Begrenset differensial: hvordan fungerer det?

2024 Forfatter: Erin Ralphs | [email protected]. Sist endret: 2024-02-19 18:15

Begrepet «differensialsperre», eller «begrenset differensial» (selvblokkering), har blitt hørt av mange bilister, men bare noen få vet hvordan denne prosessen ser ut i praksis. Og hvis tidligere bilprodusenter utstyrte et slikt " alternativ" hovedsakelig med SUV-er, kan det nå også finnes på en ganske bybil. I tillegg installerer ofte eiere av biler som ikke er utstyrt med selvblokker, etter å ha forstått hvilke fordeler de gir, dem på egen hånd.

Men før du forstår hvordan en selvlåsende differensial fungerer, må du forstå hvordan den fungerer uten å låse.

Hva er en differensial

Differensialen (diff) kan med rette betraktes som et av hovedelementene i biltransmisjonsdesignet. Med dens hjelp skjer overføring, endring og fordeling av dreiemomentet produsert av motoren mellom et par forbrukere: hjul plassert på samme akse av maskinen eller mellom dens aksler. Dessuten kan styrken på strømmen av distribuert energi, om nødvendig, være forskjellig, noe som betyr at rotasjonshastigheten til hjulene er forskjellig.

Bbiltransmisjonsdifferensial kan monteres: i bakakselhuset, girkassen og overføringskassen, avhengig av drivenheten(e).

De diffene som er montert i broen eller girkassen kalles interwheel, og som er plassert mellom henholdsvis bilens aksler - interaxle.

Differensial Assignment

En bil utfører som kjent ulike manøvrer under kjøring: svinger, filskift, forbikjøringer osv. I tillegg kan veibanen inneholde ujevnheter, noe som gjør at hjulene på bilen avhengig av situasjonen, på en og samme tid kan dekke ulike avstander. Derfor, for eksempel, når du svinger, hvis rotasjonshastigheten til hjulene på akselen er den samme, vil en av dem uunngåelig begynne å skli, noe som vil føre til akselerert dekkslitasje. Men dette er ikke det verste. Mye verre, kjøretøyets håndtering er sterkt redusert.

For å løse slike problemer kom de opp med en differensial - en mekanisme som vil omfordele energien som kommer fra motoren mellom bilens aksler i samsvar med verdien av rullemotstanden: jo lavere den er, jo større hjulhastigheten vil være, og omvendt.

Differensialmekanisme

I dag er det mange varianter av diff, og enheten deres er ganske kompleks. Driftsprinsippet er imidlertid stort sett det samme, så det vil være lettere å forstå den enkleste typen - en åpen differensial, som består av følgende elementer:

1. Gar montert på akselaksler.
2. drevet (krone) gir, laget i form av en avkortet kjegle.
3. Et drivhjul montert på enden av drivakselen, som sammen med kronen utgjør hovedgiret. Siden det drevne giret er større enn drivgiret, vil sistnevnte måtte gjøre flere omdreininger rundt sin akse før ringgiret kun utfører én. Derfor er det disse to elementene i differensialen som reduserer mengden energi (hastighet) som til slutt når hjulene.
4. Satellittene som danner planetgiret, som spiller en nøkkelrolle i å gi den nødvendige forskjellen i rotasjonshastigheten til hjulene.
5. Cases.

Hvordan differensialen fungerer

Under bilens rettlinjede bevegelse, roterer dens akselaksler, og dermed hjulene, med samme hastighet som drivakselen med skruehjul. Men under svingen blir belastningen på hjulene annerledes (en av dem prøver å spinne raskere), og på grunn av denne forskjellen frigjøres satellittene. Nå går motorens energi gjennom dem, og siden et par satellitter er to separate, uavhengige gir, overføres en annen rotasjonshastighet til akselakslene. Dermed blir kraften som genereres av motoren fordelt mellom hjulene, men ujevnt, og avhengig av belastningen som virker på dem: det som beveger seg langs den ytre radiusen opplever mindre rullemotstand, slik at diff overfører mer energi til den og spinnerraskere.

Det er ingen forskjell på hvordan senterdifferensialen og hjuldifferensialen fungerer: operasjonsprinsippet er likt, bare i det første tilfellet blir det fordelte dreiemomentet rettet mot kjøretøyets aksler, og i det andre - til hjulene. plassert på samme aksel.

Behovet for senterdiff blir spesielt merkbart når du kjører en bil i ulendt terreng, når vekten presser på akselen som er lavere enn den andre, for eksempel i oppoverbakke eller nedoverbakke.

Differensialproblem

Til tross for at differensialen absolutt spiller en stor rolle i utformingen av bilen, skaper betjeningen noen ganger problemer for sjåføren. Nemlig: når ett av hjulene er på en glatt del av veien (slam, is eller snø), begynner det andre, som ligger på hardere underlag, å oppleve en økt belastning, diff prøver å fikse dette, omdirigerer motorenergien til glidehjulet. Dermed viser det seg at den får maksimal rotasjon, mens den andre, som har et godt grep om bakken, rett og slett forblir stasjonær.

Det var nettopp for å løse slike problemer at låsingen (deaktivering) av differensialen ble oppfunnet.

Blokkeringsprinsippet og dets typer

Etter å ha forstått prinsippet med differensialen, kan vi konkludere med at hvis du blokkerer den, vil dreiemomentet øke på hjulet eller akselen som har best grep. Dette kan gjøres ved å koble kroppen til en av de to akselakslene eller ved å stoppe satellittene fra å rotere.

Blokkérkan være komplett - når delene av differensialen er stivt forbundet. Den utføres som regel ved hjelp av en kamkobling og styres av sjåføren gjennom en spesiell kjøring fra førerhuset på bilen. Eller den kan være delvis, i så fall overføres bare begrenset kraft til hjulene - slik fungerer en selvlåsende differensial, som ikke krever menneskelig inngripen.

Slik fungerer en selvlåsende differensial

Den selvlåsende differensialen er i hovedsak et kompromiss mellom en helblokk og en fri diff, og lar deg redusere gliringen av bilens hjul ved forskjell i trekkraftskoeffisient mellom dem. Dermed økes langrennsevnen, terrenghåndteringen, samt dynamikken i kjøretøyakselerasjonen betydelig, uavhengig av kvaliteten på veien.

Selvlåsing eliminerer full hjullåsing, som beskytter akselakslene mot kritiske belastninger som kan oppstå på tvungne differensialer.

Aksellåsene frigjøres automatisk hvis hjulhastighetene utjevnes under rettlinjekjøring.

De vanligste typene selvblokkering

Disk-selvblokkering er et sett med friksjonsskiver (gnideskiver) installert mellom diffkroppen og akselgiret.

Det er ikke vanskelig å forstå hvordan en differensial fungerer med en slik blokk: mens bilen kjører i en rett linje, roterer diffkroppen og begge akselakslene sammen, så snart det er forskjell i rotasjonshastigheter (hjulet har truffet et glatt område), oppstår friksjon mellom skivene, noe som reduserer den. Det vil si hjuletforblir på hardt underlag vil fortsette å rotere, i stedet for å stoppe, som i tilfellet med en fri differensial.

Viskøs kobling, eller på annen måte tyktflytende kobling, så vel som den forrige diff, inneholder to pakker med skiver, bare denne gangen perforerte, installert mellom seg med et lite gap. Den ene delen av skivene har en clutch med kroppen, den andre med drivakselen.

Skivene legges i en beholder fylt med en organisk silisiumvæske, som, når den roteres jevnt, forblir uendret. Så snart det er forskjell i hastighet mellom pakkene, begynner væsken å tykne raskt og kraftig. Det er motstand mellom de perforerte flatene. En for uvridd pakke bremses dermed ned, og rotasjonshastigheten jevnes ut.

Tannet (skrue, snekke) selvblokk. Dens arbeid er basert på ormeparets evne til å kile seg og derved blokkere akselakslene når det oppstår en forskjell i dreiemoment på dem.

Cam-selvblokkering. For å forstå hvordan denne typen differensial fungerer, er det nok å forestille seg en åpen differensial, der gir (kam)par er installert i stedet for en planetgirmekanisme. Kammene roterer (hopper) når hjulhastighetene er nesten de samme, og låses hardt (fast) så snart en av dem begynner å skli.

Det er ingen forskjell på hvordan låsingen av senterdifferensialen og mellomhjulsdifferensialen fungerer - operasjonsprinsippet er det samme, forskjellenebare ved endepunktene: i det første tilfellet - to aksler, i det andre - to hjul montert på samme aksel.

Innenriks "Niva" og dens forskjeller

Niva inntar en spesiell plass i rekken av innenlandske VAZ-er: i motsetning til sine "slektninger" på samlebåndet, er denne bilen utstyrt med en ikke-switchbar firehjulsdrift.

Tre differensialer er installert i girkassen til VAZ SUV: mellomhjulsdifferensialer i hver aksel, og interaksale differensialer i overføringskassen. Til tross for et slikt tall, trenger du ikke finne ut hvordan differensialene på Niva fungerer igjen. Alt er nøyaktig det samme som beskrevet ovenfor. Det vil si at under maskinens rettlinjede bevegelse, forutsatt at det ikke er glidning på hjulene, fordeles trekkraften mellom dem jevnt og har samme verdi. Når et av hjulene begynner å skli, ledes all energien fra motoren, som går gjennom diffene, til dette hjulet.

Niva differensialsperre

Før man snakker om hvordan differensialsperren på Niva fungerer, bør man merke seg ett poeng, nemlig å avklare formålet med det fremre (lille) håndtaket på overføringskassen.

Noen sjåfører tror at med dens hjelp slås forhjulsdriften på i bilen - dette er ikke tilfelle: både for- og bakhjulsdriften til Niva er alltid innkoblet, og dette håndtaket styrer overføringen saksforskjell. Det vil si at mens den er satt i "forover" posisjon, fungerer diff norm alt, og når"back" - off.

Og nå direkte om låsen: når differensialen er slått av, lukkes overføringskassens aksler av en clutch, og utjevner dermed deres rotasjonshastigheter med makt, det vil si at den totale hastigheten til forakselhjulene er lik den totale hastigheten på bakakselen. Fordelingen av skyvekraft skjer i retning av større motstand. La oss si at bakhjulet glir, hvis du slår på låsen, vil trekkraften gå til forakselen, hvis hjul vil strekke bilen, men hvis forhjulet også glir sammen med bakhjulet, så Niva kommer ikke ut av seg selv.

For å forhindre at dette skjer, monterer bilistene selvblokker i broer for å hjelpe til med å trekke ut en fastkjørt bil. Til dags dato er Nesterov-differensialen den mest populære blant Niva-eiere.

Nesterovs selvblokkering

Hemmeligheten bak dens popularitet ligger i måten Nesterov-differensialen fungerer på.

Utformingen av differensialen gjør det ikke bare mulig å optim alt justere vinkelhastigheten til hjulene på bilen når du foretar manøvrer, men også i tilfelle sklir eller henger hjulet, gir enheten et minimum av energi fra motoren. Dessuten er reaksjonen til selvblokkeringen på en endring i trafikksituasjonen nesten øyeblikkelig. I tillegg forbedrer Nesterov-differensialen bilens håndtering betydelig selv i glatte svinger, øker retningsstabiliteten, øker akselerasjonsdynamikken (spesielt om vinteren) og reduserer drivstofforbruket. Og installasjonen av enheten krever ingenendringer i transmisjonsdesign og monteres på samme måte som den klassiske diff.

Differensialen har funnet anvendelse ikke bare innen bilteknologi, den viste seg å være veldig nyttig på motorblokker, noe som i stor grad forenkler levetiden til eierne.

Differensial for motoblock

Motoblock - enheten er ganske tung, og det krever mye innsats å bare snu den, og med en uregulert vinkelhastighet på hjulene blir dette enda vanskeligere. Derfor kjøper og installerer eierne av disse maskinene på egenhånd, hvis diffene ikke opprinnelig var tilveiebrakt av designet.

Hvordan fungerer en bak traktordifferensial? Faktisk gir den bare en enkel svinging av bilen, og stopper ett av hjulene.

Dens andre funksjon, ikke relatert til omfordeling av kraft, er å øke akselavstanden. Utformingen av differensialen sørger for bruk som en akselforlengelse, noe som gjør den bakgående traktoren mer manøvrerbar og motstandsdyktig mot å velte, spesielt i svinger.

Med et ord, differensialen er en veldig nyttig og uerstattelig ting, og blokkeringen av den øker bilens langrennsevne betydelig.