Dyferencjał „Thorsen”: zasada działania

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-19 18:16

„Thorsen” to jedna z odmian samoblokujących mechanizmów różnicowych. Taki mechanizm jest dostępny zarówno w samochodach krajowych, jak i zagranicznych. Zasada działania mechanizmu różnicowego Torsen opiera się na zmiennym tarciu części mechanicznych, co prowadzi do rozkładu momentu obrotowego pomiędzy zestawem kołowym.

Miejsce docelowe

Więc do czego służy ten mechanizm? Najprostszy mechanizm różnicowy jest w stanie równomiernie rozłożyć moc lub moment obrotowy na dwa koła. Jeśli jedno koło się ślizga i nie może zahaczyć o jezdnię, moment obrotowy na drugim kole wyniesie zero. Ulepszone modele, a zdecydowana większość z nich to dyferencjały z mechanizmem samoblokującym, wyposażone są w system blokujący półoś wspartą. Moment obrotowy jest następnie rozdzielany w taki sposób, że maksymalna moc jest przekazywana na koło, które zachowuje dobrą przyczepność.

Dyferencjał Thorsen to najlepsze rozwiązanie do pojazdu z napędem na wszystkie koła,eksploatowane głównie w trudnych warunkach. „Thorsen” to nie nazwa dewelopera, ale skrót. Oznacza to wykrywanie momentu obrotowego lub wykrywanie momentu obrotowego.

O historii powstania

Dyferencjał Thorsen został wprowadzony po raz pierwszy w 1958 roku. Amerykański inżynier V. Glizman opracował konstrukcję i zasadę działania. Patent na seryjną produkcję tego mechanizmu samoblokującego otrzymała firma Torsen, której nazwa stała się nazwą urządzenia.

Urządzenie

Ten mechanizm składa się ze znanych elementów - urządzenie jest podobne do każdego węzła planetarnego. Możesz podświetlić główne części - tak jest, przekładnie ślimakowe, satelity.

Jeśli chodzi o ogólną koncepcję, nie ma zbyt wielu różnic w porównaniu ze zwykłymi mechanizmami. Obudowa jest sztywno przymocowana do jednostki napędowej przekładni. Satelity są zainstalowane wewnątrz obudowy. Mocowane są na specjalnych osiach. Satelity są sztywno sprzężone z kołami zębatymi półosi. Koła zębate półosi są przymocowane do wałów, na które przenoszony jest moment obrotowy.

A teraz sam mechanizm Torsen. W tym węźle koło zębate półosi ma zęby śrubowe. To nic innego jak tradycyjny wał ślimakowy.

Satelity to para śrubowych kół zębatych. Jeden element tej pary tworzy parę ślimakową z przekładnią osi. Para kół zębatych satelitarnych może również wchodzić ze sobą w interakcje dzięki przekładni czołowej. Konstrukcja ma aż trzy satelity, z których każdyreprezentuje parę kół zębatych.

Zasada działania

Zobaczmy, jak działa mechanizm różnicowy Thorsena. Rozważmy to na przykładzie zespołu międzykołowego. Kiedy para kół napędowych porusza się w linii prostej, oba napotykają ten sam opór. Dzięki temu mechanizm rozkłada moment obrotowy równomiernie pomiędzy obydwoma kołami. Podczas jazdy na wprost planety nie są zaangażowane, a siła jest przenoszona bezpośrednio z kubka na boczne koła zębate.

Kiedy samochód wchodzi w zakręt, wewnętrzne koło napotyka większy opór, a jego prędkość spada. Para ślimaków wewnętrznego koła zaczyna działać. Przekładnia boczna obraca koło satelitarne. Ten ostatni przenosi moment obrotowy na drugie koło zębate półosi. Zwiększa to siłę na zewnętrznym kole. Ponieważ różnica momentu obrotowego po obu stronach jest niewielka, tarcie w drugiej parze ślimaków jest również niskie. W takim przypadku samoblokowanie nie nastąpi. Na tym właśnie opiera się zasada różniczkowa Thorsena.

Gdy jedno z kół napędowych samochodu znajduje się na śliskiej nawierzchni, jego opór spada. Moment skłania do tego koła. Półwał obraca koło zębate satelity i przekazuje moment obrotowy do drugiego satelity. W takim przypadku nastąpi samohamowanie. Przekładnia satelitarna nie jest w stanie pełnić roli elementu napędowego i nie może obracać przekładni bocznej ze względu na pewne cechy przekładni ślimakowych. Dlatego para robaków się zacina. I kiedyzacinając się, spowolni to obrót drugiej pary, a moment obrotowy na każdej z półosi się wyrówna.

Trzy tryby pracy

Jeśli weźmiemy pod uwagę pełną zasadę działania mechanizmu różnicowego Torsen, to trzeba powiedzieć, że system może działać w trzech różnych trybach. Konkretny tryb zależy od poziomu oporu na kole. Gdy jest taki sam, moment obrotowy jest równomiernie rozłożony.

Jeżeli opór na jednym z kół wzrasta, włącza się para ślimaków, a tym samym aktywuje się druga para, pomimo niewielkiego oporu na niej. Prowadzi to do redystrybucji chwili zgodnie z potrzebami. W takim przypadku jedno koło zwolni. Drugi kręci się szybciej.

Jeżeli opór jednej z opon zostanie całkowicie utracony, towarzyszy temu zablokowanie lub zakleszczenie pary ślimaków z powodu dużego tarcia. Wtedy druga para natychmiast zwalnia. moment obrotowy wyrównuje. Działanie mechanizmu różnicowego Torsen w tym trybie jest podobne do ruchu prostoliniowego.

Trzy rodzaje „Thorsen”

W pierwszej wersji koła zębate czołowych półosi oraz satelity są używane jako pary ślimaków. Każda oś ma swoje własne satelity, połączone parami z tymi na przeciwnej osi. To połączenie jest realizowane za pomocą przekładni czołowej. Osie satelitów są prostopadłe do półosi. Ta wersja mechanizmu różnicowego Torsen jest uznawana za najpotężniejszą spośród wszystkich podobnych konstrukcji. Jest zdolny do pracy w bardzo szerokim zakresie momentu obrotowego.

Druga opcja różni się tym, że osie satelitów są równoległe do półosi. Satelity w tym przypadku są instalowane inaczej. Znajdują się one w specjalnych siedzeniach pucharowych. Para satelitów jest połączona za pomocą przekładni śrubowej, która po zaklinowaniu uczestniczy w blokowaniu.

Trzecia opcja jest jedyną spośród całej serii, w której projekt jest planetarny. Jest używany jako centralny mechanizm różnicowy w pojazdach z napędem na wszystkie koła. Osie satelitów i kół zębatych są do siebie równoległe. Dzięki temu urządzenie jest bardzo kompaktowe. Dzięki konstrukcji początkowo możliwe jest rozłożenie obciążenia pomiędzy dwa mosty w stosunku 40:60. W przypadku wyzwolenia częściowego bloku proporcja może odbiegać o 20%.

Zalety różnic tego projektu

Ten projekt ma wiele zalet. Mechanizm ten jest zainstalowany, ponieważ dokładność jego pracy jest niezwykle wysoka, a urządzenie pracuje bardzo płynnie i cicho. Moc rozdzielana jest automatycznie na koła i osie - nie jest wymagana interwencja kierowcy. Redystrybucja momentu obrotowego w żaden sposób nie wpływa na hamowanie. Jeśli mechanizm różnicowy działa prawidłowo, nie trzeba go serwisować - kierowca musi jedynie sprawdzać i okresowo wymieniać olej.

Dlatego wielu kierowców umieszcza w Nivie mechanizm różnicowy Torsen. Wykorzystuje również stały napęd na wszystkie koła i nie ma elektroniki, więc entuzjaści sportów ekstremalnych często zmieniają standardowy mechanizm różnicowy na to urządzenie.

Wady

Są też wady. To wysoka cena, bo konstrukcja wewnątrz jest dość skomplikowana. Ponieważ mechanizm różnicowy działa na zasadzie kolców, zwiększa to zużycie paliwa. Przy wszystkich zaletach wydajność jest raczej niska w porównaniu z podobnymi systemami innego typu. Mechanizm ma duże predyspozycje do zacinania się, a zużycie elementów wewnętrznych jest dość intensywne. Do smarowania potrzebne są specjalne produkty, ponieważ podczas pracy zespołu powstaje dużo ciepła. Jeśli różne koła są zamontowane na tej samej osi, części zużywają się jeszcze intensywniej.

Aplikacja

Węzeł jest używany jako mechanizm międzykołowy i międzyosiowy do redystrybucji momentu obrotowego. Jednostka tego typu jest montowana w wielu zagranicznych samochodach, ale największą popularność zdobyła w Audi Quatro. Producenci samochodów z napędem na wszystkie koła bardzo często preferują ten konkretny projekt. Mechanizm różnicowy Torsen jest zainstalowany w VAZ ze względu na jego względną prostotę i natychmiastową pracę.