Kereszttengelyes differenciálmű: típusok, készülék, működési elv

2024 Szerző: Erin Ralphs | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-02-19 16:30

A kereszttengely differenciálmű arra az erőátviteli mechanizmusra vonatkozik, amely elosztja a nyomatékot a hajtótengelyek között. Ezenkívül ez a mechanizmus lehetővé teszi, hogy a kerekek különböző szögsebességgel forogjanak. Ez a pillanat különösen kanyarodáskor szembetűnő. Ezenkívül ez a kialakítás lehetővé teszi a biztonságos és kényelmes mozgást száraz kemény felületen. Egyes esetekben csúszós pályán vagy terepen haladva a szóban forgó eszköz egy autó ütközőjeként játszhat. Vegye figyelembe a kereszttengelyes differenciálművek felépítésének és működésének jellemzőit.

Leírás

A differenciálmű úgy van kialakítva, hogy a hajtás típusától függően elosztja a nyomatékot a kardántengelytől az első vagy a hátsó hajtókerék tengelyei között. Ennek eredményeként a keresztirányú differenciálmű lehetővé teszi az egyes kerekek csúszásmentes elforgatását. Ez a mechanizmus közvetlen célja.

Egyenes mozgáskor, amikor a kerekek terhelése egyenletes, azonos szögsebességgel,a kérdéses egység szállítórekeszként funkcionál. A vezetési körülmények megváltozása esetén (csúszás, kanyarodás, kanyarodás) a terhelésjelző megváltozik. A tengelyek különböző fordulatszám-paraméterekkel szoktak forogni, szükségessé válik a nyomaték meghatározott arányban történő elosztása közöttük. Ebben a szakaszban a kereszttengelyes differenciálmű elkezdi ellátni fő funkcióját – garantálja a jármű manővereinek biztonságát.

Jellemzők

A figyelembe vett autóipari eszközök elrendezése a működő hajtótengelytől függ:

1. A sebességváltó házán (elsőkerék-hajtás).
2. A meghajtó hátsó tengely házán.
3. Az összkerékhajtású autók kerékközi differenciálművel vannak felszerelve mindkét tengely vázán vagy osztódobozokon (ezek adják át a munkanyomatékot a kerekek, illetve a tengelyek között).

Érdemes megjegyezni, hogy a differenciálmű a gépeken nem is olyan régen jelent meg. Az első modelleken az "önjáró" legénység rossz manőverezőképességgel rendelkezett. A kerekek azonos szögsebesség-paraméterrel történő elforgatása az egyik elem megcsúszásához vagy az útfelülethez való tapadás elvesztéséhez vezetett. A mérnökök hamarosan kifejlesztették az eszköz továbbfejlesztett módosítását, amely lehetővé teszi az irányítás elvesztésének kiegyenlítését.

A létrehozás előfeltételei

Az autók kereszttengelyes differenciálműveit O. Pekker francia tervező találta fel. Egy forgó elosztására tervezett mechanizmusbanpillanatban a fogaskerekek és a működő tengelyek jelen voltak. Arra szolgáltak, hogy a nyomatékot a motorról a hajtott kerekekre alakítsák át. Az összes előny ellenére ez a kialakítás nem oldotta meg teljesen a kerékcsúszás problémáját kanyarodáskor. Ez az egyik bevont elem tapadási elvesztésében nyilvánult meg. A pillanat különösen erős volt a jeges területeken.

Az ilyen körülmények között történő csúszás kellemetlen balesetekhez vezetett, ami további ösztönzésként szolgált egy továbbfejlesztett eszköz kifejlesztésére, amely megakadályozhatja a jármű megcsúszását. Ennek a problémának a műszaki megoldását F. Porsche dolgozta ki, aki olyan bütykös kialakítással állt elő, amely korlátozza a kerékcsúszást. Az első olyan autók, amelyek szimulált kereszttengelyes differenciálművet használtak, a Volkswagenek voltak.

Eszköz

A határoló csomópont a bolygókerekes sebességváltó elvén működik. A mechanizmus szabványos kialakítása a következő elemeket tartalmazza:

• féltengelyes fogaskerekek;
• kapcsolódó műholdak;
• munkatest tál formájában;
• főfokozat.

A váz mereven kapcsolódik a hajtott fogaskerékhez, amely a forgatónyomatékot a fő fogaskerék analógjától kapja. A műholdakon áthaladó tál a forgást a meghajtó kerekekké alakítja. A szögparaméterek sebességi módok közötti különbséget a kísérő fokozatok is biztosítják. Ugyanakkor a munkanyomaték értéke stabil marad. A hátsó keresztirányú differenciálmű a sebességnek a hajtott kerekekre való átvitelére összpontosít. SzállításAz összkerékhajtású járművek alternatív mechanizmusokkal vannak felszerelve, amelyek a tengelyekre hatnak.

fajták

A jelzett típusú mechanizmusok szerkezeti jellemzők szerint vannak felosztva, nevezetesen:

• kúpos változatok;
• hengeres opciók;
• féreghajtómű.

Ezenkívül a differenciálműveket a tengelytengelyek fogaskerekeinek fogszáma alapján szimmetrikus és aszimmetrikus változatokra osztják. A nyomaték optimális eloszlása miatt a második hengeres változatok az összkerékhajtású járművek tengelyeire vannak felszerelve.

Az első vagy hátsó hajtótengellyel rendelkező gépek szimmetrikus kúpos módosításokkal vannak felszerelve. A csigahajtómű univerzális, és minden típusú eszközhöz aggregálható. A kúpos egységek három konfigurációban képesek működni: egyenes, forgó és csúszós.

Munkaterv

Egyenes mozgás esetén az elektronikus imitációs kereszttengely-differenciálzárat a jármű kerekei közötti egyenlő terheléseloszlás jellemzi. Ebben az esetben azonos szögsebesség figyelhető meg, és a testműholdak nem forognak saját tengelyük körül. Átalakítják a tengelytengely nyomatékát egy statikus fogaskerék és a fő fogaskerék hajtott fogaskereke segítségével.

Kanyarodáskor a jármű változó ellenállási erőket és terheléseket tapasztal. A paraméterek a következőképpen oszlanak meg:

1. A kisebb sugarú belső kerék nagyobb ellenállást kap, mint a külső kerék. A megnövekedett terhelésjelző a forgási sebesség csökkenését okozza.
2. A külső kerék nagyobb pályán mozog. Ugyanakkor a szögsebesség növekedése hozzájárul a gép egyenletes, csúszásmentes fordulásához.
3. Ezeket a tényezőket figyelembe véve a kerekeknek eltérő szögsebességgel kell rendelkezniük. A belső elem műholdjai lelassítják a tengelytengelyek forgását. Ugyanez viszont egy kúpos fogaskerék elemen keresztül növeli a külső megfelelő intenzitását. Ugyanakkor a főfokozat nyomatéka stabil marad.

Csúszás és stabilitás

Az autó kerekei különböző terhelési paramétereket fogadhatnak, megcsúszhatnak és elveszítik a tapadást. Ebben az esetben az egyik elemre túlzott erőt fejtenek ki, a második pedig „üresjáraton” működik. E különbség miatt az autó mozgása kaotikussá válik, vagy teljesen leáll. E hiányosságok kiküszöbölésére használja az árfolyam-stabilitás vagy a kézi zárolás rendszerét.

A tengelytengelyek torziós nyomatékának kiegyenlítődése érdekében a műholdak működését le kell állítani, és át kell alakítani a forgást a tálból a terhelt tengelytengelyre. Ez különösen igaz a MAZ kereszttengelyes differenciálművekre és más, összkerékhajtású nehézgépjárművekre. Hasonló jellemző annak a ténynek köszönhető, hogy ha elveszíti a tapadást a négy pont valamelyikén, akkor a nyomaték mértéke nullára csökken,még akkor is, ha a gép két keréktárcsás és egy tengelyközi differenciálművel van felszerelve.

Elektronikus önblokkoló

A fent említett problémák elkerülése érdekében lehetővé teszi a részleges vagy teljes blokkolást. Ehhez önzáró analógokat használnak. A torziót a tengelytengelyek közötti különbség és a megfelelő sebességviszonyok figyelembevételével osztják el. A probléma legjobb megoldása, ha a gépet elektronikus kereszttengelyes differenciálzárral szereljük fel. A rendszer érzékelőkkel van felszerelve, amelyek a jármű mozgása közben figyelik a szükséges teljesítményt. A kapott adatok feldolgozása után a processzor kiválasztja az optimális módot a terhelés és a kerekekre és tengelyekre gyakorolt egyéb hatások korrigálására.

Ennek a csomópontnak a működési elve három fő szakaszból áll:

1. A hajtókerék csúszásának kezdetén a vezérlőegység impulzusokat kap a fordulatszám-jelzőktől, ezek elemzése után automatikusan döntés születik a működés módjáról. Ezután a szelepkapcsoló zár, és a nagynyomású analóg kinyílik. Az ABS egység szivattyúja nyomást hoz létre a csúszóelem fékhengerének munkakörében. A csúszó hajtókereket a fékfolyadék nyomásának növelésével fékezzük.
2. A második szakaszban az önblokkoló szimulációs rendszer a nyomás fenntartásával tartja fenn a fékezőerőt. A szivattyú működése és a kerékcsúszás leállítása.
3. A mechanizmus működésének harmadik szakasza magában foglalja a kerékcsúszás befejezésétegyidejű nyomáscsökkentéssel. A kapcsoló kinyílik és a nagynyomású szelep bezár.

KamAZ kereszttengelyes differenciálmű

Az alábbiakban látható ennek a mechanizmusnak a diagramja az elemek leírásával:

1 – Főtengely.

2 – Pecsét.

3 – Carter.

4, 7 - Tartó típusú alátétek.

5, 17 – Dobozok.

6 – Műhold.

8 – Zárjelző.

9 – Betöltődugó.

10 - Pneumatikus kamra.

11 – Villa.

12 – Csengetés leállítása.

13 – Sebességváltó tengelykapcsoló.

14 – Reteszelő tengelykapcsoló.

15 – Lefolyósapka.

16 – Középtengely hajtómű.

18- Kereszt.

19 - Hátsó tengely hajtómű.

20 - Rögzítőcsavar.

21, 22 - Borítás és csapágy.

Biztonság

A kereszttengelyes differenciálmű célja, hogy biztonságos és kényelmes utazást biztosítson különféle célú utakon. A vizsgált mechanizmusnak néhány fentebb jelzett hátránya veszélyes és agresszív terepen történő manőverezés során nyilvánul meg. Ezért, ha a gép kézi vezérléssel van felszerelve, azt csak megfelelő körülmények között szabad üzemeltetni. Nagyon nehéz és nem biztonságos nagy sebességű autókat használni a megadott mechanizmus nélkül, különösen nagy sebességnél autópályán.