Ograniczona różnica: jak to działa?

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-19 18:17

Wyrażenie „blokada mechanizmu różnicowego” lub „ograniczony mechanizm różnicowy” (samoblokujący) słyszało wielu kierowców, ale tylko nieliczni wiedzą, jak ten proces wygląda w praktyce. A jeśli wcześniej producenci samochodów wyposażali taką „opcję” głównie w SUV-y, to teraz można ją znaleźć również w dość miejskim samochodzie. Ponadto często właściciele samochodów niewyposażonych w samoblokujące się, rozumiejąc jakie korzyści niosą ze sobą, montują je samodzielnie.

Ale zanim zrozumiesz, jak działa samoblokujący mechanizm różnicowy, musisz zrozumieć, jak działa bez blokowania.

Co to jest różnica

Dyferencjał (diff) słusznie może być uważany za jeden z głównych elementów konstrukcji przekładni samochodowej. Za jego pomocą następuje przenoszenie, zmiana i rozdział wytwarzanego przez silnik momentu obrotowego pomiędzy parę odbiorców: koła znajdujące się na tej samej osi maszyny lub pomiędzy jej osiami. Ponadto siła przepływu energii rozproszonej, jeśli to konieczne, może być różna, co oznacza, że prędkość obrotowa kół jest inna.

Bdyferencjał skrzyni biegów samochodu może być zainstalowany: w obudowie tylnej osi, skrzyni biegów i skrzyni rozdzielczej, w zależności od urządzenia (urządzeń) napędu.

Te dyferencjały, które są montowane w mostku lub skrzyni biegów, nazywane są międzykołami, a które znajdują się odpowiednio między osiami samochodu - interaxle.

Przypisanie różnicowe

Jak wiadomo samochód podczas jazdy wykonuje różne manewry: skręty, zmiany pasów, wyprzedzanie itp. Dodatkowo nawierzchnia drogi może zawierać wyboje, co oznacza, że koła samochodu w zależności od sytuacji, w jednym i tym samym czasie może pokonywać różne odległości. Dlatego na przykład podczas skręcania, jeśli prędkość obrotowa kół na osi jest taka sama, to jedno z nich nieuchronnie zacznie się ślizgać, co doprowadzi do przyspieszonego zużycia opon. Ale to nie jest najgorsze. Co gorsza, prowadzenie pojazdu jest znacznie ograniczone.

Aby rozwiązać takie problemy, wymyślili dyferencjał - mechanizm, który będzie redystrybuował energię pochodzącą z silnika między osiami samochodu zgodnie z wartością oporu toczenia: im niższy, tym większy prędkość koła będzie taka sama i na odwrót.

Mechanizm różnicowy

Dziś istnieje wiele odmian różnic, a ich urządzenie jest dość złożone. Jednak zasada działania jest zasadniczo taka sama, więc łatwiej będzie zrozumieć najprostszy typ - otwartą różniczkę, która składa się z następujących elementów:

1. Koła zębate montowane na półosiach.
2. Przekładnia napędzana (korona), wykonana w formie ściętego stożka.
3. Koło napędowe zamontowane na końcu wałka napędowego, które wraz z koroną tworzy koło zębate główne. Ponieważ napędzane koło zębate jest większe niż koło napędowe, to ostatnie będzie musiało wykonać kilka obrotów wokół swojej osi, zanim koło koronowe wykona tylko jeden. Dlatego to właśnie te dwa elementy mechanizmu różnicowego zmniejszają ilość energii (prędkości), która ostatecznie dociera do kół.
4. Satelity tworzące przekładnię planetarną, która odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu niezbędnej różnicy w prędkości obrotowej kół.
5. Sprawy.

Jak działa różnica

Podczas ruchu prostoliniowego samochodu wały osi, a co za tym idzie koła, obracają się z taką samą prędkością, jak wał napędowy z przekładnią śrubową. Ale podczas zakrętu obciążenie kół staje się inne (jedno z nich próbuje szybciej się kręcić), a dzięki tej różnicy satelity są zwalniane. Teraz przechodzi przez nie energia silnika, a ponieważ para satelitów to dwa oddzielne, niezależne koła zębate, na półosie przenoszona jest inna prędkość obrotowa. Tak więc moc generowana przez silnik jest rozdzielana między koła, ale nierównomiernie i w zależności od obciążenia na nie działającego: to, co porusza się po zewnętrznym promieniu, doświadcza mniejszych oporów toczenia, więc dyferencjał przekazuje mu więcej energii, obracając sięszybciej.

Nie ma różnicy w działaniu centralnego mechanizmu różnicowego i mechanizmu różnicowego kół: zasada działania jest podobna, tylko w pierwszym przypadku rozłożony moment obrotowy kierowany jest na osie pojazdu, a w drugim - na jego koła znajduje się na tej samej osi.

Potrzeba centralnego dyferencjału staje się szczególnie widoczna podczas jazdy samochodem po nierównym terenie, gdy jego ciężar naciska na niższą oś, na przykład na podjeździe lub zjeździe.

Problem różnicowy

Pomimo tego, że dyferencjał z pewnością odgrywa dużą rolę w konstrukcji samochodu, jego działanie czasami stwarza problemy dla kierowcy. Mianowicie: gdy jedno z kół znajduje się na śliskim odcinku drogi (błoto, lód lub śnieg), to drugie, znajdujące się na twardszym podłożu, zaczyna odczuwać zwiększone obciążenie, dyferencjał stara się to naprawić, przekierowuje energię silnika do koła przesuwnego. Okazuje się więc, że otrzymuje maksymalną rotację, podczas gdy drugi, który mocno trzyma się podłoża, po prostu pozostaje nieruchomy.

Właśnie w celu rozwiązania takich problemów wynaleziono blokadę (wyłączanie) mechanizmu różnicowego.

Zasada blokowania i jej rodzaje

Po zrozumieniu zasady działania mechanizmu różnicowego możemy stwierdzić, że jeśli go zablokujesz, zwiększy się moment obrotowy na kole lub osi, która ma najlepszą przyczepność. Można to zrobić, łącząc jego korpus z jedną z dwóch półosi lub zatrzymując satelity przed obracaniem.

Blokujmoże być kompletny - gdy części mechanizmu różnicowego są sztywno połączone. Odbywa się to z reguły za pomocą sprzęgła krzywkowego i jest kontrolowane przez kierowcę poprzez specjalny napęd z kabiny samochodu. Lub może być częściowy, w którym to przypadku na koła przenoszona jest tylko ograniczona siła - tak działa samoblokujący mechanizm różnicowy, który nie wymaga interwencji człowieka.

Jak działa samoblokujący mechanizm różnicowy

Samoblokujący mechanizm różnicowy jest zasadniczo kompromisem między pełnym blokiem a swobodnym dyferencjałem i pozwala zmniejszyć poślizg kół samochodu w przypadku różnicy we współczynniku przyczepności między nimi. W ten sposób zdolność do jazdy terenowej, prowadzenie w terenie, a także dynamika przyspieszania pojazdu są znacznie zwiększone, niezależnie od jakości drogi.

Samozabezpieczenie eliminuje pełne blokowanie kół, co chroni półosie przed krytycznymi obciążeniami, które mogą wystąpić w mechanizmach różnicowych z wymuszonym wyłączaniem.

Blokady osi są zwalniane automatycznie, jeśli prędkości kół wyrównują się podczas jazdy na wprost.

Najczęstsze rodzaje samoblokowania

Disk self-block to zestaw tarcz ciernych (tarcia) zainstalowanych między korpusem dyferencjału a przekładnią osi.

Nietrudno zrozumieć, jak działa dyferencjał z takim blokiem: gdy samochód jedzie po linii prostej, korpus dyferencjału i obie półosie obracają się razem, gdy tylko pojawi się różnica w prędkościach obrotowych (koło uderzyło w śliski obszar), między tarczami występuje tarcie, które je zmniejsza. czyli kołopozostając na twardym podłożu będzie nadal się obracać, a nie zatrzymywać, jak w przypadku wolnego mechanizmu różnicowego.

Sprzęgło wiskotyczne lub inaczej sprzęgło wiskotyczne, podobnie jak poprzednia różnica, zawiera dwie paczki dysków, tylko tym razem perforowanych, zainstalowanych między sobą z małą przerwą. Jedna część tarcz posiada sprzęgło z korpusem, druga z wałem napędowym.

Dyski są umieszczane w pojemniku wypełnionym płynem krzemoorganicznym, który podczas równomiernego obracania pozostaje niezmieniony. Gdy tylko pojawi się różnica prędkości między opakowaniami, płyn zaczyna szybko i silnie gęstnieć. Pomiędzy perforowanymi powierzchniami występuje opór. Nadmiernie rozkręcony pakiet zostaje w ten sposób spowolniony, a prędkość obrotowa wyrównana.

Ząbkowane (śruba, ślimak) samoblokujące. Jego działanie opiera się na zdolności pary ślimaków do zaklinowania, a tym samym do blokowania półosi w przypadku wystąpienia na nich różnicy momentu obrotowego.

Autoblokada krzywki. Aby zrozumieć, jak działa ten rodzaj mechanizmu różnicowego, wystarczy wyobrazić sobie otwarty mechanizm różnicowy, w którym zamiast przekładni planetarnej zainstalowane są pary kół zębatych (krzywek). Krzywki obracają się (skaczą), gdy prędkości kół są prawie takie same, i są mocno blokowane (zablokowane), gdy tylko jedna z nich zaczyna się ślizgać.

Nie ma różnicy jak działa blokada środkowego mechanizmu różnicowego i międzykołowego mechanizmu różnicowego - zasada działania jest taka sama, różnicetylko w punktach końcowych: w pierwszym przypadku - dwie osie, w drugim - dwa koła zamontowane na tej samej osi.

Krajowa „Niva” i jej różnice

Niva zajmuje szczególne miejsce w linii krajowych VAZów: w przeciwieństwie do swoich „krewnych” na linii montażowej, ten samochód jest wyposażony w niewyłączany napęd na wszystkie koła.

Trzy dyferencjały są zainstalowane w skrzyni biegów SUV VAZ: dyferencjały międzykołowe na każdej osi i dyferencjały międzyosiowe w skrzyni rozdzielczej. Pomimo takiej liczby nie będziesz musiał ponownie zastanawiać się, jak działają mechanizmy różnicowe w Nivie. Wszystko jest dokładnie takie samo, jak opisano powyżej. Oznacza to, że podczas ruchu prostoliniowego maszyny, pod warunkiem, że nie ma poślizgu na kołach, siła uciągu między nimi jest rozłożona równomiernie i ma taką samą wartość. Kiedy jedno z kół zaczyna się ślizgać, cała energia z silnika, przechodząca przez dyferencjały, jest kierowana na to koło.

Blokada mechanizmu różnicowego Niva

Zanim zaczniemy mówić o działaniu blokady mechanizmu różnicowego w Nivie, należy zwrócić uwagę na jeden punkt, a mianowicie, aby wyjaśnić przeznaczenie przedniego (małego) uchwytu skrzyni rozdzielczej.

Niektórzy kierowcy uważają, że z jego pomocą w samochodzie włącza się napęd na przednie koła - tak nie jest: zarówno przednie, jak i tylne koła Nivy są zawsze włączone, a ten uchwyt steruje przenoszeniem różnica w przypadku. Oznacza to, że gdy jest ustawiony w pozycji "do przodu", diff działa normalnie i kiedy"wstecz" - wył.

A teraz bezpośrednio o blokadzie: gdy mechanizm różnicowy jest wyłączony, wały skrzyni rozdzielczej są zamykane przez sprzęgło, wyrównując w ten sposób ich prędkości obrotowe, czyli całkowita prędkość kół przedniej osi jest równa całkowita prędkość tylnej osi. Rozkład ciągu następuje w kierunku większego oporu. Powiedzmy, że tylne koło się ślizga, jeśli włączysz blokadę, siła uciągu przejdzie na przednią oś, której koła rozciągną samochód, ale jeśli przednie koło również się ślizga wraz z tylnym, to Niva nie wyjdzie sam.

Aby temu zapobiec, kierowcy instalują na mostach samoblokujące blokady, które pomagają w wyciągnięciu zablokowanego samochodu. Do tej pory najpopularniejszym wśród właścicieli Nivy jest dyferencjał Nesterov.

Samoblokada Niestierowa

Sekret jego popularności tkwi w sposobie działania mechanizmu różnicowego Niestierowa.

Konstrukcja dyferencjału pozwala nie tylko optymalnie dostosować prędkość kątową kół samochodu podczas wykonywania manewrów, ale również w przypadku poślizgu lub zawieszenia koła urządzenie daje mu minimalną ilość energii z silnika. Co więcej, reakcja autoblokady na zmianę sytuacji w ruchu jest niemal natychmiastowa. Ponadto dyferencjał Niestierowa znacznie poprawia prowadzenie samochodu nawet na śliskich zakrętach, zwiększa stabilność kierunkową, zwiększa dynamikę przyspieszania (szczególnie zimą) oraz zmniejsza zużycie paliwa. A instalacja urządzenia nie wymaga żadnychzmiany w konstrukcji skrzyni biegów i są instalowane w taki sam sposób jak klasyczny diff.

Dyferencjał znalazł zastosowanie nie tylko w technice motoryzacyjnej, okazał się bardzo przydatny w motoblokach, znacznie ułatwiając życie jego właścicielom.

Różnica dla motobloków

Motoblock - jednostka jest dość ciężka, a samo jej przekręcenie wymaga dużo wysiłku, a przy nieuregulowanej prędkości kątowej obrotu kół staje się to jeszcze trudniejsze. Dlatego właściciele tych maszyn, jeśli różnice nie były pierwotnie przewidziane w projekcie, kupują i instalują je we własnym zakresie.

Jak działa dyferencjał ciągnika pchanego? W rzeczywistości zapewnia jedynie łatwy skręt samochodu, zatrzymując jedno z kół.

Inną funkcją, niezwiązaną z redystrybucją mocy, jest zwiększenie rozstawu osi. Konstrukcja mechanizmu różnicowego przewiduje jego zastosowanie jako przedłużenia osi, co sprawia, że ciągnik prowadzący jest bardziej zwrotny i odporny na przewracanie się, zwłaszcza podczas pokonywania zakrętów.

Jednym słowem dyferencjał to bardzo przydatna i niezastąpiona rzecz, a jej zablokowanie znacznie zwiększa zdolność auta do jazdy w terenie.