Piiratud diferentsiaal: kuidas see töötab?

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-02-19 14:39

Mõistet "diferentsiaalilukk" või "piiratud diferentsiaal" (iseblokeeruv) on kuulnud paljud autojuhid, kuid vaid vähesed teavad, kuidas see protsess praktikas välja näeb. Ja kui varasemad autotootjad varustasid sellise “võimaluse” peamiselt linnamaasturitega, siis nüüd võib seda leida ka üsna linnaautolt. Lisaks paigaldavad autode omanikud sageli iseblokeeritavate autode omanikud, olles aru saanud, millist kasu need toovad.

Kuid enne iselukustuva diferentsiaali toimimise mõistmist peate mõistma, kuidas see toimib ilma lukustamata.

Mis on diferentsiaal

Diferentsiaali (diff) võib õigustatult pidada auto käigukasti disaini üheks peamiseks elemendiks. Tema abiga toimub mootori tekitatud pöördemomendi ülekanne, muutmine ja jaotus paari tarbija vahel: masina samal teljel või selle telgede vahel asuvad rattad. Pealegi võib hajutatud energia voolu tugevus vajadusel olla erinev, mis tähendab, et rataste pöörlemiskiirus on erinev.

Bauto käigukasti diferentsiaali saab paigaldada: tagasilla korpusesse, käigukasti ja käigukasti, olenev alt ajamiseadme(te)st.

Neid sillale või käigukasti paigaldatud difereid nimetatakse ratastevahelisteks ja mis asuvad auto telgede vahel, vastav alt - interaxle.

Diferentsiaalne määramine

Teatavasti teeb auto sõidu ajal erinevaid manöövreid: pöördeid, reavahetusi, möödasõite jne. Lisaks võib teekattel esineda konarusi, mis tähendab, et auto rattad olenev alt olukorrast ühe ja sama ajaga suudab läbida erinevaid vahemaid. Seetõttu näiteks pööramisel, kui rataste pöörlemiskiirus teljel on sama, hakkab üks neist paratamatult libisema, mis toob kaasa rehvide kiirenemise. Kuid see pole kõige hullem. Veelgi hullem on see, et sõiduki juhitavus on oluliselt halvenenud.

Selliste probleemide lahendamiseks tulid nad välja diferentsiaaliga - mehhanismiga, mis jaotab mootorist tuleva energia ümber auto telgede vahel vastav alt veeretakistuse väärtusele: mida madalam see on, seda suurem ratta kiirus on ja vastupidi.

Diferentsiaalmehhanism

Tänapäeval on erinevusi palju erinevaid ja nende seade on üsna keeruline. Kuid tööpõhimõte on üldiselt sama, seega on lihtsam mõista kõige lihtsamat tüüpi - avatud diferentsiaali, mis koosneb järgmistest elementidest:

1. Sillavõllidele paigaldatud käigud.
2. Ajami (kroon) käik, mis on valmistatud kärbikoonuse kujul.
3. Veovõlli otsa paigaldatud veoajam, mis koos võraga moodustab peaülekande. Kuna vedav hammasratas on veoülekandest suurem, peab viimane tegema mitu pööret ümber oma telje, enne kui hammasratas teeb ainult ühe. Seetõttu on need kaks diferentsiaali elementi need, mis vähendavad lõpuks ratasteni jõudva energia hulka (kiirust).
4. Satelliidid, mis moodustavad planetaarülekande, mis mängib võtmerolli rataste pöörlemiskiiruse vajaliku erinevuse tagamisel.
5. Kohvrid.

Kuidas diferentsiaal töötab

Auto sirgjoonelise liikumise ajal pöörlevad selle teljevõllid ja seega ka rattad sama kiirusega kui veovõll koos spiraalse käiguga. Kuid pöörde ajal muutub rataste koormus erinevaks (üks neist üritab kiiremini pöörlema) ja selle erinevuse tõttu vabanevad satelliidid. Nüüd liigub mootori energia neist läbi ja kuna satelliitide paar on kaks eraldiseisvat, sõltumatut hammasratast, siis kandub telgede võllidele erinev pöörlemiskiirus. Seega jaotub mootori genereeritud võimsus rataste vahel, kuid ebaühtlaselt ja olenev alt neile mõjuvast koormusest: see, mis liigub mööda välimist raadiust, omab väiksemat veeretakistust, mistõttu diferentsiaal kannab sellele rohkem energiat, pöörleb.kiiremini.

Keskdiferentsiaali ja rattadiferentsiaali tööpõhimõttes pole vahet: tööpõhimõte on sarnane, ainult esimesel juhul suunatakse jaotatud pöördemoment sõiduki telgedele ja teisel juhul selle ratastele. asub samal teljel.

Keskdiferentsiaali vajadus muutub eriti märgatavaks autoga sõitmisel ebatasasel maastikul, kui selle kaal surub näiteks üles- või allamäge teisest madalamale teljele.

Diferentsiaalprobleem

Hoolimata asjaolust, et diferentsiaalil on auto kujunduses kindlasti suur roll, tekitab selle töö mõnikord juhile probleeme. Nimelt: kui üks ratastest on libedal teelõigul (muda, jää või lumi), siis teine, kõvemal pinnasel asuv ratas hakkab kogema suurenenud koormust, diferentsiaal püüab seda parandada, suunab mootori energiat ümber. libiseva ratta külge. Seega selgub, et see saab maksimaalselt pöörlema, samal ajal kui teine, mis hoiab maapinnast tugevasti kinni, jääb lihts alt paigale.

Just selliste probleemide lahendamiseks leiutati diferentsiaali lukustamine (keelamine).

Blokeerimise põhimõte ja selle tüübid

Olles diferentsiaali põhimõttest aru saanud, võime järeldada, et selle blokeerimisel suureneb pöördemoment parima haardumisega rattal või teljel. Seda saab teha, ühendades selle kere ühe kahest teljevõllist või peatades satelliitide pöörlemise.

Blokeerivõib olla täielik - kui diferentsiaali osad on jäig alt ühendatud. Seda tehakse reeglina nukksiduri abil ja juht juhib seda auto kabiinist spetsiaalse ajamiga. Või võib see olla osaline, sel juhul kandub ratastele üle vaid piiratud jõud – nii töötab iselukustuv diferentsiaal, mis ei vaja inimese sekkumist.

Kuidas iselukustuv diferentsiaal töötab

Iselukustuv diferentsiaal on sisuliselt kompromiss täisploki ja vaba diferentsiaali vahel ning võimaldab vähendada auto rataste libisemist nendevahelise veojõukoefitsiendi erinevuse korral. Seega suureneb oluliselt maastikusõiduvõime, juhitavus maastikul, aga ka sõiduki kiirenduse dünaamika, olenemata tee kvaliteedist.

Iselukustumine välistab rataste täislukustuse, mis kaitseb teljevõlli kriitiliste koormuste eest, mis võivad tekkida sundväljalülitatud diferentsiaalidel.

Sillalukud vabastatakse automaatselt, kui rataste kiirused sirgjoonelise sõidu ajal ühtlustuvad.

Kõige tavalisemad iseblokeeringute tüübid

Ketas iseblokeeriv on hõõrdketaste komplekt, mis on paigaldatud difraktsiooni korpuse ja teljeülekande vahele.

Sellise plokiga pole raske aru saada, kuidas diferentsiaal töötab: kui auto sõidab sirgjoonel, pöörlevad diferentsiaali kere ja mõlemad teljevõllid koos, niipea kui pöörlemiskiirustes on erinevus (ratas on vastu libedat kohta põrganud), tekib ketaste vahel hõõrdumine, mis vähendab seda. See tähendab, rataskõvale pinnasele jäämine jätkab pöörlemist, mitte ei peatu, nagu vaba diferentsiaali puhul.

Viskoosne ühendus või muidu viskoosne ühendus, nagu ka eelmine diff, sisaldab kahte pakki kettaid, ainult seekord perforeeritud, paigaldatud väikese vahega omavahel. Ühel ketaste osal on sidur kerega, teisel veovõlliga.

Kettad asetatakse anumasse, mis on täidetud räniorgaanilise vedelikuga, mis ühtlasel pöörlemisel jääb muutumatuks. Niipea, kui pakendite vahel on kiiruse erinevus, hakkab vedelik kiiresti ja tugev alt paksenema. Perforeeritud pindade vahel on takistus. Liiga lahti keeratud pakend aeglustub ja pöörlemiskiirus ühtlustub.

Hammastega (kruvi, uss) iseblokeering. Selle töö põhineb ussipaari võimel kiiluda ja seeläbi blokeerida teljevõllid, kui neil tekib pöördemomendi erinevus.

Kaamera iseblokeerimine. Seda tüüpi diferentsiaalide toimimise mõistmiseks piisab, kui kujutada ette avatud diferentsiaali, millesse planetaarülekandemehhanismi asemel on paigaldatud hammasratta (nukk) paarid. Nukid pöörlevad (hüppavad), kui rataste kiirused on peaaegu samad, ja on kõvasti lukustatud (kiilunud) kohe, kui üks neist hakkab libisema.

Keskdiferentsiaali ja ratastevahelise diferentsiaali lukustuse toimimises pole vahet - tööpõhimõte on sama, erinevusedainult lõpp-punktides: esimesel juhul - kaks telge, teisel - kaks ratast, mis on paigaldatud samale teljele.

Kodumaine "Niva" ja selle diferentsiaalid

Niva hõivab kodumaiste VAZide reas erilise koha: erinev alt konveieri "sugulastest" on see auto varustatud mittelülitava nelikveoga.

VAZ-maasturi käigukasti on paigaldatud kolm diferentsiaali: ratastevahelised diferentsiaalid igal teljel ja telgedevahelised diferentsiaalid ülekandekorpusesse. Vaatamata sellisele arvule ei pea te uuesti välja mõtlema, kuidas Niva diferentsiaalid töötavad. Kõik on täpselt sama, mis eespool kirjeldatud. See tähendab, et masina sirgjoonelise liikumise ajal, eeldusel, et rattad ei libise, jaotub nendevaheline veojõud ühtlaselt ja sellel on sama väärtus. Kui üks ratas hakkab libisema, suunatakse kogu mootorist tulev energia, mis läbib diferentsi, sellele rattale.

Niva diferentsiaalilukk

Enne kui räägime Niva diferentsiaaliluku toimimisest, tuleb märkida üks punkt, nimelt ülekandekorpuse eesmise (väikese) käepideme otstarbe selgitamiseks.

Mõned juhid usuvad, et selle abiga lülitatakse autos sisse esivedu - see pole nii: nii Niva esi- kui ka tagavedu on alati sisse lülitatud ja see käepide juhib ülekannet juhtumite erinevus. See tähendab, et kui see on seatud asendisse "edasi", töötab diferentsiaal normaalselt ja millal"tagasi" – välja.

Ja nüüd otse luku kohta: kui diferentsiaal on välja lülitatud, suletakse ülekandekorpuse võllid siduriga, võrdsustades sellega sunniviisiliselt nende pöörlemiskiirused, see tähendab, et esitelje rataste kogukiirus on võrdne tagatelje kogukiirus. Tõukejõu jaotus toimub suurema takistuse suunas. Oletame, et tagumine ratas libiseb, kui lukk sisse keerata, läheb veojõud esisillale, mille rattad venitavad autot välja, aga kui ka esiratas libiseb koos tagarattaga, siis Niva ei tule ise välja.

Selle vältimiseks paigaldavad autojuhid sildadele iseblokeeringuid, mis aitavad kinnikiilunud autot välja tõmmata. Siiani on Niva omanike seas populaarseim Nesterovi diferentsiaal.

Nesterovi eneseblokeering

Selle populaarsuse saladus peitub Nesterovi diferentsiaali tööviisis.

Diferentsiaali konstruktsioon võimaldab mitte ainult optimaalselt reguleerida auto rataste nurkkiirust manöövrite tegemisel, vaid ka ratta libisemise või rippumise korral annab seade sellele minimaalse energiahulga mootorist. Pealegi on iseblokeerija reaktsioon liiklusolukorra muutumisele peaaegu hetkeline. Lisaks parandab Nesterovi diferentsiaal oluliselt auto juhitavust ka libedatel pööretel, suurendab suunastabiilsust, suurendab kiirenduse dünaamikat (eriti talvel) ja vähendab kütusekulu. Ja seadme paigaldamine ei nõua midagimuutub ülekande konstruktsioonis ja paigaldatakse samamoodi nagu klassikaline diff.

Diferentsiaal on leidnud rakendust mitte ainult autotehnoloogias, vaid osutus väga kasulikuks ka motoplokkidel, hõlbustades oluliselt selle omanike elu.

Motoploki diferentsiaal

Motoblokk - seade on üsna raske ja selle lihts alt pööramine nõuab palju pingutust ning rataste reguleerimata pöörlemisnurkkiiruse korral muutub see veelgi keerulisemaks. Seetõttu ostavad ja paigaldavad nende masinate omanikud need iseseisv alt, kui need ei olnud algselt projekteerimisega ette nähtud.

Kuidas möödasõidutraktori diferentsiaal töötab? Tegelikult võimaldab see ainult autot hõlps alt pöörata, peatades ühe ratta.

Selle teine funktsioon, mis ei ole seotud jõu ümberjaotamisega, on teljevahe suurendamine. Diferentsiaali konstruktsioon võimaldab seda kasutada teljepikendusena, mis muudab tagantkäiva traktori manööverdusvõimelisemaks ja vastupidavamaks ümberminekule, eriti kurvides.

Ühesõnaga, diferentsiaal on väga kasulik ja asendamatu asi ning selle blokeerimine tõstab oluliselt auto läbimisvõimet.