Jármű differenciálmű. A működés fajtái és jellemzői
Tartalom
ingyenes (blokkolás nélkül);
kézi zárral;
automatikus zárral.
A differenciálmű olyan mechanizmus, amely a nyomatékot egy forrástól két fogyasztóhoz továbbítja. Legfontosabb jellemzője az energia újraelosztásának és a fogyasztók különböző szögsebességének biztosítása. Egy közúti jármű esetében ez azt jelenti, hogy a kerekek eltérő erőt kaphatnak, és különböző sebességgel foroghatnak a differenciálműön keresztül.
A differenciálmű fontos eleme az autóváltóknak. Próbáljuk meg kitalálni, miért.
Miért nem lehet differenciálmű nélkül?
Szigorúan véve különbségtétel nélkül is megteheti. De csak addig, amíg az autó hibátlan pályán halad, anélkül, hogy sehol kanyarodna, és a gumiabroncsai egyformák és egyenletesen vannak felfújva. Más szavakkal, mindaddig, amíg az összes kerék azonos távolságot tesz meg, és azonos sebességgel forog.
De amikor az autó kanyarba lép, a kerekeknek más távolságot kell megtenniük. Nyilvánvaló, hogy a külső ív hosszabb, mint a belső ív, így a rajta lévő kerekeknek gyorsabban kell forogniuk, mint a belső íven lévő kerekeknek. Ha a tengely nem vezet, és a kerekek nem függenek egymástól, akkor nincs probléma.
Egy másik dolog a vezető híd. A normál vezérléshez a forgás mindkét kerékre átvitelre kerül. Merev kapcsolatukkal azonos szögsebességgel rendelkeznének, és hajlamosak azonos távolságot megtenni egy kanyarban. A kanyarodás nehézkes, megcsúszáshoz, fokozott gumikopáshoz és túlzott igénybevételhez vezetne. A motor teljesítményének egy része megcsúszna, ami azt jelenti, hogy az üzemanyag pazarlásba kerülne. Valami hasonló, bár nem olyan nyilvánvaló, más helyzetekben is előfordul – egyenetlen utakon, egyenetlen kerékterhelésnél, egyenetlen abroncsnyomásnál, változó mértékű gumikopásnál.
Itt jön a segítség. A forgást mindkét tengelytengelyre továbbítja, de a kerekek forgási szögsebességeinek aránya tetszőleges lehet, és az adott helyzettől függően gyorsan változhat a vezető beavatkozása nélkül.
A differenciálmű típusai
A különbségek szimmetrikusak és aszimmetrikusak. A szimmetrikus eszközök ugyanazt a nyomatékot adják át mindkét hajtott tengelyre, aszimmetrikus eszközök használatakor az átvitt nyomatékok eltérőek.
Funkcionálisan a differenciálművek használhatók kerekek közötti és tengelyek közötti differenciálműként. Az Interwheel a nyomatékot egy tengely kerekeire továbbítja. Elsőkerék-hajtású autónál a sebességváltóban, hátsókerék-hajtásúnál a hátsó tengelyházban található.
Egy összkerék-meghajtású autóban a mechanizmusok mindkét tengely forgattyúházában találhatók. Ha az összkerékhajtás állandó, akkor az osztóműbe egy középső differenciálmű is fel van szerelve. A forgást a sebességváltóról mindkét hajtótengelyre továbbítja.
A tengely differenciálmű mindig szimmetrikus, de a tengely differenciálmű általában aszimmetrikus, az első és a hátsó tengely között jellemző a nyomaték százaléka 40/60, bár ettől eltérő lehet.
A blokkolás lehetősége és módja a különbségek másik osztályozását határozza meg:
A blokkolás lehet teljes vagy részleges.
Hogyan működik a differenciálmű és miért kell blokkolni
Valójában a differenciálmű bolygó típusú mechanizmus. A legegyszerűbb szimmetrikus kereszttengelyes differenciálműben négy kúpkerekes fogaskerék van - két féltengelyes (1) és két műhold (4). Az áramkör egy műholddal működik, de a másodikat hozzáadják, hogy az eszköz erősebb legyen. A teherautókban és a terepjárókban két pár műhold van felszerelve.
A csésze (test) (5) műholdak hordozójaként működik. Egy nagy hajtott fogaskerék (2) mereven van benne rögzítve. A forgatónyomatékot a sebességváltótól a végső hajtóművön (3) keresztül kapja.
Egyenes úton a kerekek, és így a kerekeik is azonos szögsebességgel forognak. A műholdak a keréktengelyek körül forognak, de nem forognak a saját tengelyeik körül. Így forgatják az oldalsó fogaskerekeket, és ugyanazt a szögsebességet biztosítják.
A kanyarban a belső (kisebb) íven lévő kerék nagyobb gördülési ellenállással rendelkezik, ezért lassítja azt. Mivel a megfelelő oldalsó fogaskerék is lassabban kezd forogni, ez a műholdak forgását idézi elő. A saját tengelyük körüli forgásuk a fogaskerekek fordulatszámának növekedéséhez vezet a külső kerék tengelytengelyén.
Hasonló helyzet állhat elő olyan esetekben, amikor a gumiabroncsok tapadása nem megfelelő az úton. Például a kerék nekiütközik a jégnek, és elkezd csúszni. Egy közönséges szabad differenciálmű a forgást oda viszi át, ahol kisebb az ellenállás. Ennek eredményeként a csúszó kerék még gyorsabban fog forogni, míg a szemben lévő kerék gyakorlatilag leáll. Ennek eredményeként az autó nem tud tovább haladni. Ráadásul az összkerékhajtás esetében sem fog alapvetően megváltozni a kép, hiszen a középső differenciálmű is minden erőt átad ott, ahol kisebb ellenállásba ütközik, vagyis a csúszókerékkel szerelt tengelyre. Emiatt még egy négykerék-meghajtású autó is elakadhat, ha csak az egyik kerék csúszik meg.
Ez a jelenség súlyosan rontja bármely autó átjárhatóságát, és teljesen elfogadhatatlan terepjárók számára. A helyzetet a differenciálmű blokkolásával javíthatja.
A zárak típusai
Teljes kényszerblokkolás
A teljes kézi blokkolást úgy érheti el, hogy a műholdakat megzavarja, így megfosztja őket attól, hogy saját tengelyük körül forogjanak. Egy másik lehetőség, hogy a differenciálmű csészét mereven kapcsoljuk a tengelytengelyhez. Mindkét kerék azonos szögsebességgel fog forogni.
Ennek a módnak az engedélyezéséhez csak meg kell nyomnia egy gombot a műszerfalon. A meghajtó egység lehet mechanikus, hidraulikus, pneumatikus vagy elektromos. Ez a séma a keréktárcsák és a középső differenciálművekhez egyaránt alkalmas. Bekapcsolhatja, ha az autó áll, és csak alacsony sebességgel használja, ha durva terepen halad. Normál úton elhagyva a zárat ki kell kapcsolni, különben a kezelhetőség észrevehetően romlik. Ezzel az üzemmóddal való visszaélés károsíthatja a tengelytengelyt vagy a kapcsolódó alkatrészeket.
Nagyobb érdeklődésre tartanak számot az önzáró differenciálművek. Nem igényelnek járművezetői beavatkozást, és szükség esetén automatikusan működnek. Mivel az ilyen eszközök blokkolása nem teljes, a tengelytengelyek károsodásának valószínűsége kicsi.
Tárcsás (súrlódó) zár
Ez az önzáró differenciálmű legegyszerűbb változata. A mechanizmust egy sor súrlódó tárcsa egészíti ki. Szorosan illeszkednek egymáshoz, és az egyiken keresztül mereven rögzítve vannak az egyik tengelyen és a csészében.
Az egész szerkezet egészében forog, amíg a kerekek forgási sebessége eltérő nem lesz. Ekkor súrlódás jelenik meg a lemezek között, ami korlátozza a sebességkülönbség növekedését.
Viszkózus kötés
A viszkózus tengelykapcsoló (viszkózus tengelykapcsoló) hasonló működési elvű. Csak itt helyezik el a perforált lemezeket egy lezárt dobozba, amelynek minden szabad terét szilikonfolyadék tölti ki. Megkülönböztető jellemzője a keverés során a viszkozitás változása. Ahogy a tárcsák különböző sebességgel forognak, a folyadék felkavarodik, és minél intenzívebb a keverés, annál viszkózusabb lesz a folyadék, szinte szilárd állapotba kerül. Amikor a forgási sebesség kiegyenlítődik, a folyadék viszkozitása gyorsan csökken, és a differenciálmű kiold.
A viszkózus tengelykapcsoló meglehetősen nagy méretű, ezért gyakrabban használják a középső differenciálmű kiegészítéseként, néha pedig helyette, ebben az esetben pszeudo-differenciálként működik.
A viszkózus tengelykapcsolónak számos hátránya van, amelyek jelentősen korlátozzák a használatát. Ezek a tehetetlenség, a jelentős felmelegedés és az ABS-szel való rossz kompatibilitás.
Thorsen
A név a Torque Sensing-ből, azaz a „nyomaték érzékeléséből” származik. Az egyik leghatékonyabb önzáró differenciálműnek tartják. A mechanizmus csigakereket használ. A kialakításnak súrlódó elemei is vannak, amelyek csúszás esetén a nyomatékot továbbítják.
Ennek a mechanizmusnak három típusa van. Normál közúti tapadás esetén a T-1 és T-2 típusok szimmetrikus típusú differenciálműként működnek.
Ha az egyik kerék elveszti a tapadást, a T-1 képes a nyomaték újraelosztására 2,5:1, 6:1 és még több arányban. Vagyis a legjobb tapadású kerék nagyobb nyomatékot kap, mint a csúszó kerék, a megadott arányban. A T-2 változatban ez a szám alacsonyabb - 1,2-1-3-1, de kisebb a holtjáték, a rezgés és a zaj.
A Torsen T-3-at eredetileg aszimmetrikus differenciálműként fejlesztették ki, 20 ... 30%-os blokkolási aránnyal.
QUAIFE
A Quife differenciálmű arról az angol mérnökről kapta a nevét, aki ezt a készüléket kifejlesztette. Kialakítása szerint a féregtípushoz tartozik, mint a Thorsen. A műholdak számában és elhelyezésében különbözik tőle. A Quaife nagyon népszerű az autótuning-rajongók körében.
