Diferenţial limitat: cum funcţionează?

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-19 18:20

Termenul „blocare diferențial” sau „diferențial limitat” (autoblocare) a fost auzit de mulți șoferi, dar doar câțiva știu cum arată acest proces în practică. Și dacă producătorii auto anteriori au echipat o astfel de „opțiune” în principal cu SUV-uri, acum poate fi găsită și pe o mașină destul de urbană. În plus, adesea proprietarii de mașini care nu sunt echipate cu autoblocuri, după ce au înțeles ce beneficii aduc, le instalează singuri.

Dar înainte de a înțelege cum funcționează un diferențial cu autoblocare, trebuie să înțelegeți cum funcționează fără blocare.

Ce este diferența

Diferenţialul (diferenţialul) poate fi considerat pe bună dreptate unul dintre elementele principale ale designului transmisiei auto. Cu ajutorul acestuia are loc transmisia, schimbarea și distribuția cuplului produs de motor între o pereche de consumatori: roți situate pe aceeași axă a mașinii sau între axele acesteia. Mai mult, puterea fluxului de energie distribuită, dacă este necesar, poate fi diferită, ceea ce înseamnă că viteza de rotație a roților este diferită.

BDiferența transmisiei auto poate fi instalată: în carcasa punții spate, cutie de viteze și cutie de transfer, în funcție de dispozitivul(ele) de acționare.

Acele diferențe care sunt instalate în pod sau cutie de viteze se numesc interroți, și care se află între axele mașinii, respectiv - interaxle.

Atribuire diferențială

După cum știți, o mașină efectuează diverse manevre în timpul mersului: viraje, schimbări de bandă, depășiri etc. În plus, suprafața drumului poate conține denivelări, ceea ce înseamnă că roțile mașinii, în funcție de situație, în același timp poate parcurge distanțe diferite. Prin urmare, de exemplu, la întoarcere, dacă viteza de rotație a roților de pe axă este aceeași, atunci una dintre ele va începe inevitabil să alunece, ceea ce va duce la uzura accelerată a anvelopelor. Dar asta nu este cel mai rău. Mult mai rău, manevrabilitatea vehiculului este mult redusă.

Pentru a rezolva astfel de probleme, au venit cu un diferențial - un mecanism care va redistribui energia care vine de la motor între osiile mașinii în funcție de valoarea rezistenței la rulare: cu cât este mai mică, cu atât este mai mare. viteza roții va fi și invers.

Mecanism diferențial

Astăzi, există multe varietăți de diferențe, iar dispozitivul lor este destul de complex. Cu toate acestea, principiul de funcționare este în general același, așa că va fi mai ușor de înțeles cel mai simplu tip - un diferențial deschis, care constă din următoarele elemente:

1. Roți dințate montate pe arbori de osie.
2. Angrenaj condus (coroană), realizat sub formă de trunchi de con.
3. Un angrenaj de antrenare montat la capătul arborelui de antrenare, care împreună cu coroana formează angrenajul principal. Deoarece angrenajul condus este mai mare decât angrenajul antrenant, acesta din urmă va trebui să facă mai multe rotații în jurul axei sale înainte ca angrenajul inelar să efectueze doar una. Prin urmare, aceste două elemente ale diferenţialului reduc cantitatea de energie (viteza) care ajunge în cele din urmă la roţi.
4. Sateliții care formează angrenajul planetar, care joacă un rol cheie în asigurarea diferenței necesare în viteza de rotație a roților.
5. cazuri.

Cum funcționează diferența

În timpul mișcării rectilinie a mașinii, arborii de osie și, prin urmare, roțile, se rotesc cu aceeași viteză ca și arborele de antrenare cu angrenajul său elicoidal. Dar în timpul virajului, sarcina pe roți devine diferită (una dintre ele încearcă să se învârtească mai repede), iar din cauza acestei diferențe, sateliții sunt eliberați. Acum, energia motorului trece prin ele și, deoarece o pereche de sateliți sunt două roți dințate separate, independente, o viteză de rotație diferită este transmisă arborilor de osie. Astfel, puterea generată de motor este distribuită între roți, dar neuniform, și în funcție de sarcina care acționează asupra acestora: ceea ce se mișcă de-a lungul razei exterioare are o rezistență mai mică la rulare, astfel încât diferența îi transferă mai multă energie, rotindu-se.mai rapid.

Nu există nicio diferență în modul în care funcționează diferențialul central și diferențialul roții: principiul de funcționare este similar, doar în primul caz, cuplul distribuit este direcționat către axele vehiculului, iar în al doilea - către roțile acestuia situat pe aceeași axă.

Nevoia de diferenţial central devine deosebit de vizibilă atunci când conduceţi o maşină pe teren accidentat, atunci când greutatea acesteia apasă pe osia care este mai jos decât ceal altă, de exemplu, în urcare sau în coborâre.

Problemă diferențială

În ciuda faptului că diferențialul joacă cu siguranță un rol important în designul mașinii, funcționarea acestuia creează uneori probleme șoferului. Și anume: atunci când una dintre roți se află pe o porțiune alunecoasă a drumului (noroi, gheață sau zăpadă), atunci ceal altă, situată pe un teren mai dur, începe să experimenteze o sarcină crescută, diferența încearcă să remedieze acest lucru, redirecționează energia motorului la roata culisanta. Astfel, se dovedește că primește rotație maximă, în timp ce celăl alt, care are o prindere strânsă de sol, rămâne pur și simplu staționar.

Tocmai pentru a rezolva astfel de probleme a fost inventată blocarea (dezactivarea) diferenţialului.

Principiul blocării și tipurile sale

După ce am înțeles principiul diferențialului, putem concluziona că dacă îl blocați, atunci cuplul va crește pe roata sau axa care are cea mai bună aderență. Acest lucru se poate face prin conectarea corpului său la unul dintre cei doi arbori de osie sau prin oprirea rotației sateliților.

Blocațipoate fi completă - atunci când părțile diferențialului sunt conectate rigid. Se efectuează, de regulă, cu ajutorul unui ambreiaj cu came și este controlat de șofer printr-o acționare specială din cabina mașinii. Sau poate fi parțial, caz în care doar o forță limitată este transmisă roților - așa funcționează un diferențial cu autoblocare, care nu necesită intervenție umană.

Cum funcționează un diferențial cu autoblocare

Diferenţialul cu autoblocare este, în esenţă, un compromis între blocul complet şi diferenţa liberă şi vă permite să reduceţi alunecarea roţilor maşinii în cazul unei diferenţe de coeficient de tracţiune între ele. Astfel, capacitatea de cross-country, manevrabilitatea off-road, precum și dinamica accelerației vehiculului sunt semnificativ crescute, indiferent de calitatea drumului.

Autoblocarea elimină blocarea completă a roților, care protejează arborii osiilor de sarcinile critice care pot apărea pe diferențialele forțate.

Blocarea axelor este eliberată automat dacă vitezele roților se egalează în timpul conducerii în linie dreaptă.

Cele mai frecvente tipuri de autoblocări

Auto-blocarea discului este un set de discuri de frecare (frecare) instalate între corpul diferenţialului şi angrenajul axei.

Nu este greu de înțeles cum funcționează un diferențial cu un astfel de bloc: în timp ce mașina circulă în linie dreaptă, corpul diferenţialului și ambii arbori ai punții se rotesc împreună, de îndată ce există o diferență de viteză de rotație (roata a lovit o zonă alunecoasă), apare frecarea între discuri, reducând-o. Adică roatarămânând pe teren dur va continua să se rotească, mai degrabă decât să se oprească, ca în cazul unui diferențial liber.

Cuplajul vâscos, sau altfel cuplajul vâscos, precum și diferența anterioară, conține două pachete de discuri, doar că de data aceasta perforate, instalate între ele cu un spațiu mic. O parte a discurilor are un ambreiaj cu corp, ceal altă cu arborele de antrenare.

Discurile sunt plasate într-un recipient umplut cu un lichid organosiliciu, care, atunci când este rotit uniform, rămâne neschimbat. De îndată ce există o diferență de viteză între pachete, lichidul începe să se îngroașe rapid și puternic. Există rezistență între suprafețele perforate. Un pachet excesiv de nerăsucit este astfel încetinit, iar viteza de rotație este nivelată.

Autoblocare dintate (șurub, vierme). Funcționarea sa se bazează pe capacitatea perechii melcate de a se înclina și, prin urmare, de a bloca arborii de osie atunci când apare o diferență de cuplu asupra lor.

Autoblocarea camerei. Pentru a înțelege cum funcționează acest tip de diferențial, este suficient să ne imaginăm un diferențial deschis, în care perechile de angrenaje (cam) sunt instalate în locul unui mecanism de angrenaj planetar. Camele se rotesc (sar) când vitezele roților sunt aproape aceleași și sunt blocate (blocate) imediat ce una dintre ele începe să alunece.

Nu există nicio diferență în modul în care funcționează blocarea diferențialului central și a diferențialului între roți - principiul de funcționare este același, diferențelenumai la punctele de capăt: în primul caz - două axe, în al doilea - două roți montate pe aceeași axă.

„Niva” internă și diferențele sale

Niva ocupă un loc special în linia VAZ-urilor autohtone: spre deosebire de „rudele” sale de pe linia de asamblare, această mașină este echipată cu tracțiune integrală necomutabilă.

În transmisia SUV-ului VAZ sunt instalate trei diferențiale: diferențiale interroți pe fiecare axă și diferențiale interaxiale în cutia de transfer. În ciuda unui astfel de număr, nu va trebui să vă dați seama cum funcționează din nou diferențele de pe Niva. Totul este exact la fel ca cel descris mai sus. Adică, în timpul mișcării rectilinie a mașinii, cu condiția să nu existe alunecare pe roți, forța de tracțiune dintre ele este distribuită uniform și are aceeași valoare. Când una dintre roți începe să alunece, atunci toată energia din motor, care trece prin diferențe, este direcționată către această roată.

Blocare diferențială Niva

Înainte de a vorbi despre modul în care funcționează blocarea diferențialului la Niva, trebuie remarcat un punct, și anume, acela de a clarifica scopul mânerului frontal (mic) al cutiei de transfer.

Unii șoferi cred că, cu ajutorul lui, tracțiunea față este activată în mașină - nu este așa: atât tracțiunea față, cât și cea spate a Niva sunt întotdeauna cuplate, iar acest mâner controlează transferul diferenţial de caz. Adică, în timp ce este setat în poziția „înainte”, diferența funcționează normal și când„înapoi” - dezactivat.

Și acum direct despre blocare: când diferențialul este oprit, arborii cutiei de transfer sunt închise de un ambreiaj, egalându-și astfel vitezele de rotație, adică viteza totală a roților axei din față este egală cu viteza totală a axei spate. Distribuția forței are loc în direcția rezistenței mai mari. Să presupunem că roata din spate alunecă, dacă porniți blocarea, forța de tracțiune va merge spre axa față, ale cărei roți vor întinde mașina, dar dacă și roata din față alunecă împreună cu roata din spate, atunci Niva nu va ieși de la sine.

Pentru a preveni acest lucru, șoferii instalează autoblocuri în poduri pentru a ajuta la scoaterea unei mașini blocate. Până în prezent, cel mai popular printre proprietarii Niva este diferența Nesterov.

autoblocarea lui Nesterov

Secretul popularității sale constă în modul în care funcționează diferenţialul Nesterov.

Designul diferențialului permite nu numai reglarea optimă a vitezei unghiulare a roților mașinii la efectuarea manevrelor, ci și în cazul alunecării sau atârnării roții, dispozitivul îi conferă o cantitate minimă de energie. de la motor. Mai mult, reacția autoblocului la o schimbare a situației traficului este aproape instantanee. În plus, diferențial Nesterov îmbunătățește semnificativ manevrabilitatea mașinii chiar și în viraje alunecoase, crește stabilitatea direcțională, crește dinamica accelerației (mai ales iarna) și reduce consumul de combustibil. Și instalarea dispozitivului nu necesită niciunulse modifică în designul transmisiei și este instalat în același mod ca și clasicul dif.

Diferenţialul şi-a găsit aplicaţie nu numai în tehnologia auto, ci s-a dovedit a fi foarte util pe motoblocuri, facilitând foarte mult viaţa proprietarilor săi.

Diferenţial pentru motoblock

Motoblock - unitatea este destul de grea și este nevoie de mult efort pentru a o întoarce pur și simplu, iar cu o viteză unghiulară neregulată de rotație a roților, acest lucru devine și mai dificil. Prin urmare, proprietarii acestor mașini, dacă diferențele nu au fost prevăzute inițial de proiectare, le achiziționează și le instalează pe cont propriu.

Cum funcționează un diferențial de tractor pe jos? De fapt, oferă doar o întoarcere ușoară a mașinii, oprind una dintre roți.

Ceal altă funcție a acesteia, care nu are legătură cu redistribuirea puterii, este creșterea ampatamentului. Designul diferenţialului prevede utilizarea sa ca extensie a osiilor, ceea ce face ca tractorul cu mers pe jos să fie mai manevrabil şi mai rezistent la răsturnare, mai ales la viraje.

Într-un cuvânt, diferența este un lucru foarte util și de neînlocuit, iar blocarea lui crește semnificativ capacitatea mașinii de cross-country.