Korlátozott differenciálmű: hogyan működik?

2024 Szerző: Erin Ralphs | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-02-19 16:36

A „differenciálzár” vagy „korlátozott differenciálmű” (önblokkoló) kifejezést sok autós hallotta, de csak kevesen tudják, hogyan néz ki ez a folyamat a gyakorlatban. És ha a korábbi autógyártók főként SUV-okkal szerelték fel ezt az „opciót”, most egy városi autón is megtalálható. Ezenkívül gyakran az önblokkolóval fel nem szerelt autók tulajdonosai, miután megértették, milyen előnyökkel járnak, maguk telepítik azokat.

De mielőtt megértené az önzáró differenciálmű működését, meg kell értenie, hogyan működik zárás nélkül.

Mi az a differenciálmű

A differenciálmű (diff) méltán tekinthető az autó sebességváltó kialakításának egyik fő elemének. Segítségével a motor által termelt nyomaték átvitele, megváltoztatása, elosztása egy fogyasztópár között történik: a gép azonos tengelyén vagy tengelyei között elhelyezkedő kerekek között. Ezenkívül az elosztott energia áramlásának erőssége, ha szükséges, eltérő lehet, ami azt jelenti, hogy a kerekek forgási sebessége eltérő.

Bautó sebességváltó diff beszerelhető: a hátsó tengely házába, a sebességváltóba és az osztóműbe, a meghajtó berendezés(ek)től függően.

Azokat a diffúzorokat, amelyek a hídba vagy a sebességváltóba vannak beszerelve, interwheel-nek nevezzük, és amelyek az autó tengelyei között, illetve interaxle között helyezkednek el.

Differenciális hozzárendelés

Mint ismeretes, az autó vezetés közben különféle manővereket hajt végre: kanyarokat, sávváltásokat, előzéseket stb. Ezen kívül az útfelületen előfordulhatnak egyenetlenségek, ami azt jelenti, hogy az autó kerekei a helyzettől függően, egy és ugyanabban az időben különböző távolságokat tehet meg. Ezért például forduláskor, ha a tengelyen lévő kerekek forgási sebessége azonos, akkor az egyik elkerülhetetlenül csúszni kezd, ami a gumiabroncsok felgyorsult kopásához vezet. De nem ez a legrosszabb. Sokkal rosszabb, hogy a jármű kezelhetősége jelentősen csökken.

Az ilyen problémák megoldására egy differenciálművet dolgoztak ki - egy olyan mechanizmust, amely a motorból származó energiát újraelosztja az autó tengelyei között a gördülési ellenállás értékének megfelelően: minél alacsonyabb, annál nagyobb a kerék fordulatszáma lesz, és fordítva.

Differenciális mechanizmus

Ma már sokféle diff létezik, és az eszközük meglehetősen összetett. A működési elv azonban általában ugyanaz, így könnyebb lesz megérteni a legegyszerűbb típust - egy nyitott differenciálművet, amely a következő elemekből áll:

1. Tengelytengelyekre szerelt fogaskerekek.
2. Meghajtott (korona) hajtómű, csonka kúp formájában.
3. A hajtótengely végére szerelt hajtómű, amely a koronával együtt a fő fogaskereket alkotja. Mivel a hajtott fogaskerék nagyobb, mint a hajtó fogaskerék, az utóbbinak több fordulatot kell tennie a tengelye körül, mielőtt a fogaskerék csak egyet hajtana végre. Ezért a differenciálműnek ez a két eleme csökkenti azt az energiát (sebességet), amely végül eléri a kerekeket.
4. A bolygóművet alkotó műholdak, amelyek kulcsszerepet játszanak a kerekek forgási sebessége közötti szükséges különbség biztosításában.
5. Tokok.

A differenciálmű működése

Az autó egyenes vonalú mozgása során a tengelyek tengelyei, és így a kerekek is, ugyanolyan sebességgel forognak, mint a hajtótengely a csavarmenettel. De a kanyar során a kerekek terhelése eltérő lesz (az egyik gyorsabban próbál pörögni), és ennek a különbségnek köszönhetően a műholdak felszabadulnak. Most a motor energiája halad át rajtuk, és mivel egy pár műhold két különálló, független fogaskerék, eltérő forgási sebességet továbbítanak a tengelytengelyekre. Így a motor által termelt teljesítmény a kerekek között, de egyenetlenül, és a rájuk ható terheléstől függően oszlik meg: ami a külső sugár mentén mozog, az kisebb gördülési ellenállást tapasztal, így a difi több energiát ad át neki, pörög.gyorsabb.

Nincs különbség a középső differenciálmű és a kerékdifferenciálmű működésében: a működési elv hasonló, csak az első esetben az elosztott nyomaték a jármű tengelyeire, a másodikban pedig a kerekeire irányul. ugyanazon a tengelyen található.

A középső differenciálmű szükségessége különösen akkor válik észrevehetővé, ha egy autót egyenetlen terepen vezetünk, amikor például emelkedőn vagy lejtőn a súlya a másiknál alacsonyabb tengelyt nyomja.

Differenciális probléma

Annak ellenére, hogy a differenciálmű minden bizonnyal nagy szerepet játszik az autó kialakításában, működése időnként problémákat okoz a vezetőnek. Nevezetesen: amikor az egyik kerék csúszós útszakaszon (sár, jég vagy hó) van, akkor a másik, keményebb talajon elhelyezkedő kerék megnövekedett terhelést kezd tapasztalni, a differenciálmű ezt próbálja kijavítani, átirányítja a motor energiáját a csúszó kerékhez. Így kiderül, hogy maximális forgást kap, míg a másik, amely szorosan tapad a talajra, egyszerűen mozdulatlan marad.

Éppen az ilyen problémák megoldására találták ki a differenciálmű reteszelését (letiltását).

A blokkolás elve és típusai

A differenciálmű elvét megértve arra a következtetésre juthatunk, hogy ha blokkolja, akkor a legjobb tapadású keréken vagy tengelyen megnő a nyomaték. Ez megtehető úgy, hogy a testét a két tengely egyikéhez csatlakoztatja, vagy leállítja a műholdak forgását.

Blockteljes lehet - ha a differenciálmű alkatrészei mereven vannak összekötve. Ezt általában egy bütykös tengelykapcsoló segítségével hajtják végre, és a vezető vezérli az autó fülkéjéből származó speciális meghajtáson keresztül. Vagy lehet részleges is, ilyenkor csak korlátozott erő jut át a kerekekre – így működik egy önzáró differenciálmű, ami nem igényel emberi beavatkozást.

Hogyan működik az önzáró differenciálmű

Az önzáró differenciálmű lényegében a teljes blokk és a szabad differenciálmű közötti kompromisszum, és lehetővé teszi az autó kerekeinek csúszását a köztük lévő tapadási együttható eltérése esetén. Így a terepjáró képesség, a terepvezetés, valamint a jármű gyorsulásának dinamikája jelentősen megnő, függetlenül az út minőségétől.

Az önreteszelő funkció kiküszöböli a kerék teljes blokkolását, ami megvédi a tengelytengelyeket a kényszerített differenciálműveknél előforduló kritikus terhelésektől.

A tengelyreteszelések automatikusan feloldódnak, ha a keréksebesség kiegyenlítődik egyenes menet közben.

Az önblokkolók leggyakoribb típusai

A tárcsa önblokkoló súrlódó (dörzsölő) tárcsák egy készlete, amelyet a differenciálmű háza és a tengely fogaskereke közé szerelnek.

Nem nehéz megérteni, hogyan működik egy differenciálmű egy ilyen blokknál: miközben az autó egyenesben halad, a differenciálmű karosszériája és a két tengelytengely együtt forog, amint fordulatszámbeli különbség van (a kerék csúszós területet ért), súrlódás lép fel a tárcsák között, csökkentve azt. Vagyis a kerékkemény talajon maradva tovább forog, nem pedig megáll, mint a szabad differenciálmű esetében.

A viszkózus tengelykapcsoló, vagy másképpen viszkózus tengelykapcsoló, valamint az előző diff két csomag korongot tartalmaz, csak ezúttal perforálva, kis réssel egymás közé szerelve. A tárcsák egyik része a házzal, a másik a hajtótengellyel van összekötve.

A korongokat szerves szilícium folyadékkal töltött edénybe helyezik, amely egyenletesen forgatva változatlan marad. Amint sebességkülönbség van a csomagok között, a folyadék gyorsan és erősen sűrűsödni kezd. A perforált felületek között ellenállás van. A túlzottan elcsavarodott csomag így lelassul, és a forgási sebesség egyenletes lesz.

Fogas (csavar, csiga) önblokkoló. Munkája azon alapul, hogy a csigapár képes beékelni és ezáltal blokkolni a tengelytengelyeket, ha nyomatékkülönbség lép fel rajtuk.

Kamera önblokkoló. Az ilyen típusú differenciálmű működésének megértéséhez elegendő egy nyitott differenciálművet elképzelni, amelyben a bolygókerekes hajtómű helyett fogaskerékpárok (bütyök) vannak beépítve. A bütykök forognak (ugrálnak), ha a kerekek fordulatszáma közel azonos, és erősen reteszelődnek (elakadnak), amint az egyik elkezd csúszni.

Nincs különbség a középső differenciálmű és a kerékközi differenciálmű reteszelésének működésében - a működési elv ugyanaz, a különbségekcsak a végpontokon: az első esetben - két tengely, a másodikban - két kerék ugyanarra a tengelyre szerelve.

Hazai "Niva" és differenciálművei

A Niva különleges helyet foglal el a hazai VAZ-ok sorában: a futószalagon lévő „rokonaival” ellentétben ez az autó nem kapcsolható összkerékhajtással van felszerelve.

Három differenciálmű van beépítve a VAZ SUV sebességváltójába: kerékközi differenciálművek minden tengelyen, és interaxális differenciálmű az osztóműben. Egy ilyen szám ellenére nem kell újra kitalálnia, hogyan működnek a Niva differenciálművei. Minden pontosan ugyanaz, mint fentebb leírtuk. Vagyis a gép egyenes vonalú mozgása során, feltéve, hogy a kerekeken nincs csúszás, a köztük lévő vonóerő egyenletesen oszlik el és azonos értékű. Amikor az egyik kerék elkezd megcsúszni, a motorból származó összes energia, amely a diffúzorokon áthalad, erre a kerékre irányul.

Niva differenciálzár

Mielőtt a Niva differenciálzár működéséről beszélnénk, egy dolgot érdemes megjegyezni, mégpedig az osztómű elülső (kis) fogantyújának rendeltetésének tisztázása érdekében.

Egyes sofőrök úgy vélik, hogy segítségével az elsőkerék-hajtás be van kapcsolva az autóban - ez nem így van: a Niva első és hátsó kerékhajtása mindig be van kapcsolva, és ez a fogantyú vezérli az átvitelt esetkülönbség. Vagyis amíg "előre" állásban van, a diff normálisan működik, és mikor"vissza" - ki.

És most közvetlenül a reteszelésről: a differenciálmű kikapcsolásakor az osztómű tengelyeit egy tengelykapcsoló zárja, ezáltal erőszakosan kiegyenlíti a forgási sebességüket, vagyis az első tengely kerekeinek teljes sebessége megegyezik a hátsó tengely teljes sebessége. A tolóerő eloszlása a nagyobb ellenállás irányába történik. Mondjuk a hátsó kerék csúszik, ha bekapcsolod a zárat, akkor a vonóerő az első tengelyre megy, aminek a kerekei feszítik az autót, de ha az első kerék is csúszik a hátsó kerékkel együtt, akkor a Niva nem fog kijutni magától.

Annak megelőzése érdekében, hogy ez megtörténjen, az autósok önblokkolókat szerelnek fel a hidakba, hogy segítsenek kihúzni egy elakadt autót. A mai napig a Niva tulajdonosok körében a legnépszerűbb a Nesterov differenciálmű.

Neszterov önblokkolása

Népszerűségének titka a Neszterov differenciálmű működésében rejlik.

A differenciálmű kialakítása nemcsak az autó kerekeinek szögsebességének optimális beállítását teszi lehetővé manőverek végrehajtásakor, hanem a kerék megcsúszása vagy lógása esetén is a készülék minimális energiát ad neki. a motortól. Ráadásul az önblokkoló reakciója a forgalmi helyzet megváltozására szinte azonnali. Emellett a Nesterov differenciálmű jelentősen javítja az autó irányíthatóságát még csúszós kanyarokban is, növeli az iránystabilitást, növeli a gyorsulási dinamikát (főleg télen), és csökkenti az üzemanyag-fogyasztást. A készülék telepítése pedig nem igényel semmitmegváltozik a sebességváltó kialakítása, és ugyanúgy telepíthető, mint a klasszikus diff.

A differenciálmű nemcsak az autótechnikában talált alkalmazásra, hanem nagyon hasznosnak bizonyult a motorblokkok esetében is, nagyban megkönnyítve a tulajdonosok életét.

Differenciál a motoblokkhoz

Motoblokk - az egység meglehetősen nehéz, és sok erőfeszítést igényel az egyszerű elfordítás, és a kerekek szabályozatlan szögsebessége esetén ez még nehezebbé válik. Ezért ezeknek a gépeknek a tulajdonosai, ha a diffeket eredetileg a tervezés nem biztosította, maguk vásárolják meg és telepítik azokat.

Hogyan működik a mögöttes traktor differenciálmű? Valójában csak az autó könnyű fordulását teszi lehetővé, megállítva az egyik kereket.

A másik funkciója, amely nem kapcsolódik az erő újraelosztásához, a tengelytáv növelése. A differenciálmű kialakítása lehetővé teszi a tengelyhosszabbítóként való használatát, ami a mögöttes traktort manőverezhetőbbé teszi, és ellenáll a borulásnak, különösen kanyarodáskor.

Egyszóval a differenciálmű nagyon hasznos és pótolhatatlan dolog, blokkolása pedig jelentősen növeli az autó terepjáró képességét.