Διαφορικό οχήματος. Ποικιλίες και χαρακτηριστικά λειτουργίας
περιεχόμενο
δωρεάν (χωρίς αποκλεισμό)?
με χειροκίνητη κλειδαριά?
με αυτόματο κλείδωμα.
Το διαφορικό είναι ένας μηχανισμός που μεταδίδει τη ροπή από μια πηγή σε δύο καταναλωτές. Το βασικό χαρακτηριστικό του είναι η δυνατότητα ανακατανομής ισχύος και παροχής διαφορετικών γωνιακών ταχυτήτων περιστροφής των καταναλωτών. Όσον αφορά ένα οδικό όχημα, αυτό σημαίνει ότι οι τροχοί μπορούν να λαμβάνουν διαφορετική ισχύ και να περιστρέφονται με διαφορετικές ταχύτητες μέσω του διαφορικού.
Το διαφορικό είναι ένα σημαντικό στοιχείο ενός κιβωτίου ταχυτήτων αυτοκινήτου. Ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε γιατί.
Γιατί δεν μπορείς χωρίς διαφορικό
Αυστηρά μιλώντας, μπορείτε να κάνετε χωρίς διαφορικό. Αλλά μόνο εφόσον το αυτοκίνητο κινείται σε μια άψογη διαδρομή, χωρίς να στρίβει πουθενά, και τα ελαστικά του είναι ίδια και ομοιόμορφα φουσκωμένα. Με άλλα λόγια, αρκεί όλοι οι τροχοί να διανύουν την ίδια απόσταση και να περιστρέφονται με την ίδια ταχύτητα.
Αλλά όταν το αυτοκίνητο μπαίνει σε μια στροφή, οι τροχοί πρέπει να διανύσουν διαφορετική απόσταση. Προφανώς, η εξωτερική καμπύλη είναι μεγαλύτερη από την εσωτερική καμπύλη, επομένως οι τροχοί σε αυτήν πρέπει να περιστρέφονται πιο γρήγορα από τους τροχούς στην εσωτερική καμπύλη. Όταν ο άξονας δεν οδηγεί και οι τροχοί δεν εξαρτώνται ο ένας από τον άλλο, τότε δεν υπάρχει πρόβλημα.
Ένα άλλο πράγμα είναι η κορυφαία γέφυρα. Για κανονικό έλεγχο, η περιστροφή μεταδίδεται και στους δύο τροχούς. Με την άκαμπτη σύνδεσή τους, θα είχαν την ίδια γωνιακή ταχύτητα και θα έτειναν να καλύπτουν την ίδια απόσταση σε μια στροφή. Η στροφή θα ήταν δύσκολη και θα οδηγούσε σε ολίσθηση, αυξημένη φθορά των ελαστικών και υπερβολική πίεση στο . Μέρος της ισχύος του κινητήρα θα ολισθαίνει, πράγμα που σημαίνει ότι το καύσιμο θα σπαταλάται. Κάτι παρόμοιο, αν και όχι τόσο προφανές, συμβαίνει σε άλλες καταστάσεις - όταν οδηγείτε σε ανώμαλους δρόμους, ανομοιόμορφα φορτία τροχών, ανομοιόμορφες πιέσεις ελαστικών, διαφορετικούς βαθμούς φθοράς ελαστικών.
Εδώ είναι που έρχεται στη διάσωση. Μεταδίδει περιστροφή και στους δύο άξονες, αλλά η αναλογία των γωνιακών ταχυτήτων περιστροφής των τροχών μπορεί να είναι αυθαίρετη και να αλλάζει γρήγορα ανάλογα με τη συγκεκριμένη κατάσταση χωρίς την παρέμβαση του οδηγού.
Τύποι διαφορικών
Τα διαφορικά είναι συμμετρικά και ασύμμετρα. Οι συμμετρικές συσκευές μεταδίδουν την ίδια ροπή και στους δύο κινούμενους άξονες, όταν χρησιμοποιούνται ασύμμετρες συσκευές, οι μεταδιδόμενες ροπές είναι διαφορετικές.
Λειτουργικά, τα διαφορικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως διαφορικά μεταξύ των τροχών και μεταξύ των αξόνων. Το Interwheel μεταδίδει τη ροπή στους τροχούς ενός άξονα. Σε ένα αυτοκίνητο με κίνηση στους μπροστινούς τροχούς, βρίσκεται στο κιβώτιο ταχυτήτων, σε ένα αυτοκίνητο με κίνηση στους πίσω τροχούς, στο περίβλημα του πίσω άξονα.
Σε ένα αυτοκίνητο με κίνηση σε όλους τους τροχούς, οι μηχανισμοί βρίσκονται στους στροφαλοθαλάμους και των δύο αξόνων. Εάν η τετρακίνηση είναι μόνιμη, ένα κεντρικό διαφορικό τοποθετείται επίσης στη θήκη μεταφοράς. Μεταδίδει την περιστροφή από το κιβώτιο ταχυτήτων και στους δύο κινητήριους άξονες.
Το διαφορικό του άξονα είναι πάντα συμμετρικό, αλλά το διαφορικό του άξονα είναι συνήθως ασύμμετρο, το τυπικό ποσοστό ροπής μεταξύ του μπροστινού και του πίσω άξονα είναι 40/60, αν και μπορεί να είναι διαφορετικό.
Η δυνατότητα και η μέθοδος μπλοκαρίσματος καθορίζει μια άλλη ταξινόμηση των διαφορών:
Ο αποκλεισμός μπορεί να είναι είτε πλήρης είτε μερικός.
Πώς λειτουργεί το διαφορικό και γιατί να το μπλοκάρετε
Στην πραγματικότητα, το διαφορικό είναι μηχανισμός πλανητικού τύπου. Στο απλούστερο συμμετρικό διαφορικό εγκάρσιων αξόνων, υπάρχουν τέσσερα κωνικά γρανάζια - δύο ημιαξονικοί (1) συν δύο δορυφόροι (4). Το κύκλωμα λειτουργεί με έναν δορυφόρο, αλλά ο δεύτερος προστίθεται για να κάνει τη συσκευή πιο ισχυρή. Σε φορτηγά και SUV, είναι εγκατεστημένα δύο ζεύγη δορυφόρων.
Το κύπελλο (σώμα) (5) λειτουργεί ως φορέας για δορυφόρους. Ένας μεγάλος μηχανισμός μετάδοσης κίνησης (2) είναι στερεωμένος άκαμπτα σε αυτό. Λαμβάνει ροπή από το κιβώτιο ταχυτήτων μέσω του τελικού γραναζιού μετάδοσης κίνησης (3).
Σε έναν ευθύ δρόμο, οι τροχοί, άρα και οι τροχοί τους, περιστρέφονται με την ίδια γωνιακή ταχύτητα. Οι δορυφόροι περιστρέφονται γύρω από τους άξονες των τροχών, αλλά δεν περιστρέφονται γύρω από τους δικούς τους άξονες. Έτσι, περιστρέφουν τα πλαϊνά γρανάζια, δίνοντάς τους την ίδια γωνιακή ταχύτητα.
Σε μια γωνία, ένας τροχός στο εσωτερικό (μικρότερο) τόξο έχει μεγαλύτερη αντίσταση κύλισης και επομένως την επιβραδύνει. Δεδομένου ότι το αντίστοιχο πλευρικό γρανάζι αρχίζει επίσης να περιστρέφεται πιο αργά, προκαλεί την περιστροφή των δορυφόρων. Η περιστροφή τους γύρω από τον άξονά τους οδηγεί σε αύξηση των στροφών του γραναζιού στον άξονα του εξωτερικού τροχού.
Παρόμοια κατάσταση μπορεί να προκύψει σε περιπτώσεις όπου τα ελαστικά δεν έχουν επαρκή πρόσφυση στο δρόμο. Για παράδειγμα, ο τροχός χτυπά τον πάγο και αρχίζει να γλιστράει. Ένα συνηθισμένο ελεύθερο διαφορικό θα μεταφέρει την περιστροφή εκεί όπου υπάρχει λιγότερη αντίσταση. Ως αποτέλεσμα, ο τροχός ολίσθησης θα περιστρέφεται ακόμη πιο γρήγορα, ενώ ο απέναντι τροχός θα σταματήσει πρακτικά. Ως αποτέλεσμα, το αυτοκίνητο δεν θα μπορεί να συνεχίσει να κινείται. Επιπλέον, η εικόνα δεν θα αλλάξει ριζικά στην περίπτωση της τετρακίνησης, αφού και το κεντρικό διαφορικό θα μεταφέρει όλη την ισχύ εκεί που συναντά λιγότερη αντίσταση, δηλαδή στον άξονα με ρόδα. Ως αποτέλεσμα, ακόμη και ένα τετρακίνητο αυτοκίνητο μπορεί να κολλήσει αν γλιστρήσει μόνο ένας τροχός.
Αυτό το φαινόμενο βλάπτει σοβαρά τη βατότητα οποιουδήποτε αυτοκινήτου και είναι εντελώς απαράδεκτο για οχήματα εκτός δρόμου. Μπορείτε να διορθώσετε την κατάσταση μπλοκάροντας το διαφορικό.
Τύποι κλειδαριών
Πλήρης αναγκαστικός αποκλεισμός
Μπορείτε να επιτύχετε πλήρες χειροκίνητο μπλοκάρισμα μπλοκάροντας τους δορυφόρους έτσι ώστε να τους στερήσετε τη δυνατότητα να περιστρέφονται γύρω από τον δικό τους άξονα. Ένας άλλος τρόπος είναι να εισαγάγετε το κύπελλο διαφορικού σε άκαμπτη εμπλοκή με τον άξονα του άξονα. Και οι δύο τροχοί θα περιστρέφονται με την ίδια γωνιακή ταχύτητα.
Για να ενεργοποιήσετε αυτήν τη λειτουργία, πρέπει απλώς να πατήσετε ένα κουμπί στο ταμπλό. Η μονάδα μετάδοσης κίνησης μπορεί να είναι μηχανική, υδραυλική, πνευματική ή ηλεκτρική. Αυτό το σχέδιο είναι κατάλληλο τόσο για διαφορικά μεταξύ τροχών όσο και για κεντρικά. Μπορείτε να το ενεργοποιήσετε όταν το αυτοκίνητο είναι σταματημένο και θα πρέπει να το χρησιμοποιείτε μόνο σε χαμηλή ταχύτητα όταν οδηγείτε σε ανώμαλο έδαφος. Έχοντας φύγει σε κανονικό δρόμο, η κλειδαριά πρέπει να απενεργοποιηθεί, διαφορετικά ο χειρισμός θα επιδεινωθεί αισθητά. Η κατάχρηση αυτής της λειτουργίας μπορεί να προκαλέσει ζημιά στον άξονα του άξονα ή σε σχετικά μέρη.
Μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα αυτομανδαλώμενα διαφορικά. Δεν απαιτούν παρέμβαση του οδηγού και λειτουργούν αυτόματα όταν παραστεί ανάγκη. Δεδομένου ότι το μπλοκάρισμα σε τέτοιες συσκευές είναι ατελές, η πιθανότητα βλάβης στους άξονες του άξονα είναι μικρή.
Κλείδωμα δίσκου (τριβής).
Αυτή είναι η απλούστερη έκδοση ενός αυτοασφαλιζόμενου διαφορικού. Ο μηχανισμός συμπληρώνεται με ένα σετ δίσκων τριβής. Ταιριάζουν σφιχτά μεταξύ τους και μέσω του ενός στερεώνονται άκαμπτα σε έναν από τους άξονες του άξονα και στο κύπελλο.
Ολόκληρη η δομή περιστρέφεται ως σύνολο έως ότου η ταχύτητα περιστροφής των τροχών γίνει διαφορετική. Στη συνέχεια εμφανίζεται τριβή μεταξύ των δίσκων, η οποία περιορίζει την αύξηση της διαφοράς ταχύτητας.
Παχύρρευστη σύζευξη
Μια παχύρρευστη σύζευξη (ιξώδης σύζευξη) έχει παρόμοια αρχή λειτουργίας. Μόνο εδώ οι δίσκοι με τις διατρήσεις που εφαρμόζονται σε αυτούς τοποθετούνται σε ένα σφραγισμένο κουτί, όλος ο ελεύθερος χώρος του οποίου είναι γεμάτος με υγρό σιλικόνης. Το χαρακτηριστικό του χαρακτηριστικό είναι η αλλαγή στο ιξώδες κατά την ανάμιξη. Καθώς οι δίσκοι περιστρέφονται με διαφορετικές ταχύτητες, το υγρό αναδεύεται και όσο πιο έντονη είναι η ανάδευση, τόσο πιο παχύρρευστο γίνεται το υγρό, φτάνοντας σχεδόν σε στερεή κατάσταση. Όταν η ταχύτητα περιστροφής σβήσει, το ιξώδες του ρευστού πέφτει γρήγορα και το διαφορικό ξεκλειδώνει.
Η παχύρρευστη σύζευξη έχει μάλλον μεγάλες διαστάσεις, επομένως χρησιμοποιείται πιο συχνά ως προσθήκη στο κεντρικό διαφορικό, και μερικές φορές αντί γι' αυτό, σε αυτήν την περίπτωση ως ψευδο-διαφορικό.
Η παχύρρευστη σύζευξη έχει μια σειρά από μειονεκτήματα που περιορίζουν σημαντικά τη χρήση της. Αυτά είναι η αδράνεια, η σημαντική θέρμανση και η κακή συμβατότητα με το ABS.
Θόρσεν
Το όνομα προέρχεται από το Torque Sensing, δηλαδή «αντίληψη ροπής». Θεωρείται ένα από τα πιο αποτελεσματικά αυτομανδαλώμενα διαφορικά. Ο μηχανισμός χρησιμοποιεί ατέρμονα γρανάζι. Ο σχεδιασμός έχει επίσης στοιχεία τριβής που μεταδίδουν επιπλέον ροπή όταν συμβαίνει ολίσθηση.
Υπάρχουν τρεις τύποι αυτού του μηχανισμού. Υπό κανονική έλξη δρόμου, οι ποικιλίες T-1 και T-2 λειτουργούν ως διαφορικά συμμετρικού τύπου.
Όταν ένας από τους τροχούς χάσει την πρόσφυση, το T-1 είναι σε θέση να αναδιανέμει τη ροπή σε αναλογία 2,5 προς 1 προς 6 προς 1 και ακόμη περισσότερο. Δηλαδή, ο τροχός με το καλύτερο κράτημα θα δέχεται περισσότερη ροπή από τον τροχό ολίσθησης, στην καθορισμένη αναλογία. Στην ποικιλία T-2, αυτός ο αριθμός είναι χαμηλότερος - από 1,2 έως 1 έως 3 έως 1, αλλά υπάρχει λιγότερη αντίδραση, δόνηση και θόρυβος.
Το Torsen T-3 αναπτύχθηκε αρχικά ως ασύμμετρο διαφορικό με ποσοστό μπλοκαρίσματος 20 ... 30%.
QUAIFE
Το διαφορικό Quife πήρε το όνομά του από τον Άγγλο μηχανικό που ανέπτυξε αυτή τη συσκευή. Από σχεδίαση, ανήκει στον τύπο σκουληκιών, όπως ο Thorsen. Διαφέρει από αυτό στον αριθμό των δορυφόρων και την τοποθέτησή τους. Το Quaife είναι αρκετά δημοφιλές στους λάτρεις του tuning αυτοκινήτου.
