Består av en differensial. Hvordan ulike typer differensialer fungerer.

Differensial - en mekanisme som fordeler dreiemoment mellom utgangsakslene, og hastighetene til individuelle elementer kan være forskjellige. Denne enheten brukes i konstruksjonen av bilstasjoner. Dreiemomentet mottatt fra kardanakselen (eller girkassen) fordeles mellom venstre og høyre akselaksel. Brukes også til å dele momentet mellom aksene (ledende), hvis vi snakker om firehjulsdrevne kjøretøy.

Differensialen er en svært viktig komponent, og er et av hovedelementene i girkassen. Plasseringen av denne enheten i bilen:

• forhjulsdrevne biler - girkasse;
• bakhjulsdrevne biler - bakakselhus;
• firehjulsdrevet bil - veivhus bak og foran;
• firehjulsdrevet kjøretøy - overføringskasse (akseldrift);
• for kjøretøyer med 8 × 8 eller 6 × 6 drivverk, er det installert ekstra differensialer mellom boggiene;

Vi vil gi informasjon om drift og typer senterdifferensialer nedenfor.

Når det skjer rettlinjet bevegelse på flat vei vil banen som kjøres av drivhjulene være lik (samme vinkelhastighet). Under denne bevegelsen er rotasjonen av alle planeter, gir og differensialhus synkron. Rotasjonsmomentet overføres til denne mekanismen med et tannhjul (5, fig. b). Det er også verdt å merke seg at under en slik bevegelse er dreiemomentet til hvert hjul det samme, og girene (halvakselen) er kilt av satellitter (4), som er i statisk tilstand i forhold til deres akse.

a - design;

b - arbeidsprosess (rettlinjet bevegelse);

c - arbeidsflyt (rotasjon);

1. bolle (etui);
2. side utstyr;
3. kryss;
4. satellitter;
5. drevet gir (hovedgir);
6. drivaksel (hovedgir);
7. aksel aksel.

Under innkjøringen til en sving (fig. "c"), er banen som kjøres av hjulet langs den "indre" radiusen mindre enn for det motsatte hjulet, noe som betyr at hastigheten bør endres. Sidegiret (2) skal bremse, mens huset og satellittene skal hvile mot sidegiret til venstre. På grunn av begynnelsen av rotasjonen av satellittene rundt sin egen akse, vil rotasjonshastigheten til det høyre halvaksiale giret øke, noe som gjør at drivhjulene kan ha forskjellige rotasjonshastigheter, og samtidig utelukke skli og sklir. Det er verdt å merke seg at hjulet med høyere rotasjonshastighet har et lavere dreiemoment.

Hvis vi vurderer differensialen, som har en klassisk design, er den viktigste ulempen at et av hjulene glir i øyeblikket av tap av kontakt med veibanen. Faktum er at rotasjonshastigheten til hjulet i "suspendert" tilstand er nesten det dobbelte av rotasjonshastigheten til det samme hjulet i full kontakt med veien (rett frem) og et likt antall omdreininger av giret (drevet) av differensialen. Det andre hjulet forblir statisk. Grunnen er veldig liten verdi dreiemomentet som tilføres det, siden under rotasjonen av det "suspenderte" hjulet er verdien av motstandsmomentet mot rotasjon også ganske ubetydelig. Følgelig er dreiemomentet til det motsatte hjulet også lite, så det er i en statisk tilstand. I tilfelle det er betydelig motstand under slipp og ved høyere hastigheter (slam, sand etc.), vil dreiemomentet være større enn i slippsituasjonen, og derfor overføres mer dreiemoment til det andre hjulet. Dette gjør det mulig for kjøretøyet å bevege seg sakte. Et hjul som sklir «forbruker» mer kraft, som brukes på oppvarming av dekk, veibanen osv. Generelt reduserer sklir åpenheten til en bil med fri differensial. For å eliminere et slikt problem, differensiallåsmekanismer på biler, som er både manuelle og automatiske.

I utgangspunktet er bilens overføringskasse installasjonsstedet for senterdifferensialmekanismen. Den er asymmetrisk og symmetrisk. I det første tilfellet skjer fordelingen av dreiemoment i det nødvendige forholdet, og ved en symmetrisk differensial fordeles momentet likt.

Senterdifferensialen kan være uten låsemekanisme, slik at akslene kan rotere med forskjellige hastigheter. Differensialer kan også være med manuell blokkering og selvlåsing. I den første varianten er dreiemomentet tvangsfordelt mellom akselakslene. Resultatet av tvungen blokkering er en delvis eller fullstendig stans av differensialen, noe som forårsaker en stiv tilkobling av bak- og forakselakslene.

I utgangspunktet, for å fullt ut realisere egenskapene til firehjulsdrevne kjøretøyer, brukes selvlåsende differensialer, som har flere typer design, som hver er forskjellige i operasjonsprinsippet.

> Differensial

Overføring

Formål, prinsipp for drift av differensialen

Differensialen er designet for å overføre dreiemoment fra hovedutstyr til akselakslene og lar dem rotere med forskjellige hastigheter ved svinging av bilen og på ujevne veier.

På biler brukes vinkelgirdifferensialer (fig. a), som består av halvaksiale gir 3, satellitter 4 og et hus som forener dem, festet til det drevne giret til sluttdrevet.

a - hjulene roterer med samme frekvens, b - bevegelsen til hjulene på svingen
1 - akse av satellitter, 2 - drevet gir, 3 - sidegir, 4 - satellitt,
5 - drivgir, 6 - akselaksler.

Differensialer av denne typen brukes mellom hjulene på drivakslene som mellomhjul. For forskjellige biler er de forskjellige i utformingen av karosseriet og antall satellitter. Fasdifferensialer brukes også som senterdifferensialer. I dette tilfellet fordeler de dreiemomentet mellom sluttdrevene til drivakslene.

For enkelhets skyld viser ikke figuren det differensielle tilfellet, derfor, for å vurdere driftsprinsippet, vil vi anta at aksen 1 til satellittene er installert i saken. Under rotasjonen av drivgiret 5 og det drevne tannhjulet 2 til hovedgiret overføres dreiemomentet til satellittenes akse 1, deretter gjennom satellittene 4 til sidegirene 3 og til akselakselen 6.

Ved kjøring i rett linje og flat vei bakhjul møte samme motstand og rotere med samme frekvens (fig. a). Satellittene roterer ikke rundt sin akse og det samme dreiemomentet overføres til begge hjulene. Så snart kjøreforholdene endres, for eksempel ved en sving (fig. b), begynner venstre akselaksel å rotere saktere, siden hjulet den er koblet til møter mye motstand. Satellittene roterer rundt sin akse, løper rundt på det bremsende halvaksiale giret (venstre) og øker hastigheten til høyre halvakse. Som et resultat akselererer det høyre hjulet sin rotasjon og går langt langs buen til den ytre radiusen.

Samtidig med endringen i hastighetene til sidegirene endres dreiemomentet på hjulene - dreiemomentet synker på det akselererende hjulet. Siden differensialen fordeler dreiemomentene til hjulene likt, skjer det i dette tilfellet også en reduksjon i dreiemomentet på det bremsende hjulet. Som et resultat synker det totale momentet på hjulene og bilens trekkraft reduseres. Dette har en negativ effekt på kjøretøyets åpenhet ved terrengkjøring og glatt vei, d.v.s. ett av hjulene står stille (for eksempel i en grop), mens det andre glir på dette tidspunktet (på fuktig jord, leire, snø). Men på godt veigrep gir vinkelgirdifferensialen bedre stabilitet og kontroll, og føreren slipper å skifte utslitte dekk hver dag.

1 - flens; 2 - drivgiraksel; 3 - drivutstyr; 4 - drevet gir;
5 - drivende (bak) hjul; 6 - akselaksler; 7 - hovedgirhus.

Typer differensialer.

For å øke kjøretøyets langrennsevne ved terrengkjøring brukes differensialer med tvungen låsing eller selvlåsende differensial.

Essensen av tvungen låsing er at det ledende elementet (huset) til differensialen i det øyeblikket låsen slås på er stivt koblet til sidegiret. For dette er en spesiell ekstern enhet med en girclutch gitt.

Selvlåsende differensial med begrenset slipp (kam), vist i fig. a, b. Den består av indre 5 og ytre 6 kjedehjul, mellom kammene som det legges knekker 3 til separatoren 4. Separatoren er laget i ett stykke med venstre differensialkopp og er koblet til det endelige drivdrevne giret. Høyre kopp (ikke vist på tegningen) dekker fritt det ytre tannhjulet og danner sammen med venstre kopp differensialhuset. Tannhjulene til differensialen med sine indre splines er koblet til akselakslene 1.

Når det drevne giret til hovedgiret roterer og bilen beveger seg i en rett linje, utøver crackerne det samme trykket på kammene til begge tannhjulene og får dem til å rotere med samme hastighet.

Hvis et av hjulene treffer veibanen med høy motstand mot bevegelse, begynner tannhjulet som er knyttet til det å rotere med en lavere frekvens enn buret. Knekkere, som er i separatoren, utøver mer press på kammene til det bremsende tannhjulet og akselererer rotasjonen.

Dermed oppstår det økt friksjon i kontaktpunktene mellom crackers og stjernenes kammene, noe som forhindrer en sterk endring i de relative hastighetene til begge tannhjulene, og hjulene roterer med omtrent samme vinkelhastighet. På grunn av friksjonskreftene fra crackere på kammene, oppstår en omfordeling av momenter. På det akselererende tannhjulet er friksjonskreftene rettet mot rotasjon, på det etterslepende tannhjulet - i rotasjonsretningen. Dreiemomentet på det etterslepende tannhjulet øker, og på det akselererende tannhjulet avtar det med øyeblikket av friksjonskrefter, som et resultat er hjulslip utelukket.

De viktigste funksjonsfeilene i hovedgiret og differensialen

Støy ("hyl" av hovedgiret) ved kjøring i høy hastighet oppstår på grunn av slitasje på girene, feil justering eller mangel på olje i hovedgirhuset. For å eliminere funksjonsfeilen er det nødvendig å justere girinngrepet, skifte ut slitte deler og gjenopprette oljenivået.

Oljelekkasje kan skje gjennom tetninger og løse koblinger. For å eliminere funksjonsfeilen, bytt ut tetningene, stram festene.

Hovedgir og differensialdrift.

Som alle gir, krever hovedgiret og differensialgirene "smøring og kjærtegn". Angående "vennlighet". Selv om alle detaljene til hovedgiret og differensialen ser ut som massive jernstykker, har de også en sikkerhetsmargin. Derfor forblir anbefalingene angående brå start og bremsing, grovt clutchinngrep og annen overbelastning av maskinen gyldige. Friksjonsdeler og tannhjulstenner, inkludert, må hele tiden smøres – dette vet vi allerede. Derfor helles olje inn i veivhuset til bakakselen (for bakhjulsdrevne biler) eller inn i veivhuset til blokken - girkasse, hovedgir, differensial (for forhjulsdrevne biler), hvis nivå må være periodisk overvåket. Oljen som girene fungerer i har en tendens til å "lekke" gjennom lekkasjer i leddene og gjennom slitte oljeholdende tetninger. Og likevel må ethvert veivhus ha en konstant forbindelse med atmosfæren. Når varme genereres i en tett lukket boks med gir og olje, noe som er uunngåelig under drift av mekanismer, øker trykket inne kraftig og da vil oljen definitivt finne et slags hull. For ikke å tilsette olje to ganger om dagen, bør du være oppmerksom på en liten del av ethvert veivhus - en pust. Dette er en fjærbelastet hette som dekker ventilen eller røret. Over tid "fester det" og veivhuset kan miste forbindelsen med atmosfæren. Ved neste planlagte oljeskift eller tidligere, om nødvendig, skru på hettene og gjenopprett fjærene til alle lufteventiler på enhetene til bilen din. Som et resultat av denne enkle operasjonen kan små oljelekkasjer stoppe.

Det er vanligvis vanskelig for den gjennomsnittlige sjåføren å forstå rekkevidden av lyder som hans "syke" bil lager. Ikke nok til å eie god hørsel, må du også forstå hva disse "hylene", "knekkene" og andre "knirkinger" som kommer fra visse områder av bilen betyr. Du kan imidlertid begrense feilsøkingsområdet litt. Hvis du mistenker problemer med girkassen, jekk opp ett av drivhjulene til bilen (og sørg for å senke det ned på "geita" - et stabilt stativ). Start motoren og få dette hjulet til å rotere ved å legge inn giret. Se på alt som snurrer, lytt til alt som lager mistenkelige lyder. Jekk deretter opp hjulet på den andre siden. Med økt støy, vibrasjoner og oljelekkasjer - begynn å lete etter din herre, som du stolt kan fortelle at bilen din har problemer til venstre, ikke til høyre.

Mange som skulle kjøpe en SUV, når de valgte en bestemt modell, kunne selvfølgelig komme over begrepet "differensiallås". Men hva er det? Som dette? Og hva er prinsippet om drift og behovet for denne svært differensialen? Som praksis viser, er det ikke alle fremtidige potensielle "jeepsjåfører" som vet.

I denne artikkelen vil vi snakke om hva er en differensial Og hvorfor er han i bilen. Hvilke varianter kommer den i og på hvilke biler er den tenkt montert?

Historien om differensialen

Utseendet til differensialen i bilverdenen lot ikke vente på seg. Bare noen år senere, etter at de første bilene med forbrenningsmotor (ICE) begynte å rulle av samlebåndet. I lang tid var ting ikke så søtt som det er nå, og de første bilprøvene som fungerte ved hjelp av en motor var svært dårlig kontrollert.

Hjul plassert på samme akse roterte med samme vinkelhastighet under svingen, og dette førte allerede til at hjulet som løp langs den ytre diameteren gled kraftig. Vi løste dette problemet ganske enkelt: ved å låne differensialen fra dampvogner.

Denne mekanismen ble oppfunnet i Frankrike i 1828 ingeniør Oliver Pekke-Rom. Det var et apparat som besto av aksler og tannhjul. Gjennom den ble dreiemomentet fra forbrenningsmotoren overført til drivhjulene.Men en annen uflaks skjedde - hjulene begynte å skli, noe som mistet trekkraften med veibanen. Ofte viste dette seg under kjøring på en vei med isete områder.

Hjulet, som var på isen, roterte med høyere hastighet enn hjulet, som ble liggende på en overflate som var mer egnet for bevegelse. Dette førte til en skrens. Etter at designerne begynte å tenke på hvordan de skulle justere differensialen slik at hjulene roterer med samme hastighet for å forhindre utseende av drift.

Den første personen som eksperimenterte på en differensial med minimal slip var ingen ringere enn Ferdinand Porsche. Det tok i det minste tre år. De var utstyrt med de første modellene av biler av merket. I løpet av de følgende tiårene utviklet ingeniører ulike typer differensialer, som vi vil fortelle deg om neste gang.

Driftsprinsipp og enhet

La oss kanskje starte med den typen differensial som er lettest å vurdere, den åpne differensialen. Vi starter med den enkleste typen differensial, kalt en åpen differensial. Så, Utformingen av differensialen inkluderer følgende deler:

- Drivaksel. Dens oppgave er å overføre dreiemoment. Akselen fører den fra girkassen til begynnelsen av differensialen.

- Drivaksel drivgir. Gear i form av en spiralformet kjegle, nødvendig for kobling av differensialmekanismer.

- Ringgir. Et element som er drevet. Den har også form som en kjegle og roteres av et drivhjul. Systemet med drivende og drevne gir sammen kalles sluttdrevet. Det fungerer som det siste trinnet i å redusere rotasjonshastigheten som til slutt når hjulene. Drivhjulet er mye mindre i størrelse enn krongiret. Derfor, for å utføre én omdreining av slaven, må den første gjøre mer enn én omdreining rundt sin akse.

- Halvakselgir. Are siste grense overføring av rotasjon av drivakselen til hjulene.

- Satellitter– Dette er en planetarisk mekanisme som spiller en nøkkelrolle i å gi ulike vinkelhastigheter på hjulene når de svinger.

Når du beveger deg i en rett linje på bilen din, roterer hele differensialmekanismen med samme hastighet: inngangsakselen roterer med samme hastighet som henholdsvis akselakslene, selve hjulene roterer med samme hastighet. Men så snart du dreier på rattet, endres situasjonen umiddelbart radikalt. Hovedspillerne nå satellitter stikker ut, som låses opp under påvirkning av forskjellen i belastninger på hjulene når for eksempel det ene hjulet begynner å skli og derfor beveger seg raskere.

All kraften til motoren går direkte gjennom dem. Og som et resultat av at satellittene er to tannhjul som er uavhengige, er det en overføring av forskjellige rotasjonshastigheter til to halvakser. Men makten er ikke delt likt, og overføres til hjulet som beveger seg i ytterkanten av bilens sving. Følgelig begynner den å spinne mye raskere på grunn av den kvantitative tilsetningen av omdreininger. Og forskjellen i kraftfordelingen mellom hjulene er jo større, jo mindre svingradius på bilen, det vil si jo mer du dreier på rattet.

Hva er en differensialsperre og hvordan fungerer den?

Differensiallås- dette er en av mest effektive måter forbedre offroad-ytelsen til bilen. Enhver bil som er beregnet direkte eller indirekte for terreng, er utstyrt med en mekanisme fra fabrikken som låser midtdifferensialen. Biler er også utstyrt med mekanismer som blokkerer for- og bakakselen.

Blokkeringen av denne mekanismen, som enhver teknologisk løsning, har sine fordeler og ulemper. For å forstå når det er nødvendig å bruke differensiallåser, og hvilke tilfeller som bare forbyr bruken, må du forstå prinsippene som driften er basert på.

Prøv å gjøre et langt hopp fra et sted i vintersnøtiden. Ja. Men det fungerer ikke, og alt fordi en av føttene dine var på en glatt isete overflate, og den andre på tørt fortau. På grunn av dette var det ikke mulig å gjøre et mesterskapshopp. Det ene benet gled ut under deg, og hjernen orienterte seg ikke i tide og ga ikke kommandoen om å sette all kraft til å presse inn i det andre benet. Resultatet av dette eksperimentet er ganske morsomt og komisk: bena dine skiltes og du kollapset nesten på det femte punktet.

Så hva skal jeg gjøre i dette tilfellet, slik at begge bena har muligheten til å skyve perfekt fra bakken? Og alt er veldig, veldig enkelt. Du trenger bare å snu to skyvebein til ett, binde dem godt sammen med et sterkt belte eller sele. Nå skal de fungere som én enhet og vil bruke maksimal skyvekraft fra ett stabilt underlag med godt grep. En lignende prosess skjer i bilen i øyeblikket av samspillet mellom drivhjulene og veien.

La oss forestille oss en situasjon der en bakhjulsdrevet bil stopper tilfeldig slik at venstre hjul er på glatt underlag og høyre hjul er på asfalt. Som du vet, standard lavfriksjonssenterdifferensial, som ligger på bakaksel kjøretøy, gir alltid hjulene lik omkretskraft. Det venstre hjulet, som er på is, er ikke i stand til å bevege seg fra et glatt underlag med stor innsats på grunn av manglende trekkraft.

Og på grunn av dette er ikke differensialen i stand til å gi ham en enorm innsats, siden dette rett og slett er umulig fysisk. Og i dette tilfellet en lignende kraft vil bli påført hjulet som ligger på asfaltdekket. Den vil jevne ut kreftene som er fordelt mellom hjulene, med fokus på venstre hjul.

Som et resultat vil bilen bevege seg med glidning, men sakte. Hjulene hans vil ikke være i stand til å bruke nok kraft til å skyve, noe som ville være nødvendig for adhesjonen til det høyre hjulet, som under de gitte forholdene vil være verken mer eller mindre, men så mye som syv ganger større enn det venstre. På grunn av denne egenskapen med å fordele trekkraften likt, vil høyre hjul bare bruke en syvendedel av trekkraften. For å si det enkelt, kunne skyvet vært syv ganger sterkere, men differensialen brukte ikke nok kraft på den til å gjøre manøvren.

Derfor er det nødvendig å implementere en slik forbindelse mellom hjulene for å sikre leddrotasjon eller glidning, som om det var et enkelt hjul. For å løse dette problemet brukes en spesiell mekanisme som blokkerer rotasjonen av differensialgirene og kobler de to hjulene til hverandre ved en betinget stiv forbindelse med konstant rotasjon og samme hastighet. En slik mekanisme kalles en "differensiallåse-(frakoblings-)mekanisme", eller i vanlige folk - en lås.

En differensial som er låst er ikke i stand til å utjevne kraften mellom hjulene, og gjør dem dermed forbundet med en enkelt aksel. Som et resultat får hvert hjul størst mulig kraft, som er nødvendig for best mulig grep på hjulene. Derfor, der hvor grepet til hjulene med veibanen er bedre, vil det påføres mer kraft der.

Hva er forskjellene

Grunnlaget for differensialen er en planetgirkasse. Type gir som brukes kan betinget dele differensialen inn i tre type:

- Orm;

sylindrisk;

Konisk.

Snekkedifferensialen er den mest allsidige og er installert både mellom akslene og mellom hjulene. Den sylindriske typen er ofte plassert i SUV-er mellom akslingene. Den koniske typen brukes hovedsakelig som tverrakseldifferensial.

Tildel det samme symmetrisk Og asymmetrisk differensialer. Den asymmetriske differensialdesignen er installert i firehjulsdrevne kjøretøy mellom akslene, og fordeler dreiemoment i forskjellige proporsjoner. Den symmetriske typen overfører likt dreiemoment til akselen mellom de to hjulene. Differensialer er også delt inn etter type blokkering:manuell lås og elektronisk lås.

Manuell differensialsperre

Basert på navnet aktiveres akseldifferensialsperren på initiativ fra føreren ved å trykke på en knapp eller bytte en bestemt vippebryter. I dette tilfellet er satellittgirene blokkert, som et resultat av at drivhjulene begynner å rotere med samme hastighet. Ofte er SUV-er utstyrt med manuell differensialsperre. Det anbefales å slå den på for å overvinne vanskelige terrengforhold, og slå den av når du kjører inn på en vanlig asfaltvei.

Elektronisk eller automatisk differensialsperre

Automatisk differensiallåsing utføres av kommandoer fra den elektroniske kontrollenheten, som analyserer tilstanden som veibanen er plassert i, ved hjelp av ABS og ESP. ECU blokkerer deretter satellittgirene på egen hånd. I henhold til graden av blokkering kan denne enheten betinget deles inn i en differensial med full og delvis blokkering.

Full differensialsperre

Inkluderingen av en slik lås innebærer det faktum at satellittgirene stopper helt, og mekanismen tar på seg funksjonene til en konvensjonell clutch, og overfører derved et likt dreiemoment til de to akselakslene. Som et resultat roterer begge hjulene med samme vinkelhastighet. Hvis det skjer at minst ett hjul mister grepet, overføres dreiemomentet fra det fullstendig til det andre hjulet, som gjenstår å tvinge off-road. En slik differensialenhet har blitt implementert på Toyota Land Cruiser, Mercedes-Benz G-Klasse og andre.

Delvis differensialsperre

Aktivering av denne låsen stopper ikke satellittgirene helt, men lar dem skli. Denne effekten er tilgjengelig takket være selvlåsende differensialer. Avhengig av typen drift av denne mekanismen, er den delt inn i to typer: Fartsfølsom(aktiveres når en forskjell i vinkelhastighetene for rotasjon av halvaksene blir lagt merke til) og Dreiemomentfølsom(aktivert i tilfelle en reduksjon i dreiemomentet til en akselaksel.) Denne typen betjening av differensialenheten kan finnes på SUV-er Mitsubishi Pajero, Audi Q-serie og BMW X-serie.

Differensiell gruppe Fartsfølsom er forskjellig i struktur. En slik mekanisme er en der differensial funksjon utfører viskøs kobling. Den viskøse koblingen skiller seg fra friksjonsdifferensialen i sin lavere pålitelighet. Det er på grunn av dette at den har et sted å installere på biler som ikke er designet for å overvinne ufremkommelige villmarker og dype vadesteder eller på biler med en sporty karakter.

En annen mekanisme som representerer den hastighetssensitive gruppen kalles gerotordifferensialen. Rollen som blokkeringselementer her spilles av en oljepumpe og friksjonsplater montert mellom differensialhuset og satellittgirene til akselakslene. Selv om det i henhold til operasjonsprinsippet ligner på en viskøs kobling.

Differensialer som tilhører gruppen Dreiemomentfølsom er også forskjellige i design. For eksempel er det en mekanisme som bruker en friksjonsdifferensial. Dens særegenhet ligger i forskjellen i vinkelhastighetene til hjulene i svinger og når de beveger seg i en rett linje. Når bilen beveger seg i en rett linje, er vinkelhastigheten på begge hjulene den samme, og under svinger er dreiemomentet for hjulene forskjellig.

En annen type differensialer - med hypoid og spiralgir. De er delt inn i tre grupper.

Først – med hypoidutstyr

Her har hver akselaksel sine egne satellittgir. De er festet til hverandre ved hjelp av sporgir, plassert vinkelrett på hverandre. Ved forskjell i vinkelhastighetene til drivhjulene kiles tannhjulene til halvaksene. Som et resultat gnis tannhjulene mot differensialhuset. Differensialen er delvis blokkert og dreiemomentet omfordeles til akselen, med lavere vinkelrotasjonshastighet. Etter utjevning av de semiaksiale hastighetene deaktiveres blokkeringen.

Sekund – med spiralgir

Ligner på den første, men plasseringen av satellittgirene er parallelle med akselakslene. Disse enhetene er festet til hverandre ved hjelp av spiralgir. Satellittene til denne mekanismen er montert i spesielle nisjer på differensialhuset.Når det er en forskjell i vinkelhastigheten på hjulrotasjonen, kiles tannhjulene og passer med tannhjulene som er i differensialhusets nisjer. Det er en delvis blokkering. Dreiemomentretningen bestemmes på aksen med lavere rotasjonshastighet.

Tredje – med heliske tannhjul av halvakser og heliske tannhjul av satellitter

Brukes i senterdifferensialer. Prinsippet er det samme - å skifte dreiemoment til en aksel med mindre rotasjon. Forskyvningsområdet til denne arten er ganske stort - fra 65/35 til 35/65. Når vinkelhastigheten til hjulrotasjonen til begge aksler stabiliseres og utjevnes, låses differensialen opp. Disse differensialgruppene er mye brukt i bilindustrien på både konvensjonelle og sportslige modeller.

Fordeler og ulemper med differensialsperrer

+ muligheten for hjulblokkering opptil 70 %;

Minimum vedlikehold;

Ingen rykk på rattet;

Girkassen krever ikke å helle spesiell olje;

Installasjon medfører ingen vanskeligheter;

Sikre den beste ytelsen til terrengkjøretøy;

Lengre levetid for strukturen;

Bedre bilhåndtering;

Evne til å svinge i høyere hastigheter;

Bilen er lettere å komme ut av en skrens.

Over tid synker forhåndsbelastningen;

Det er nødvendig å bytte ut justeringselementene hver 40 tusen kilometer for bedre designytelse;

Ikke rettidig eller sent omstillingsarbeid vil føre til at systemet ikke vil fungere som det skal.

Abonner på feedene våre

Når de skal velge en SUV, må mange kjøpere ha kommet over begrepet "elektronisk differensialsperre" i beskrivelsen av en bestemt modell. Men hva det er, og hvordan denne differensialen fungerer, vet ikke alle potensielle eiere av biler i denne klassen. I dagens materiale vil vi fortelle deg i detalj hva en differensial er for, hva dens varianter er og på hvilke biler den er installert.

Skapelseshistorien og formålet med differensialen

På biler utstyrt med en forbrenningsmotor dukket differensialen opp noen år etter oppfinnelsen. Faktum er at de første kopiene av maskiner drevet av en motor hadde svært dårlig håndtering. Begge hjulene på samme aksel roterte med samme vinkelhastighet under svingen, noe som førte til at hjulslipingen beveget seg langs den ytre, større enn den indre diameteren. Løsningen på problemet ble funnet ganske enkelt: designerne av de første bilene med forbrenningsmotorer lånte en differensial fra dampvogner - en mekanisme oppfunnet i 1828 av den franske ingeniøren Oliver Pecke-Rom. Det var en enhet bestående av aksler og gir som dreiemomentet fra motoren overføres til drivhjulene gjennom. Men etter å ha installert en differensial på bilen, ble et annet problem oppdaget - hjulglidning, som hadde mistet trekkraften.

Dette viste seg vanligvis når bilen beveget seg på en vei dekket med is. Så begynte hjulet som traff isen å rotere i høyere hastighet enn det som sto på bakken eller betongen, noe som til slutt førte til at bilen skrens. Deretter tenkte designerne på å forbedre differensialen slik at begge hjulene under lignende forhold roterer med samme hastighet og bilen ikke sklir. Den første som eksperimenterte med å lage en differensial med begrenset slip var Ferdinand Porsche.

Det tok ham tre år å utvikle, teste og markedsføre den såkalte kamdifferensialen, den første begrensede sklimekanismen som ble installert på de første modellene av Volkswagen-merket. Deretter utviklet ingeniører forskjellige typer differensialer, som vil bli diskutert nedenfor.

I en bil utfører differensialen tre funksjoner: 1) overfører fra motoren til drivhjulene, 2) stiller inn hjulene til forskjellige vinkelhastigheter, 3) tjener i kombinasjon med sluttdrevet.

Differensial enhet

Differensialen, forbedret av bildesignere, er arrangert i form av et planetgir, der dreiemomentet fra motoren overføres gjennom kardanakselen og vinkelgiret til differensialhuset. Det leder igjen dreiemomentet til to gir, og de fordeler allerede momentet mellom akselakslene. Clutchen mellom satellittgirene og akselakslene har to frihetsgrader, som gjør at de kan rotere med forskjellige vinkelhastigheter.

Dermed gir differensialen en annen rotasjonshastighet for hjulene som er plassert på samme aksel, noe som også forhindrer skli ved svinging. Etter at den ble oppfunnet, hadde bilen to, og senere tre (med senter) differensialer, som fordelte dreiemoment mellom drivakslene.

Det er allerede klart at ikke en eneste bil kan klare seg uten en differensial. I for- og bakhjulsdrevne kjøretøy er den plassert på drivakselen. Hvis bilen har en dobbel drivaksel, brukes to differensialer i girutformingen - en for hver aksel. Det er to differensialer i firehjulsdrevne kjøretøy (for modeller med plug-in firehjulstrekk- en for hver aksel) eller tre (for modeller med permanent firehjulsdrift - en for hver aksel, pluss en senterdifferensial som fordeler dreiemoment mellom akslene). I tillegg til antall mekanismer installert på biler med forskjellige typer stasjoner, kjennetegnes differensialer av typen lås.

Varianter av differensialer

I henhold til type blokkering er differensialer delt inn i to - manuell og elektronisk blokkering. Manuell, som navnet tilsier, gjøres manuelt av sjåføren ved hjelp av en knapp eller vippebryter. I dette tilfellet er satellittgirene til mekanismen blokkert, drivhjulene beveger seg med samme hastighet. Vanligvis leveres en manuell differensialsperre på SUV-er.

Elektronisk eller automatisk differensialsperre utføres ved hjelp av en elektronisk kontrollenhet, som ved å analysere tilstanden til veibanen (ved hjelp av informasjon fra sensorer og traction control), blokkerer selve satellittgirene.

Range Rover Sport elektronisk styrt bakdifferensial

I henhold til graden av blokkering er denne enheten delt inn i en differensial med full blokkering og en differensial med delvis blokkering av satellittgir.

Full differensialsperre innebærer en 100% stopp av rotasjonen av satellittgirene, der selve mekanismen begynner å utføre funksjonen til en konvensjonell clutch, og overfører et ekvivalent dreiemoment til begge akselakslene. Som et resultat roterer begge hjulene med samme vinkelhastighet. Hvis ett av hjulene mister trekkraft, overføres alt dreiemomentet til hjulet med bedre grep, noe som lar deg overvinne ufremkommelighet. En slik differensialenhet brukes på SUV-er og andre.

Delvis differensialsperre innebærer en ufullstendig stopp av rotasjonen av satellittgirene, det vil si med glidning. Denne effekten oppnås på grunn av de såkalte selvlåsende differensialene. Avhengig av hvordan denne mekanismen fungerer, er de delt inn i to typer: Hastighetsfølsomme (funksjon med forskjell i vinkelhastighetene for rotasjon av halvaksene) og Momentsensitiv (funksjon med reduksjon i dreiemoment på en av semi-aksene) -akser). En slik differensialenhet brukes på SUV-er Mitsubishi Pajero, Audi with, BMW med X-Drive-system og så videre.

Differensialer som tilhører den hastighetssensitive gruppen har en annen design. Det er en mekanisme der den viskøse koblingen spiller rollen som en differensial. Det er et reservoar plassert mellom akselakselen og propellakselrotoren, fylt med en spesiell viskøs væske, som igjen er nedsenket i skivene som er leddet med akselakselen og rotoren. Når hjulenes vinkelhastighet er forskjellig (det ene hjulet roterer raskere enn det andre), begynner skivene i tanken også å rotere med forskjellige hastigheter, men den viskøse væsken utjevner gradvis hastigheten deres, og følgelig dreiemomentet. Så snart vinkelhastighetene til begge hjulene er like, slås den viskøse koblingen av. I henhold til dens egenskaper er en viskøs kobling mindre pålitelig enn en friksjonsdifferensial, derfor er den installert på kjøretøyer designet for å overvinne middels grad av terreng- eller sportsbilmodifikasjoner.

En annen differensialmekanisme som tilhører den hastighetssensitive gruppen er gerotordifferensialen. Her spilles låsens rolle, i motsetning til den viskøse koblingen, av oljepumpen og friksjonsplatene, som er montert mellom differensialhuset og satellittgiret til akselakslene. Men operasjonsprinsippet ligner på mange måter det for en viskøs kobling: når det oppstår en forskjell i vinkelhastighetene til drivhjulene, pumper pumpen olje på friksjonsplatene, som under trykk blokkerer differensialhuset og akselgir til hjulhastighetene er like. Så snart dette skjer, slutter pumpen å fungere og blokkeringen frigjøres.

Differensialer som tilhører den Torque-sensitive gruppen har også en annen design. For eksempel er det en mekanisme som bruker en friksjonsdifferensial. Funksjonen er forskjellen i hjulenes vinkelhastigheter når bilen beveger seg i en rett linje og i en sving. Når du kjører på en rett vei, er vinkelhastigheten til begge hjulene den samme, og ved svinger er verdien forskjellig for hvert hjul. Dette oppnås ved å installere en friksjonsclutch mellom differensialhuset og satellittgiret, som bidrar til å forbedre overføringen av dreiemoment til hjulet som har mistet trekkraft.

En annen type differensialer er med hypoid (orm eller skrue) og spiralgir. De er betinget delt inn i tre grupper.

Den første er med hypoidgir, der hver akselaksel har sine egne satellittgir. De er kombinert med hverandre ved hjelp av sylindrisk giring, og giraksen er vinkelrett på halvaksen. Hvis det er forskjell i vinkelhastighetene til drivhjulene, kiles tannhjulene til halvaksene, friksjon dannes mellom differensialhuset og girene. Det er en delvis blokkering av differensialen og dreiemomentet overføres til akselen, hvis vinkelhastighet er mindre. Så snart hjulenes vinkelhastigheter stemmer overens, deaktiveres låsen.

Den andre er med spiralgir, der hver akselaksel også har sine egne satellittgir (de er spiralformede), men deres akser er parallelle med akselakslene. Og disse enhetene er kombinert med hverandre ved hjelp av spiralgir. Satellittene i denne mekanismen er installert i spesielle nisjer på differensialhuset. Når hjulenes vinkelhastighet er forskjellig, oppstår tannhjulene som kiler seg fast, og de, sammen med tannhjulene i nisjene til differensialhuset, blokkerer det delvis. I dette tilfellet blir dreiemomentet rettet mot akselakselen, hvis rotasjonshastighet er lavere.

Den tredje - med spiralformede tannhjul på akselakslene og spiralformede tannhjul av satellitter, som er parallelle med hverandre. Denne typen brukes i utformingen av senterdifferensialen. Takket være den planetariske utformingen av differensialen, er det mulig, ved hjelp av delvis blokkering, å flytte dreiemomentet til den akselen, hvis vinkelhastighet på hjulene er lavere. Utvalget av et slikt skifte er veldig bredt - fra 65/35 til 35/65. Når en ekvivalent rotasjonshastighet for hjulene på for- og bakakselen er etablert, låses differensialen opp.

Disse gruppene av differensialer har blitt mye brukt i bilindustrien: de er installert både på "sivile" modeller og på sportsmodeller.

Hovedformålet er å fordele, endre og overføre dreiemoment, og om nødvendig sikre rotasjon av to forbrukere med forskjellige vinkelhastigheter.

Akseldifferensial er en differensial designet for å drive drivhjulene, men hvis den er installert mellom drivakslene i et firehjulsdrevet kjøretøy - senterintervallet.

Som regel er differensialen til bilen plassert på følgende steder:

• Drivaksler i et firehjulsdrevet kjøretøy - i overføringskassen
• Drivhjulsdrift i et firehjulsdrevet kjøretøy - i veivhuset på bak- og forakselen
• Drivhjulsdrift i et forhjulsdrevet kjøretøy - i girkassen
• Drivhjul i et bakhjulsdrevet kjøretøy - bakakselhus

Differensialen er basert på en planetgirkasse. Type gir som brukes i girkassen deler betinget differensialen inn i følgende tre typer:

• Mark
• Sylindrisk
• Konisk

Snekkegir er den mest allsidige differensialen og kan installeres både mellom aksler og mellom hjul. Den sylindriske typen er som regel plassert i biler mellom akslene. Den koniske typen brukes hovedsakelig som mellomhjul.

Det er også asymmetriske og symmetriske differensialer på bilen. Den asymmetriske typen er installert mellom to drivaksler og tillater overføring av dreiemoment i forskjellige proporsjoner. Den symmetriske typen er som regel installert på hovedgirene og lar dreiemomentet overføres til to hjul med samme verdi.

Bil differensial enhet

Hovedelementene i differensialen er:

• Sidegir
• Pinion tannhjul
• Ramme

Diagram over en forhjulsdrevet bildifferensial:
1 - drevet gir av hovedgiret; 2 - et fragment av hovedutstyret; 3 - aksen til satellittene; 4 - satellitt; 5 - differensial tilfelle; 6 - høyre flensaksel; 7 - pakkboks; 8 - konisk rullelager; 9 - sidegir; 10 - venstre flensaksel; 11 - et fragment av girkassehuset.

Satellittgir, i deres operasjonsprinsipp, ligner en planetgirkasse og tjener til å koble huset og sidegiret til hverandre. Sistnevnte er på sin side forbundet med splines til drivhjulene. Ulike design bruker fire eller to satellitter, i biler det andre alternativet er mer vanlig.

Differensialkopp eller hus - hovedformålet er å overføre dreiemoment fra hovedgiret til sidegirene gjennom satellittene. Inne i den er aksen for satellittens rotasjon.

Solhjul eller semiaksiale gir - designet for å overføre dreiemoment ved hjelp av halvakser til drivhjulene. Venstre og høyre gir kan ha enten samme eller forskjellig antall tenner. I sin tur girene annet nummer tenner brukes til å danne en asymmetrisk differensial, og med samme nummer - for en symmetrisk.

Prinsippet for drift av en bildifferensial

Differensialen fungerer som følger: ved å rotere et av drivhjulene til bilen, vil det andre begynne å rotere i motsatt retning, men betingelsen for kardanakselens immobilitet må oppfylles. I dette tilfellet roterer stellittene i sine egne akser, og spiller rollen som et tannhjul.

Hvis du starter motoren og kobler inn clutchen og et hvilket som helst av girene, vil kardanakselen begynne å rotere, og overføre dreiemomentet gjennom de cylindriske og vinkelhjulene på differensialboksen.

Dermed, mens bilen beveger seg langs en buet bane, bremser det ene hjulet ned, mens det andre tvert imot øker det. Som et resultat elimineres glidning og glidning av hjulene, og hver av dem roterer med den hastigheten som er nødvendig for sikker bevegelse.

Når bilen beveger seg i en rett linje, skjer det ikke mye, og differensialen overfører dreiemoment til begge hjulene i samme forhold. De semiaksiale tannhjulene roterer med samme vinkelhastighet, siden satellittene i dette tilfellet er i stasjonær tilstand.

Når du kjører på glatte overflater, har differensialen en betydelig ulempe - den kan forårsake sidesklir på bilen, siden det glidende hjulet har lav vedheft til overflaten og det begynner å rotere på tomgang.

De enkleste bildifferensialene har en annen ulempe. Når skitt eller andre tredjepartselementer kommer mellom splines, kan dreiemomentet overføres i et annet forhold, til og med 0 til 100. Dermed vil ett hjul forbli i en helt statisk posisjon.

Moderne modeller er praktisk talt blottet for denne ulempen. Enheten deres er forskjellig manuell eller automatisk mer stiv. I mange moderne personbiler er dessuten stabiliserings- og retningsstabilitetssystemer installert, som gjør det mulig å optimalisere fordelingen av dreiemoment avhengig av bilens bane.

Hvordan differensialen fungerer - video: