Mechanizm różnicowy międzyosiowy: rodzaje, urządzenie, zasada działania

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

Pomiędzy osiami mechanizm różnicowy odnosi się do mechanizmu przekładni, który rozdziela moment obrotowy między wałki napędowe. Dodatkowo mechanizm ten pozwala na obracanie się kół z różnymi prędkościami kątowymi. Ten moment jest szczególnie zauważalny podczas pokonywania zakrętów. Ponadto taka konstrukcja umożliwia bezpieczne i wygodne poruszanie się po suchej, twardej powierzchni. W niektórych przypadkach podczas jazdy po śliskim torze lub w terenie dane urządzenie może pełnić funkcję korka dla samochodu. Rozważ cechy budowy i działania międzyosiowych mechanizmów różnicowych.

Opis

Mechanizm różnicowy jest przeznaczony do przenoszenia momentu obrotowego z wału Cardana na osie kół napędowych z przodu lub z tyłu, w zależności od rodzaju napędu. W rezultacie międzyosiowy mechanizm różnicowy umożliwia obracanie każdym kołem bez poślizgu. To jest bezpośredni cel mechanizmu.

Podczas poruszania się po linii prostej, gdy obciążenie kół jest równomierne z identycznymi prędkościami kątowymi,omawiana jednostka działa jako przedział transferowy. W przypadku zmiany warunków jazdy (poślizg, skręcanie, skręcanie) zmienia się wskaźnik obciążenia. Wały osi mają tendencję do obracania się z różnymi parametrami prędkości, konieczne staje się rozłożenie między nimi momentu obrotowego w określonym stosunku. Na tym etapie międzyosiowy mechanizm różnicowy zaczyna pełnić swoją główną funkcję – gwarantując bezpieczeństwo manewrów pojazdu.

Funkcje

Rozmieszczenie rozważanych urządzeń motoryzacyjnych zależy od działającej osi napędowej:

1. Na obudowie skrzyni biegów (napęd na przednie koła).
2. Na obudowie tylnej osi napędowej.
3. Samochody z napędem na wszystkie koła są wyposażone w międzykołowy mechanizm różnicowy na szkieletach obu osi lub skrzyniach rozdzielczych (przenoszą one moment roboczy odpowiednio między kołami lub osiami).

Warto zauważyć, że mechanizm różnicowy na maszynach pojawił się nie tak dawno temu. W pierwszych modelach załogi „samobieżne” miały słabą manewrowość. Obracanie kół z identycznym parametrem prędkości kątowej powodowało poślizg jednego z elementów lub utratę przyczepności do nawierzchni drogi. Wkrótce inżynierowie opracowali ulepszoną modyfikację urządzenia, która pozwala zniwelować utratę kontroli.

Warunki tworzenia

Międzyosiowe dyferencjały samochodów zostały wynalezione przez francuskiego projektanta O. Pekkera. W mechanizmie przeznaczonym do rozprowadzania obracającego sięmoment, koła zębate i wały robocze były obecne. Służyły do przekształcania momentu obrotowego z silnika na koła napędowe. Pomimo wszystkich zalet, ta konstrukcja nie rozwiązała całkowicie problemu poślizgu kół podczas pokonywania zakrętów. Wyrażało się to utratą przyczepności jednego z powlekanych elementów. Ten moment był szczególnie wyraźny na obszarach oblodzonych.

Poślizgnięcie się w takich warunkach prowadziło do nieprzyjemnych wypadków, co stanowiło dodatkową zachętę do opracowania ulepszonego urządzenia, które mogłoby zapobiec poślizgowi pojazdu. Techniczne rozwiązanie tego problemu zostało opracowane przez F. Porsche, który opracował projekt krzywki ograniczający poślizg kół. Pierwszymi samochodami, w których zastosowano symulowany międzyosiowy mechanizm różnicowy, były Volkswageny.

Urządzenie

Węzeł ograniczający działa na zasadzie przekładni planetarnej. Standardowa konstrukcja mechanizmu obejmuje następujące elementy:

• koła zębate półosi;
• powiązane satelity;
• pracujące ciało w formie miski;
• główny bieg.

Szkielet jest sztywno połączony z napędzanym kołem zębatym, które otrzymuje moment obrotowy z analogu głównego koła zębatego. Miska przechodząca przez satelity przekształca obrót na koła napędowe. Różnica w trybach prędkości parametrów kątowych jest również zapewniona za pomocą towarzyszących kół zębatych. Jednocześnie wartość momentu roboczego pozostaje stabilna. Tylny międzyosiowy mechanizm różnicowy koncentruje się na przenoszeniu prędkości na koła napędowe. TransportPojazdy z napędem na wszystkie koła są wyposażone w alternatywne mechanizmy działające na osie.

Odmiany

Wskazane typy mechanizmów są podzielone według cech strukturalnych, a mianowicie:

• wersje stożkowe;
• opcje cylindryczne;
• przekładnie ślimakowe.

Ponadto dyferencjały są podzielone przez liczbę zębów kół zębatych półosi na wersje symetryczne i asymetryczne. Ze względu na optymalny rozkład momentu obrotowego, drugie wersje z cylindrami montowane są na osiach pojazdów z napędem na wszystkie koła.

Maszyny z przednią lub tylną osią napędową są wyposażone w symetryczne modyfikacje stożkowe. Przekładnia ślimakowa jest uniwersalna i może być agregowana ze wszystkimi typami urządzeń. Jednostki stożkowe mogą pracować w trzech konfiguracjach: prostej, obrotowej i ślizgowej.

Schemat pracy

W ruchu prostoliniowym elektroniczna imitująca międzyosiowa blokada mechanizmu różnicowego charakteryzuje się równomiernym rozłożeniem obciążenia między kołami pojazdu. W tym przypadku obserwuje się identyczną prędkość kątową, a satelity ciała nie obracają się wokół własnych osi. Przekształcają moment obrotowy na wale osi za pomocą przekładni statycznej i przekładni napędzanej przekładni głównej.

Podczas pokonywania zakrętów pojazd doświadcza zmiennych sił oporu i obciążeń. Parametry są dystrybuowane w następujący sposób:

1. Wewnętrzne koło o mniejszym promieniu ma większy opór niż zewnętrzny odpowiednik. Zwiększony wskaźnik obciążenia powoduje spadek prędkości obrotowej.
2. Zewnętrzne koło porusza się po większej ścieżce. Jednocześnie wzrost prędkości kątowej przyczynia się do płynnego obrotu maszyny bez poślizgu.
3. Biorąc pod uwagę te czynniki, koła muszą mieć różne prędkości kątowe. Satelity elementu wewnętrznego spowalniają obrót półosi. To samo z kolei poprzez stożkowy element zębaty zwiększa intensywność zewnętrznego odpowiednika. Jednocześnie moment obrotowy z przekładni głównej pozostaje stabilny.

Poślizg i stabilność

Koła samochodu mogą otrzymywać różne parametry obciążenia, ślizgając się i tracąc przyczepność. W tym przypadku na jeden element przykładana jest nadmierna siła, a drugi pracuje „bezczynnie”. Z powodu tej różnicy ruch samochodu staje się chaotyczny lub całkowicie zatrzymuje się. Aby wyeliminować te niedociągnięcia, skorzystaj z systemu stabilności kursu walut lub ręcznego blokowania.

W celu wyrównania momentu skręcania półosi należy zatrzymać działanie satelitów i przekształcić obrót z czaszy na obciążoną półoś. Dotyczy to zwłaszcza międzyosiowych mechanizmów różnicowych MAZ i innych ciężkich pojazdów z napędem na wszystkie koła. Podobna cecha wynika z faktu, że jeśli stracisz przyczepność w jednym z czterech punktów, moment obrotowy będzie dążył do zera,nawet jeśli maszyna jest wyposażona w dwa międzykoła i jeden międzyosiowy mechanizm różnicowy.

Elektroniczna blokada samoczynna

Aby uniknąć problemów wspomnianych powyżej, możliwe jest częściowe lub całkowite zablokowanie. W tym celu stosuje się analogi samoblokujące. Rozkładają skręcanie, biorąc pod uwagę różnicę na półosiach i odpowiednie warunki prędkości. Najlepszym sposobem rozwiązania tego problemu jest wyposażenie maszyny w elektroniczną blokadę międzyosiowego mechanizmu różnicowego. System jest wyposażony w czujniki, które monitorują wymaganą wydajność podczas jazdy pojazdu. Po przetworzeniu otrzymanych danych procesor wybiera optymalny tryb korekcji obciążenia i innych efektów na kołach i osiach.

Zasada działania tego węzła składa się z trzech głównych etapów:

1. Na początku poślizgu koła napędowego centrala otrzymuje impulsy ze wskaźników prędkości obrotowej, po ich przeanalizowaniu automatycznie podejmowana jest decyzja o sposobie działania. Następnie przełącznik zaworu zamyka się, a analog wysokiego ciśnienia otwiera się. Pompa zespołu ABS wytwarza ciśnienie w obwodzie roboczym cylindra hamulcowego elementu ślizgowego. Ślizgające się koło napędowe jest hamowane przez zwiększenie ciśnienia płynu hamulcowego.
2. Na drugim etapie system symulacji samoblokowania utrzymuje siłę hamowania poprzez utrzymywanie ciśnienia. Działanie pompy i zatrzymanie poślizgu kół.
3. Trzeci etap działania tego mechanizmu obejmuje zakończenie poślizgu kołaz jednoczesnym odciążeniem. Przełącznik otwiera się, a zawór wysokiego ciśnienia zamyka.

Poprzeczny mechanizm różnicowy KamAZ

Poniżej znajduje się schemat tego mechanizmu z opisem elementów:

1 - Wał główny.

2 - Pieczęć.

3 - Carter.

4, 7 - Podkładki typu podporowego.

5, 17 - Miski do skrzynek.

6 - Satelita.

8 - Wskaźnik blokady.

9 - Korek wlewu.

10 - Komora pneumatyczna.

11 - Widelec.

12 - Zatrzymaj dzwonek.

13 - Sprzęgło przekładni.

14 - Sprzęgło blokujące.

15 - Korek spustowy

16 - Koło zębate napędu osi środkowej.

18- Krzyż.

19 - Przekładnia tylnej osi.

20 - Śruba mocująca.

21, 22 - Osłona i łożysko.

Bezpieczeństwo

Międzyosiowy mechanizm różnicowy został zaprojektowany, aby zapewnić bezpieczną i wygodną jazdę po drogach o różnym przeznaczeniu. Niektóre z wad omawianego mechanizmu, wskazane powyżej, przejawiają się podczas niebezpiecznych i agresywnych manewrów terenowych. Dlatego też, jeśli maszyna jest wyposażona w mechanizm ręcznego przesterowania, może być eksploatowana tylko w odpowiednich warunkach. Używanie szybkich samochodów bez określonego mechanizmu jest bardzo trudne i niebezpieczne, zwłaszcza przy dużych prędkościach na autostradzie.