У чому полягає різниця Все, що вам потрібно знати про цей важливий компонент
Який диференціал автомобіля? Ви, звичайно, чули про такий термін, але деякі ще не знають, що він означає. Тож давайте знайдемо відповідь у цій статті.
Коротше кажучи, диференціал - надзвичайно важлива складова силової установки кожного автомобіля, розташована або в корпусі коробки передач, або у власному корпусі. Диференціал виконує кілька ролей - він передає потужність колесам, визначає кінцеву передачу трансмісії і, головне, дозволяє колесам обертатися на осі, на якій він встановлений, з різною швидкістю.
Особливо це стосується поворотів, коли колеса, внутрішня та зовнішня частини яких проходять різну відстань, тому вони обертаються з різною швидкістю, а також якщо різниця в зчепленні між лівим і правим колесами даної осі, коли колесо на поверхні з низьким зчепленням обертається швидше, ніж колесо на кращій поверхні зчеплення .
У деяких екстремальних випадках колесо на поверхні з низьким зчепленням може взяти на себе всю потужність двигуна, обертаючись самостійно, і таким чином машина не рухається вперед. .
Тепер давайте детально розробимо тему та з’ясуємо, які типи диференціалів існують в автомобільній промисловості.
Транспортні засоби оснащені диференціалом, який дозволяє різну швидкість коліс ведучої осі під час поворотів, коли внутрішнє колесо проходить меншу відстань, ніж зовнішнє. Якби рух передавався безпосередньо, а колеса були твердими при обертанні, то у випадку з картингами їм довелося б кататися на ковзанах і, крім додаткових напружень на шинах та механічних елементах, автомобіль завжди мав би рухатися прямо, таким чином сильно недоуправління.
Диференціал - це той, який приймає обертальний рух від вихідного валу редуктора і розподіляє його через планетарні вали до ведучих коліс.
Схематично диференціал представлений і працює наступним чином:
1. Диференціальне житло. 2. Ведуча коронка. 3. Супутникова шестерня. 4. Планетарні зірочки. 5. Планетарні дерева.
Під час руху по прямій лінії корпус, будучи цілісною з вінцем, приводиться в дію вихідним валом редуктора, обертається разом із цілим вузлом і приводить у рух планетарні зірочки, надалі рух досягає через вали до ведучих коліс. У цій ситуації супутникові шестерні 3 не обертаються навколо власної осі (червоний X).
Коли одне з коліс катається під час руху корпусу, супутникові шестерні будуть обертатися всередині навколо власної осі, а інше колесо автомобіля залишається нерухомим. .
Звідси головний недолік диференціала: якщо одне з коліс втратить зчеплення, воно буде обертатися порожнім, крутний момент двигуна не передаватиметься на інше колесо, і транспортний засіб не зможе рухатися вперед. Щоб усунути цей недолік, використовуються пристрої, які розподіляють крутний момент на обидва колеса .
Цей тип диференціала усуває незручність передачі всього крутного моменту на колесо холостого ходу, дозволяючи транспортному засобу нормально крутитися. Застосовується майже у всіх автомобілях, призначених для спортивних змагань, у високопродуктивних автомобілях, а також у деяких моделях, обладнаних повним приводом. .
- Диференціали з обмеженим ковзанням - L.S.D. (Диференціал з обмеженим ковзанням)
Найпростішим рішенням для досягнення такого диференціала є притискання планетарних зірочок до корпусу за допомогою пружних елементів (1), розташованих у "серцевині" диференціала. Тертя між поверхнями забезпечить передачу крутного моменту на колесо, яке має зчеплення, і його можна збільшити, зробивши конічні контактні поверхні, такі як коробка передач синхронними, або вставивши фрикційні диски (2) і зробивши багатодискове зчеплення за кожною зірочкою.
Рішення має низький ККД, оскільки буде постійне тертя, коли швидкість приводних коліс не буде абсолютно різною, і передається крутний момент не може бути добре контрольований, також обмежений силою пружних елементів.
- Самоблокувальний диференціал з лопатями
Безсумнівно, він є найбільш розповсюдженим в галузі автоспорту, завдяки ефективності та малим розмірам, що рекомендує його для заміни серійного диференціала без подальших змін. Крутний момент передається не безпосередньо від корпусу на вал супутника, як до простого диференціала, а за допомогою двох напірних кілець, цілісних із обертанням з корпусом диференціала .
Зі збільшенням прикладеного моменту осі 4 супутників рухаються по похилих площинах кілець від них, і вони тиснуть на дискові пакети.
Розмір і кількість фрикційних дисків визначають крутний момент, який можна передати, а кут, під яким обробляють похилі площини, визначає момент зчеплення диференціала, більш плавний нахил, що викликає блокування при менших різницях швидкості обертання планетарних зірочок.
1. житло. 2. пружинні шайби. 3. редукторний диск з корпусом. 4. диск, зачеплений з планетарною шестернею. 5. притискні кільця. 6. планетарна шестерня. 7. вал супутникового носія. 8. супутникова шестерня. 9. шайба регулювання затягування пакета. 10. шапка. 11. фіксуючий гвинт
- Муфти типу Фергюсона
Васкомуфта - це компактний механізм, який передає рух через силіконову рідину та перфоровані диски, які знаходяться дуже близько один до одного. Якщо диски обертаються з однаковою швидкістю, між ними виникають лише низькі сили.
Коли відбувається ковзання, силіконова рідина всередині муфти нагрівається і збільшує її в'язкість, зменшуючи відносну швидкість між валами і передаючи крутний момент. Він може використовуватися окремо, як міжосьовий диференціал у повнопривідних транспортних засобах, або в поєднанні зі звичайним диференціалом, і в цьому випадку він може бути оснащений ведучою віссю, як на малюнку А нижче, або служити центральним диференціалом - рис. B.
Зеленим на рис. А. виділено шлях передачі крутного моменту двигуна, маючи можливість помітити, що в'язка муфта, з'єднана між корпусом звичайного диференціала та одним із вихідних валів, займає лише частину.
Великі напруження, що тривалий час прикладаються до в’язких муфт, можуть призвести до перегріву рідини всередині і до руйнування муфти, яка вже не здатна передавати крутний момент на вихідний вал.
- Диференціал Торсена
Його назва походить від TORque SENsitive - чутливий до пари. Це справжня механічна коштовність, що має у своєму складі три групи зубчастих коліс, утворених гвинтовими зірочками або з прямими зубами. Передача крутного моменту здійснюється радіальними та осьовими зусиллями, що виникають між шестернями, його розподіл задається кутами передач і встановлюється з конструкції.
Він може бути встановлений як в якості міжосьового диференціала, так і для ведучих мостів, що підходить для оснащення транспортних засобів з переднім приводом, які, наприклад, при обладнанні лопатевим диференціалом, можуть передавати бурхливі реакції на рульове управління в момент передачі крутного моменту.
Диференціал Торсена є активним, втручається до того, як відбудеться катання, та інші реактивні механізми, що вступають в дію після того, як відбудеться катання. Його режим роботи успішно доповнює функції електронних систем контролю стійкості і не чинить негативного впливу на АБС.
Однак його складність і необхідність точної обробки роблять її дорогою і обмежують її поширення на об'ємних моделях. Audi є одним з небагатьох виробників, що встановлює цей тип диференціала .
Також використовується в основному як міжосьовий диференціал, але для автомобілів з напівпостійним повним приводом або, точніше, TOD (Torque On Demand - крутний момент, коли це потрібно), і багато в категорії позашляховиків (наприклад, на моделях з лінійкою VW з передній привід і доступний у варіантах 4 × 4), це практично багатодискова муфта в масляній ванні, керована електронним блоком управління за допомогою гідравлічного приводу, що забезпечує зчеплення двох валів, вхідного та вихідного відповідно. .
Це зчеплення є основою так званих активних диференціалів, таких як міжосьовий диференціал, який оснащений, наприклад, Mitsubishi Lancer Evo VII та наступними. Цікавим додатком є так званий AYC (Active Yaw Control), вперше представлений на Mitsubishi Evo IV і доступний на останній Затьмарення хрест, який, використовуючи подібний активний диференціал, забезпечує більше крутного моменту на задньому колесі з-за кутів, щоб дозволити їм швидше їздити.
Деякі транспортні засоби використовують подібне рішення, але з електричним приводом. Наприклад, моделі повного приводу BMW xDrive, вироблені після 2003 року, включають багатодискове зчеплення за допомогою електричного сервомотора, що приводить в рух кулачковий диск.
- Автомобілі 4 × 4, повний привід
Транспортні засоби, які насправді призначені для пересіченої місцевості, зазвичай використовують непостійний повний привід, причому передня вісь з'єднується з керуванням водія через роздавальну коробку. Їх трансмісія друкує однакову швидкість на передньому та задньому валах, з диференціалом на кожній ведучій осі. Вони можуть бути вільними, самоблокувальними або блокуваними на замовлення через системи, подібні до тих, що включають шестерні в коробках передач.
Однак для автомобілів та позашляховиків 4 × 4 потрібні три диференціали, по одному на кожну вісь, а інший міжосьовий, що забезпечує різну швидкість обертання передніх і задніх коліс при поворотах. Ці три диференціали можуть бути вільними або з обмеженим ковзанням, в одному з варіантів, представлених вище, у різних комбінаціях. .
В даний час багато виробників, які прагнуть зменшити витрати, замінюють встановлення диференціалів з обмеженим ковзанням за допомогою функцій електронних систем контролю тяги, передаючи крутний момент двигуна на колеса з кращим зчепленням, гальмуючи тих, хто схильний кататися на ковзанах.