupčanika je paralelan s osovinama. Ove jedinice su pričvršćene jedna na drugu spiralnim zupčanicima. Sateliti ovog mehanizma montirani su u posebne niše na kućištu diferencijala.Kada postoji razlika u kutnoj brzini rotacije kotača, zupčanici se zaklinjuju i spajaju s zupčanicima koji se nalaze u nišama kućišta diferencijala. Postoji djelomična blokada. Smjer zakretnog momenta određuje se na osi s manjom brzinom vrtnje.

Treći – s kosim zupčanicima poluosi i kosim zupčanicima satelita

Koristi se u središnjim diferencijalima. Princip je isti - prebacivanje okretnog momenta na osovinu s manje rotacije. Raspon deplasmana ove vrste je prilično velik - od 65/35 do 35/65. Kada se kutna brzina vrtnje kotača obje osovine stabilizira i izjednači, diferencijal se otključava. Ove grupe diferencijala naširoko se koriste u automobilskoj industriji na konvencionalnim i sportskim modelima.

Prednosti i nedostaci blokada diferencijala

+ mogućnost blokiranja kotača do 70%;

Minimalno održavanje;

Nema trzaja na volanu;

Mjenjač ne zahtijeva ulijevanje posebnog ulja;

Instalacija ne predstavlja nikakve poteškoće;

Osiguravanje najboljih performansi terenskog vozila;

Dulji vijek trajanja strukture;

Bolje upravljanje automobilom;

Sposobnost skretanja pri većim brzinama;

Auto se lakše izvlači iz proklizavanja.

Tijekom vremena, predopterećenje pada;

Potrebna je zamjena elemenata za podešavanje svakih 40 tisuća kilometara radi bolje izvedbe dizajna;

Nepravovremena ili zakašnjela prilagodba dovest će do činjenice da sustav neće raditi ispravno.

Pretplatite se na naše feedove

Prilikom odabira SUV-a, mnogi su kupci sigurno naišli na pojam "elektronička blokada diferencijala" u opisu određenog modela. Ali što je to i kako radi ovaj vrlo diferencijal, ne znaju svi potencijalni vlasnici automobila ove klase. U našem današnjem materijalu detaljno ćemo vam reći za što služi diferencijal, koje su njegove sorte i na koje je automobile ugrađen.

Povijest nastanka i namjena diferencijala

Na automobilima opremljenim motorom s unutarnjim izgaranjem, diferencijal se pojavio nekoliko godina nakon njihovog izuma. Činjenica je da su prve kopije strojeva pokretane motorom bile vrlo loše upravljive. Oba kotača na istoj osovini su se tijekom zaokreta okretala istom kutnom brzinom, što je dovelo do klizanja kotača po vanjskom, većem od unutarnjeg promjera. Rješenje problema pronađeno je jednostavno: dizajneri prvih automobila s motorima s unutarnjim izgaranjem posudili su diferencijal od parnih kolica - mehanizam koji je 1828. izumio francuski inženjer Oliver Pecke-Rom. Bio je to uređaj koji se sastojao od osovina i zupčanika preko kojih se okretni moment iz motora prenosi na pogonske kotače. Ali nakon ugradnje diferencijala na automobil, otkriven je još jedan problem - proklizavanje kotača, koji su izgubili trakciju.

To se obično manifestiralo kada se automobil kretao cestom prekrivenom mrljama leda. Tada se kotač koji je udario u led počeo okretati većom brzinom od onog koji je bio na zemlji ili betonu, što je na kraju dovelo do proklizavanja automobila. Tada su dizajneri razmišljali o poboljšanju diferencijala tako da se pod sličnim uvjetima oba kotača okreću istom brzinom i da automobil ne proklizava. Prvi koji je eksperimentirao sa stvaranjem diferencijala s ograničenim proklizavanjem bio je Ferdinand Porsche.

Trebalo mu je tri godine da razvije, testira i plasira na tržište tzv. bregasti diferencijal, prvi mehanizam s ograničenim proklizavanjem koji je ugrađen u prve modele marke Volkswagen. Nakon toga su se razvili inženjeri različite vrste diferencijala, o čemu će biti riječi u nastavku.

U automobilu diferencijal obavlja tri funkcije: 1) prenosi od motora do pogonskih kotača, 2) postavlja kotače na različite kutne brzine, 3) služi u kombinaciji s krajnjim pogonom.

Diferencijalni uređaj

Diferencijal, koji su poboljšali automobilski dizajneri, raspoređen je u obliku planetarnog zupčanika, gdje se zakretni moment iz motora prenosi preko kardanske osovine i stožnog zupčanika na kućište diferencijala. To pak usmjerava moment na dva zupčanika, a oni već raspoređuju moment između osovina. Spojka između satelitskih zupčanika i osovinskih osovina ima dva stupnja slobode, što im omogućuje rotaciju različitim kutnim brzinama.

Dakle, diferencijal osigurava različitu brzinu vrtnje kotača koji se nalaze na istoj osovini, što također sprječava proklizavanje pri okretanju. Nakon što je izumljen, automobil je imao dva, a kasnije tri (sa središnjim) diferencijalom, koji su raspoređivali moment između pogonskih osovina.

Već je jasno da niti jedan automobil ne može bez diferencijala. Kod vozila s prednjim i stražnjim pogonom nalazi se na pogonskoj osovini. Ako automobil ima dvostruku pogonsku osovinu, tada se u dizajnu prijenosa koriste dva diferencijala - po jedan za svaku osovinu. Postoje dva diferencijala u vozilima s pogonom na sve kotače (za modele s plug-in pogon na sve kotače- jedan za svaku osovinu) ili tri (za modele sa stalnim pogonom na sva četiri kotača - jedan za svaku osovinu, plus središnji diferencijal koji raspodjeljuje okretni moment između osovina). Osim broja mehanizama instaliranih na automobilima s različitim vrstama pogona, diferencijali se razlikuju po vrsti zaključavanja.

Varijante diferencijala

Prema vrsti blokade, diferencijali se dijele na ručnu i elektronsku blokadu. Ručno, kao što naziv implicira, ručno obavlja vozač pomoću gumba ili prekidača. U ovom slučaju, satelitski zupčanici mehanizma su blokirani, pogonski kotači kreću se istom brzinom. Obično je ručna blokada diferencijala dostupna na SUV vozilima.

Elektronička ili automatska blokada diferencijala provodi se pomoću elektroničke upravljačke jedinice, koja, analizirajući stanje površine ceste (koristeći informacije iz senzora i kontrole proklizavanja), blokira same satelitske zupčanike.

Range Rover Sport elektronički kontroliran stražnji diferencijal

Prema stupnju blokade, ovaj uređaj se dijeli na diferencijal s potpunom blokadom i diferencijal s djelomičnim blokiranjem satelitskih zupčanika.

Potpuna blokada diferencijala podrazumijeva 100% zaustavljanje rotacije satelitskih zupčanika, pri čemu sam mehanizam počinje obavljati funkciju konvencionalne spojke, prenoseći ekvivalentni moment na obje osovine. Zbog toga se oba kotača okreću istom kutnom brzinom. Ako jedan od kotača izgubi trakciju, sav okretni moment prenosi se na kotač s boljim prianjanjem, što će vam omogućiti svladavanje neprohodnosti. Takav diferencijalni uređaj koristi se na SUV vozilima i drugima.

Djelomična blokada diferencijala uključuje nepotpuno zaustavljanje rotacije satelitskih zupčanika, odnosno s klizanjem. Ovaj učinak se postiže zahvaljujući takozvanim samoblokirajućim diferencijalima. Ovisno o tome kako ovaj mehanizam radi, dijele se na dvije vrste: osjetljivi na brzinu (funkcija s razlikom u kutnim brzinama rotacije poluosi) i osjetljivi na moment (funkcija sa smanjenjem momenta na jednoj od poluosovini). -sjekire). Takav diferencijalni uređaj koristi se na SUV vozilima Mitsubishi Pajero, Audi s, BMW s X-Drive sustavom i tako dalje.

Diferencijali koji pripadaju skupini Speed ​​​​sensitive imaju drugačiji dizajn. Postoji mehanizam u kojem viskozna spojka igra ulogu diferencijala. To je spremnik koji se nalazi između osovine i rotora osovine propelera, ispunjen posebnom viskoznom tekućinom, u koju su zauzvrat uronjeni diskovi zglobno povezani s osovinom i rotorom. Kada se kutna brzina rotacije kotača razlikuje (jedan kotač se okreće brže od drugog), diskovi u spremniku također se počinju okretati različitim brzinama, ali viskozna tekućina postupno izjednačava njihovu brzinu, a time i moment. Čim su kutne brzine oba kotača jednake, viskozna spojka se isključuje. Prema svojim karakteristikama, viskozna spojka je manje pouzdana od tarnog diferencijala, stoga se ugrađuje na vozila dizajnirana za prevladavanje terenskih ili modifikacija sportskih automobila srednjeg stupnja.

Još jedan diferencijalni mehanizam koji pripada skupini osjetljivoj na brzinu je gerotorski diferencijal. Ovdje ulogu brave, za razliku od viskozne spojke, igra pumpa za ulje i tarne ploče, koje su postavljene između kućišta diferencijala i satelitskog zupčanika osovinskih osovina. Ali princip rada je umnogome sličan principu viskozne spojke: kada se pojavi razlika u kutnim brzinama pogonskih kotača, pumpa pumpa ulje na tarne ploče, koje pod pritiskom blokiraju kućište diferencijala i prijenos osovine dok se brzine kotača ne izjednače. Čim se to dogodi, pumpa prestaje raditi i blokada je onemogućena.

Diferencijali koji pripadaju skupini osjetljivih na moment također imaju drugačiji dizajn. Na primjer, postoji mehanizam koji koristi diferencijal trenja. Njegova značajka je razlika u kutnim brzinama rotacije kotača kada se automobil kreće ravno i u zavoju. Kod vožnje po ravnoj cesti kutna brzina oba kotača je ista, a kod vožnje u zavojima njena vrijednost je različita za svaki kotač. To se postiže ugradnjom tarne spojke između kućišta diferencijala i satelitskog zupčanika, što pomaže poboljšati prijenos okretnog momenta na kotač koji je izgubio trakciju.

Druga vrsta diferencijala je s hipoidnim (pužnim ili vijčanim) i kosim ozubljenjem. Uvjetno su podijeljeni u tri skupine.

Prvi je s hipoidnim prijenosom, kod kojeg svaka poluosovina ima svoje satelitske zupčanike. Međusobno su spojeni čeličnim ozubljenjem, a os zupčanika je okomita na poluos. Ako postoji razlika u kutnim brzinama pogonskih kotača, zupčanici poluosovine su zaglavljeni, stvara se trenje između kućišta diferencijala i zupčanika. Dolazi do djelomičnog blokiranja diferencijala i moment se prenosi na osovinu čija je kutna brzina manja. Čim se kutne brzine kotača poravnaju, blokada se deaktivira.

Drugi je s kosim ozubljenjem, kod kojeg svaka poluosovina ima i svoje satelitske zupčanike (oni su kosi), ali su im osi paralelne s osovinama. I ove jedinice se međusobno kombiniraju uz pomoć spiralnog zupčanika. Sateliti u ovom mehanizmu ugrađeni su u posebne niše na kućištu diferencijala. Kada se kutna brzina rotacije kotača razlikuje, dolazi do zaklinjavanja zupčanika, a oni, spajajući se s zupčanicima u nišama kućišta diferencijala, djelomično ga blokiraju. U ovom slučaju, moment je usmjeren na osovinsko vratilo, čija je brzina rotacije niža.

Treći - s spiralnim zupčanicima osovinskih osovina i spiralnim zupčanicima satelita, koji su međusobno paralelni. Ovaj tip se koristi u dizajnu središnjeg diferencijala. Zahvaljujući planetarnom dizajnu diferencijala, moguće je pomoću djelomične blokade prebaciti okretni moment na onu osovinu čija je kutna brzina vrtnje kotača manja. Raspon takvog pomaka je vrlo širok - od 65/35 do 35/65. Kada se uspostavi ekvivalentna kutna brzina rotacije kotača prednje i stražnje osovine, diferencijal se otključava.

Ove skupine diferencijala naširoko su korištene u automobilskoj industriji: ugrađuju se i na "civilne" modele i na sportske.

Glavna mu je namjena raspodjela, promjena i prijenos okretnog momenta, a po potrebi i osiguranje rotacije dvaju potrošača različitih kutnih brzina.

Osovinski diferencijal je diferencijal namijenjen za pogon pogonskih kotača, ali ako je ugrađen između pogonskih osovina u vozilu s pogonom na sve kotače - središnji interval.

U pravilu se diferencijal automobila nalazi na sljedećim mjestima:

• Pogonske osovine u vozilu s pogonom na sve kotače - u prijenosnom kućištu
• Pogon pogonskih kotača u vozilu s pogonom na sve kotače - u kućištu stražnje i prednje osovine
• Pogon pogonskog kotača kod vozila s prednjim pogonom - u mjenjaču
• Pogonski kotači kod vozila sa stražnjim pogonom - kućište stražnje osovine

Diferencijal se temelji na planetarnom mjenjaču. Tip zupčanika koji se koristi u mjenjaču uvjetno dijeli diferencijal na sljedeća tri tipa:

• Crv
• Cilindričan
• Stožast

Pužni prijenosnik je najsvestraniji diferencijal i može se ugraditi između osovina i između kotača. Cilindrični tip, u pravilu, nalazi se u automobilima između osovina. Konusni tip se uglavnom koristi kao međukotač.

Također postoje asimetrični i simetrični diferencijali automobila. Asimetrični tip ugrađen je između dvije pogonske osovine i omogućuje prijenos okretnog momenta u različitim omjerima. Simetrični tip, u pravilu, ugrađen je na glavne zupčanike i omogućuje prijenos okretnog momenta na dva kotača jednake vrijednosti.

Automobilski diferencijalni uređaj

Glavni elementi diferencijala su:

• Bočni zupčanici
• Zupčanici zupčanika
• Okvir

Dijagram diferencijala automobila s pogonom na prednje kotače:
1 - pogonski zupčanik glavnog zupčanika; 2 - fragment glavnog zupčanika; 3 - os satelita; 4 - satelit; 5 - kućište diferencijala; 6 - osovina s desnom prirubnicom; 7 - kutija za punjenje; 8 - konusni valjkasti ležaj; 9 - bočni zupčanik; 10 - osovina s lijevom prirubnicom; 11 - fragment kućišta mjenjača.

Satelitski zupčanici po svom principu rada nalikuju planetarnom mjenjaču i služe za međusobno spajanje kućišta i bočnog zupčanika. Potonji su zauzvrat spojeni klinovima na pogonske kotače. Različiti dizajni koriste četiri ili dva satelita automobili druga opcija se češće koristi.

Čaša ili kućište diferencijala - glavna mu je svrha prijenos okretnog momenta s glavnog zupčanika na bočne zupčanike preko satelita. Unutar njega su osi za rotaciju satelita.

Sunčani zupčanici ili poluaksijalni zupčanici - dizajnirani za prijenos okretnog momenta uz pomoć poluosi na pogonske kotače. Lijevi i desni zupčanik mogu imati isti ili različiti broj zubaca. Zauzvrat, zupčanici drugačiji broj zubi se koriste za oblikovanje asimetričnog diferencijala, a s istim brojem - za simetrični.

Princip rada automobilskog diferencijala

Diferencijal radi na sljedeći način: okretanjem jednog od pogonskih kotača automobila, drugi će se početi okretati u suprotnom smjeru, ali mora biti zadovoljen uvjet nepomičnosti kardana. U ovom slučaju, steliti se okreću u svojim osima, igrajući ulogu zupčanika.

Ako pokrenete motor i uključite spojku i bilo koji od zupčanika, kardansko vratilo će se početi okretati, prenoseći svoj okretni moment kroz cilindrične i konusne zupčanike kutije diferencijala.

Dakle, dok se automobil kreće zakrivljenom putanjom, jedan kotač usporava, dok ga drugi, naprotiv, povećava. Kao rezultat toga, eliminira se klizanje i proklizavanje kotača i svaki od njih se okreće brzinom koja je potrebna za sigurno kretanje.

Kada se automobil kreće pravocrtno, ništa se posebno ne događa i diferencijal prenosi moment na oba kotača u istom omjeru. Poluaksijalni zupčanici se okreću istom kutnom brzinom, budući da su sateliti u ovom slučaju u stacionarnom stanju.

Prilikom vožnje na skliskim površinama, diferencijal ima jedan značajan nedostatak - može uzrokovati bočno klizanje automobila, budući da klizni kotač ima slabo prianjanje na površinu i počinje se okretati u praznom hodu.

Najjednostavniji auto diferencijali imaju još jedan nedostatak. Kada prljavština ili drugi elementi treće strane dospiju između klinova, okretni moment se može prenijeti u različitim omjerima, čak i 0 do 100. Tako će jedan kotač ostati u potpuno statičnom položaju.

Moderni modeli praktički su lišeni ovog nedostatka. Njihov uređaj je različit ručni ili automatski čvršći. Štoviše, u mnogim modernim osobnim automobilima ugrađeni su sustavi stabilizacije i stabilnosti smjera, koji omogućuju optimizaciju raspodjele okretnog momenta ovisno o putanji automobila.

Kako radi diferencijal - video: