Diferenciál - co to je? Jaký je diferenciál pro vozidlo a jak je navržen

Každé moderní vozidlo obsahuje mnoho užitečných a nezbytných komponentů a sestav, které zajišťují výkonnost vozidla. Mnohé z nich jsou zodpovědné za přenos krouticího momentu z pohonné jednotky na kola, se značnou rolí pro diferenciál. To je uzel, bez něhož by pneumatiky klouzaly na každém kole. Aby se tomu zabránilo, kola se otáčejí různými úhlovými rychlostmi. To je o tom jen mluvit v tomto článku.

Jaké zvíře je tohle?

Jaký je mechanismus tohoto rozdílu? Přenáší točivý moment z převodovky (převodovky) a současně je veškerý výkon rozdělen rovnoměrně mezi hnací kola. Ale jsou chvíle, kdy je tato rovnováha narušena, o čemž později. Hlavním cílem diferenciálu je umožnit otáčení hnacích kol s různými úhlové rychlostí.

Pokud je v převodovce vozidla pouze jedna hnací náprava, je tento mechanismus umístěn mezi pohony kol a je označován jako převodovka s křížovou nápravou. U vozidel s pohonem všech kol je jednotka již umístěna mezi předními nápravami a nazývá se středový diferenciál.

Umístění mechanismu

Co se týče umístění diferenciálu, jsou to obvykle následující místa:

• U vozidel s pohonem zadních kol je to případ nápravy, kde je diferenciál spojen s konečným pohonem.
• U vozidel s pohonem předních kol je také připojen k hlavní převodovce a je umístěn v krytu převodovky.
• U vozidel s pohonem všech kol je rozdíl na obou stranách: zadní a přední.

Te pohon všech kol které zajišťují vypnutí měniče, jsou zpravidla vybaveny přenosový případ. Pro optimální rozložení točivého momentu na všechna kola je k dispozici další třetí diferenciál. Je umístěn v razdatke mezi nápravami.

První potřeba

Nyní je trochu jasné, jaký je diferenciál, jakýsi druh planetárního zařízení. Ale jaká je jeho potřeba? Vozidla jsou z tohoto důvodu vybavena tímto přístrojem. Abychom to pochopili, je třeba znát nějaké zvláštnosti.

Když auto vstoupí do tahu, a to zejména dolevající (pohybující se po kruhu), jeho kola se pohybují jiným způsobem. Ale jelikož v případě, že neexistuje rozdíl, jsou pevně propojeny, jedno z koleček bude nevyhnutelně sklouznout, aniž by následovalo druhé. Za zmínku stojí, že vnější kolo jde déle než vnitřní. V tomto ohledu by se měl otáčet rychleji, což zachová stabilitu vozidla na silnici.

Jaký by mohl být problém? Zde se dostáváme k esenci a pochopení toho, co je rozdíl. Jedná se o mechanismus, který se vyhýbá mnoha nuancům. Vzhledem k tomu, že vnitřní kolo klouže, jsou nežádoucí důsledky. U vozidel s pohonem zadních kol to může vést ke skluzu a vozidlo s pohonem předních kol hrozí nebezpečí ztráty kontroly nad ovládáním při vstupu do rohu.

Problém můžete vyřešit tím, že různě rotujete kola. Vlastně pro to bylo vytvořeno takové nekomplikované převodové zařízení jako diferenciál.

Diferenční zařízení

Automobilový diferenciál bude brzy sto let starý. Ve svém designu se i přes některé vylepšení zachovaly klíčové rysy. Jaký je úplný rozdíl? Ve skutečnosti se jedná o stejný planetový převod, který sestává ze sady různých převodových stupňů.

Točivý moment z pohonné jednotky vozidla se přenáší přes hnací hřídel na kuželový převodový převod, který se skládá ze dvou převodů: pohon (namontovaný na kardan) a poháněný. V opačném případě se nazývá hlavní převodovka. Hnaný prvek je upevněn na skříni, skrze který přenáší rotaci k družicovým ozubeným kolům, které jsou v záběru s centrálními ozubenými koly. Ty jsou naopak pevně uchyceny v nápravách hnacích kol.

Princip fungování diferenciálu

Zatímco se vozidlo pohybuje rovně, satelity jsou stacionární. V tomto případě se pastorky ozubeného kola otáčejí stejnou rychlostí jako solární články. Výsledkem je, že točivý moment je rovnoměrně rozložen na všech kolech a má stejnou úhlovou rychlost.

Ale jakmile se auto začne otáčet, když se věci mění, přední diferenciál (nebo zadní) současně "zahrnuto" do práce autonomně. Satelity se začnou otáčet, kvůli nimž centrální ozvučení komunikují různě úhlová rychlost. V důsledku toho se kola otáčejí různými způsoby.

V tomto případě je vnitřní kolo, které se pohybuje podél malého poloměru, vystaveno většímu odporu, což vede ke snížení rychlosti otáčení. Další kolo, které je umístěno na vnější straně, naopak působí menší odpor, díky čemuž se zvyšuje rychlost otáčení. Kvůli tomu vozidlo dělá plynulé otáčky, čímž se vyhýbejí skluzu.

Zpomalení otáčení kola na vnitřní straně je zajištěno také družicemi a díky speciální konstrukci převodovky se zvyšuje úhlová rychlost vnějšího kola. Současně hlavní zařízení pracuje po celou dobu.

Významná nevýhoda

Se všemi výhodami, které má plný diferenciál, má jednu velkou nevýhodu vzhledem k zvláštnosti jeho designu. Ačkoli na jedné straně lze považovat za plus: přeneste celý točivý moment z motoru na jedno kolo. Ale v podstatě to jde na negativní, protože méně zatížené kolo dostává veškerou energii a vůz se kvůli tomu nehýbe.

K tomu dochází v případech, kdy jedno z koleček za určitých podmínek nemá dostatečnou přilnavost. V tomto případě se mu začíná věnovat veškerá moc. V důsledku toho se auto zastaví, a někdy i náhle, v závislosti na počáteční rychlosti. Živým příkladem toho je kolo, které zasáhlo louže nebo ledu.

S touto nevýhodou se můžete vyrovnat uzamčení diferenciálu most, který lze provádět automaticky nebo ručně. Také pro tento účel jsou některé moderní automobily vybaveny systémem stability kurzu.

Typy diferenciálu

Jak bylo uvedeno výše, klíčová vlastnost všech mechanismů je stejná, ale současně existuje řada rozdílů. Takže existují šnekové, kuželové a válcové rozdíly. Kromě toho, pokud jsou kola umístěna na stejné ose, převodovka obsahuje kuželové ozubené kola. Středový diferenciál má tvar válce. Modely červů jsou univerzální.

Ale kromě toho mohou existovat i jiné varianty diferenciálu:

• Mechanizmy s úplným blokováním.
• Viskózní spojka.
• Thorsen.
• Tichý.

Jak vidíte, každý z těchto typů zahrnuje zablokování diferenciálu, který, jak bylo uvedeno výše, může být manuální nebo automatické. V takovém případě je ovladač zapnutý prvním typem tlačítkem nebo přepínačem, zatímco automatika je v případě potřeby aktivována sama.

Většina SUV je zpravidla vybavena ručním zamykáním a zapnutým řidičem. Například rozdíl na UAZ, právě takový případ. Automatický systém je řízen elektronickou řídící jednotkou, která pomocí senzorů analyzuje stav vozovky.

Plná zámek

Nucené blokovací zařízení je důležité pro SUV a nákladní automobily, což umožňuje lepší překonání terénu. Obvykle pro jeho zařazení slouží speciální klíč v kabině vozidla. Výrazným příkladem je zavedený rozdíl na Niva (VAZ-2121).

Ve skutečnosti jde o ruční blokování a doporučuje se jej povolit pouze při jízdě v terénu pro překonání obtížných překážek. A když opustíte obvyklý způsob, měl by být vypnutý. V opačném případě hrozí nejen zhoršení manipulace s vozidlem na tvrdém povrchu, ale i opotřebení pneumatik.

Má viskózní spojku

Je to mechanismus s více disky, kde se vysílací moment zvyšuje kvůli zvýšení rozdílu rychlosti otáčení dvou hřídelů: master a slave. Obvykle je takový systém relevantní pro vozidla s pohonem všech kol.

Základ operace viskózní vazby uzamčení diferenciálu Zvláštní vlastnost silikonové kapaliny je umístěna na VAZ (nebo jiném autě). Pokud například viskozita oleje s rostoucí teplotou klesá, pak je všechno naopak - tento parametr se také zvyšuje. Samotný mechanismus vypadá jako válec, kde je umístěna sada perforovaných kotoučů, které jsou spojeny s oběma hřídeli. Také tělo je naplněno touto tekutinou. Vstupní hřídel má krouticí moment od motoru přes hnací nápravu a výstup je zodpovědný za otáčení kol.

Při běžném pohybu vozidla se obě hřídele otáčejí stejnou rychlostí. Jakmile však jedno kolo začne klouzat, vstupní hřídel hlavního hlavního mostu se otáčí rychleji než výstupní hřídel. Díky tření na discích se kapalina zahřívá, což nakonec přispívá k přenosu většího výkonu na výstupní hřídel.

Avšak, stejně jako obvyklý rozdíl, viskózní spojka má také nevýhodu. Chcete-li spustit mechanismus, potřebujete určitou dobu. Kromě toho je velmi obtížné vybrat optimální parametry. Z tohoto důvodu většina výrobců dává přednost tomu, aby se s tímto mechanismem nezabýval.

Diferenciální "Thorsen"

Můžeme říci, že tento rozdíl je spojením dvou anglických slov: točivý moment a snímání. První je překládáno jako točivý moment a druhý znamená citlivost na točivý moment. V krytu jsou satelity umístěny v rovině kolmé k její ose. Mezi nimi jsou spojeny čelním ozubením, zatímco jsou spojeny s ozubeným převodem pomocí šnekové převodovky.

Když vstoupíte do otáčky, ozubená soukolí, která je spojena se zaobleným kolem, způsobí, že se satelit otočí a již přenáší rotaci na jiný družicový převod, polořadovka-nápravový převod. Díky takovému pevnému kinematickému spojení se kola vozu otáčejí různými úhlové rychlostí.

V případě potřeby je mechanismus uzamčen. To se děje z důvodu třecí síly, která se vyskytuje u šnekové převodovky kvůli rozdílu točivého momentu na kolech. Bohužel tento návrh má nevýhody. Mechanismus je spíše komplikovaný při výrobě a opravách.

Samozamykací mechanismus Quaife

Charakteristickým rysem tohoto rozdílu je, že družice jsou umístěny v rovnoběžné rovině s osou otáčení těla a navíc ve dvou řadách. Jsou upevněny nikoli na osách, ale v uzavřených otvorech pouzdra, které jsou umístěny na obou stranách.

Současně je správná dráha, která obsahuje 3-5 družic, spojena s pravým ozubeným kolem polosy a levý řádek je spojen s levou polosou osou. Kromě toho jsou tyto prvky z obou řad vzájemně propojeny jedním.

Když jedno z koleček snižuje rychlost otáčení, k němu připojená poloosá a v důsledku toho se převodovka otáčí pomaleji než zadní diferenciální těleso, což způsobí otáčení satelitu připojeného k němu. On, zase předává obušku na jiný takový prvek, a to už na příslušném ozubeném hřídeli poloosy. V důsledku toho jsou při zatáčení dosaženy různé úhlové rychlosti obou kol.

Kvůli rozdílu točivého momentu u různých kol vzniká třecí síla, která vede k uzávěrce diferenciálu. V důsledku toho se auto zvyšuje. Takové mechanismy jsou rozšířené mezi fanoušky ladění.