Diferenţial pe axă transversală: tipuri, dispozitiv, principiu de funcţionare

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-19 18:19

Diferenţialul cu axele transversale se referă la mecanismul de transmisie care distribuie cuplul între arborii de antrenare. În plus, acest mecanism permite roților să se rotească cu viteze unghiulare diferite. Acest moment este vizibil mai ales la viraje. În plus, acest design face posibilă deplasarea în siguranță și confortabil pe o suprafață tare uscată. În unele cazuri, atunci când conduceți pe o pistă alunecoasă sau off-road, dispozitivul în cauză poate juca ca opritor pentru o mașină. Luați în considerare caracteristicile structurii și funcționării diferențialelor transversale.

Descriere

Diferenţialul este proiectat pentru a distribui cuplul de la arborele cardan către axele roţilor motoare din faţă sau din spate, în funcţie de tipul de antrenare. Drept urmare, diferenţialul cu axele transversale face posibilă rotirea fiecărei roţi fără alunecare. Acesta este scopul direct al mecanismului.

La deplasarea în linie dreaptă, când sarcina pe roți este uniformă cu viteze unghiulare identice,unitatea în cauză funcționează ca un compartiment de transfer. În cazul unei modificări a condițiilor de conducere (alunecare, întoarcere, întoarcere), indicatorul de sarcină se modifică. Arborii osiilor tind să se rotească cu diferiți parametri de viteză, devine necesară distribuirea cuplului între ei într-un anumit raport. În această etapă, diferenţialul cu axă transversală începe să-şi îndeplinească funcţia principală - garantarea siguranţei manevrelor vehiculului.

Funcții

Dispunerea dispozitivelor auto considerate depinde de axa motoare funcțională:

1. Pe carcasa cutiei de viteze (tracțiune față).
2. Pe carcasa axei spate.
3. Mașinile cu tracțiune integrală sunt echipate cu un diferențial între roți pe scheletele ambelor osii sau cutii de transfer (transferă momentul de lucru între roți sau, respectiv, axe).

Este de remarcat faptul că diferența de pe mașini a apărut nu cu mult timp în urmă. La primele modele, echipajele „autopropulsate” aveau o manevrabilitate slabă. Întoarcerea roților cu un parametru de viteză unghiular identic a dus la alunecarea unuia dintre elemente sau la pierderea aderenței la suprafața drumului. În curând, inginerii au dezvoltat o modificare îmbunătățită a dispozitivului, care permite nivelarea pierderii controlului.

Condiții preliminare pentru creare

Diferențialele cu axele transversale ale mașinilor au fost inventate de designerul francez O. Pekker. Într-un mecanism conceput pentru a distribui o rotațiemoment, roți dințate și arbori de lucru au fost prezente. Au servit la transformarea cuplului de la motor la roțile motoare. În ciuda tuturor avantajelor, acest design nu a rezolvat complet problema alunecării roților la viraj. Acest lucru a fost exprimat prin pierderea aderenței unuia dintre elementele acoperite. Momentul a fost deosebit de pronunțat în zonele cu gheață.

Alunecarea în astfel de condiții a dus la accidente neplăcute, care au servit ca un stimulent suplimentar pentru dezvoltarea unui dispozitiv îmbunătățit care ar putea împiedica derapajul vehiculului. Soluția tehnică la această problemă a fost dezvoltată de F. Porsche, care a venit cu un design cu came care limitează alunecarea roților. Primele mașini care au folosit un diferențial simulat pe axă transversală au fost Volkswagen.

Dispozitiv

Nodul limitator funcționează pe principiul unei cutii de viteze planetare. Designul standard al mecanismului include următoarele elemente:

• angrenaje cu semi-osie;
• sateliți asociați;
• corp de lucru sub formă de bol;
• treapta principală.

Scheletul este conectat rigid la angrenajul condus, care primește cuplul de la analogul angrenajului principal. Bolul prin sateliți transformă rotația către roțile motoare. Diferența în modurile de viteză a parametrilor unghiulari este asigurată și cu ajutorul angrenajelor însoțitoare. În același timp, valoarea momentului de lucru rămâne stabilă. Diferenţialul pe axa transversală spate este axat pe transferul vitezei către roţile motoare. TransportVehiculele cu tracțiune integrală sunt echipate cu mecanisme alternative care acționează asupra osiilor.

Soiuri

Tipurile indicate de mecanisme sunt împărțite în funcție de caracteristicile structurale, și anume:

• versiuni conice;
• opțiuni cilindrice;
• roți melcate.

În plus, diferențialele sunt împărțite la numărul de dinți ai angrenajelor arborilor de osie în versiuni simetrice și asimetrice. Datorită distribuției optime a cuplului, cele doua versiuni cu cilindri sunt montate pe osiile vehiculelor cu tracțiune integrală.

Mașinile cu punte motoare față sau spate sunt echipate cu modificări conice simetrice. Angrenajul melcat este universal și poate fi agregat cu toate tipurile de dispozitive. Unitățile conice sunt capabile să funcționeze în trei configurații: drepte, rotative și alunecare.

Schema de lucru

În mișcarea în linie dreaptă, blocarea electronică a diferențialului pe axă transversală este caracterizată printr-o distribuție egală a sarcinii între roțile vehiculului. În acest caz, se observă o viteză unghiulară identică, iar sateliții corpului nu se rotesc în jurul propriilor axe. Ele transformă cuplul pe arborele axei folosind un angrenaj static și angrenajul condus al angrenajului principal.

La viraje, vehiculul suferă forțe de rezistență și sarcini variabile. Parametrii sunt distribuiți după cum urmează:

1. Roata interioară cu rază mai mică primește mai multă rezistență decât cea exterioară. Un indicator de sarcină crescută determină o scădere a vitezei de rotație.
2. Roata exterioară se mișcă pe o cale mai mare. În același timp, o creștere a vitezei unghiulare contribuie la o rotire lină a mașinii, fără alunecare.
3. Având în vedere acești factori, roțile trebuie să aibă viteze unghiulare diferite. Sateliții elementului interior încetinesc rotația arborilor de osie. Același, la rândul său, printr-un element angrenaj conic, crește intensitatea omologul extern. În același timp, cuplul de la treapta principală rămâne stabil.

Alunecare și stabilitate

Roțile mașinii pot primi diferiți parametri de încărcare, alunecând și pierzând tracțiunea. În acest caz, se aplică o forță excesivă unui element, iar al doilea funcționează „inactiv”. Din cauza acestei diferențe, mișcarea mașinii devine haotică sau se oprește cu totul. Pentru a elimina aceste neajunsuri, utilizați sistemul de stabilitate a cursului de schimb sau de blocare manuală.

Pentru ca momentul de torsiune al arborilor axului să se uniformizeze, acțiunea sateliților ar trebui oprită și trebuie transformată rotația de la bol la arborele axului încărcat. Acest lucru este valabil mai ales pentru diferențialele MAZ cu axe transversale și alte vehicule grele cu tracțiune integrală. O caracteristică similară se datorează faptului că, dacă pierdeți aderența la unul dintre cele patru puncte, cuplul va tinde spre zero,chiar dacă mașina este echipată cu două diferențe între roți și un diferențial interax.

Autoblocare electronică

Pentru a evita problemele menționate mai sus, blocarea parțială sau completă permite. Pentru aceasta, se folosesc analogi cu autoblocare. Ele distribuie torsiunea ținând cont de diferența de pe arborii osiilor și de condițiile de viteză corespunzătoare. Cea mai bună modalitate de a rezolva problema este de a echipa mașina cu un blocare electronică a diferențialului pe axele transversale. Sistemul este echipat cu senzori care monitorizează performanța necesară în timp ce vehiculul este în mișcare. După procesarea datelor primite, procesorul selectează modul optim pentru corectarea sarcinii și a altor efecte asupra roților și osiilor.

Principiul de funcționare al acestui nod constă din trei etape principale:

1. La începutul derapajului roții motoare, unitatea de comandă primește impulsuri de la indicatoarele de viteză de rotație, după analizarea acestora se ia automat o decizie asupra modului de funcționare. Apoi, întrerupătorul de supapă se închide și analogul de în altă presiune se deschide. Pompa unității ABS creează presiune în circuitul de lucru al cilindrului de frână al elementului de alunecare. Roata motoare care alunecă este frânată prin creșterea presiunii lichidului de frână.
2. La a doua etapă, sistemul de simulare cu autoblocare menține forța de frânare menținând presiunea. Acțiunea pompei și oprirea alunecării roții.
3. A treia etapă a funcționării acestui mecanism include finalizarea alunecării roțiicu reducerea simultană a presiunii. Comutatorul se deschide și supapa de în altă presiune se închide.

Diferenţial pe axă transversală KamAZ

Mai jos este o diagramă a acestui mecanism cu o descriere a elementelor:

1 - Arborele principal.

2 - Sigiliu.

3 - Carter.

4, 7 - Mașini de spălat de tip suport.

5, 17 - Boluri de cutie.

6 - Satelit.

8 - Indicator de blocare.

9 - Dop de umplere.

10 - Cameră pneumatică.

11 - Furk.

12 - Opriți soneria.

13 - Ambreiaj cu viteze.

14 - Ambreiaj de blocare.

15 - Capac de scurgere.

16 - Roata de transmisie a axei mijlocii.

18- Cruce.

19 - Angrenaj pe puntea spate.

20 - șurub de fixare.

21, 22 - Capac și rulment.

Siguranță

Diferenţialul cu axele transversale este proiectat pentru a oferi o călătorie sigură şi confortabilă pe drumuri cu diverse scopuri. Unele dintre dezavantajele mecanismului luat în considerare, indicate mai sus, se manifestă în timpul manevrelor de teren periculoase și agresive. Prin urmare, dacă mașina este prevăzută cu un mecanism de acționare manuală, aceasta trebuie utilizată numai în condiții adecvate. Este foarte dificil și nesigur să folosești mașini de mare viteză fără mecanismul specificat, mai ales la viteze mari pe autostradă.