Diferenciál "Thorsen": princíp činnosti

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-19 18:21

“Thorsen” je jedným z druhov samosvorných diferenciálov. Takýto mechanizmus je k dispozícii na domácich aj zahraničných automobiloch. Princíp činnosti diferenciálu Torsen je založený na meniacom sa trení mechanických častí, čo vedie k rozdeleniu krútiaceho momentu medzi dvojkolesie.

Destination

Na čo teda slúži tento mechanizmus? Najjednoduchší diferenciál je schopný rozdeliť výkon alebo krútiaci moment medzi dve kolesá rovnako, rovnomerne. Ak jedno koleso preklzáva a nemôže sa zachytiť o vozovku, potom bude krútiaci moment na druhom kolese nulový. Vylepšené modely a v drvivej väčšine ide o diferenciály so samoblokovacím mechanizmom sú vybavené systémom blokovania hriadeľa nápravy. Krútiaci moment sa potom rozdelí tak, aby sa maximálny výkon dostal na koleso, ktoré si zachováva dobrú trakciu.

Diferenciál Thorsen je najlepším riešením pre vozidlá s pohonom všetkých kolies,prevádzkované väčšinou v náročných podmienkach. „Thorsen“nie je meno vývojára, ale skratka. To znamená snímanie krútiaceho momentu alebo snímanie krútiaceho momentu.

O histórii stvorenia

Diferenciál Thorsen bol prvýkrát predstavený v roku 1958. Konštrukciu a princíp fungovania vyvinul americký inžinier V. Glizman. Patent na sériovú výrobu tohto samosvorného mechanizmu získala firma Torsen, ktorej názov sa stal názvom pre zariadenie.

Device

Tento mechanizmus sa skladá zo známych prvkov – zariadenie je podobné akémukoľvek planetárnemu uzlu. Môžete zvýrazniť hlavné časti - toto je prípad, šnekové prevody, satelity.

Pokiaľ ide o všeobecný koncept, v porovnaní s bežnými mechanizmami nie je veľa rozdielov. Skriňa je pevne spojená s pohonnou jednotkou prevodovky. Vo vnútri puzdra sú nainštalované satelity. Sú upevnené na špeciálnych nápravách. Satelity sú v tuhom zábere s ozubenými kolesami nápravových hriadeľov. Ozubené kolesá poloosí sú upevnené na hriadeľoch, na ktoré sa prenáša krútiaci moment.

A teraz k samotnému mechanizmu Torsen. V tomto uzle má ozubené koleso poloosí skrutkovité zuby. Nie je to nič iné ako tradičný šnekový hriadeľ.

Satelity sú dvojica špirálových ozubených kolies. Jeden prvok z tejto dvojice tvorí závitovkový pár s nápravovým prevodom. Dvojica satelitných ozubených kolies môže tiež vzájomne pôsobiť vďaka čelnému ozubeniu. Dizajn má až tri satelity, z ktorých každýpredstavuje pár ozubených kolies.

Princíp fungovania

Pozrime sa, ako funguje Thorsenov diferenciál. Zoberme si to na príklade zostavy medzikolesa. Keď sa dvojica hnacích kolies pohybuje v priamom smere, obe narážajú na rovnaký odpor. Preto mechanizmus rozdeľuje krútiaci moment rovnomerne medzi obe kolesá. Pri jazde rovno nie sú zahrnuté planéty a sila sa prenáša priamo z misky na bočné prevody.

Keď auto vstúpi do zákruty, vnútorné koleso zažije väčší odpor a jeho rýchlosť sa zníži. Šnekový pár vnútorného kolesa začne fungovať. Bočný prevod otáča satelitný prevod. Ten prenáša krútiaci moment na druhý prevodový stupeň hriadeľa nápravy. To zvyšuje silu pôsobiacu na vonkajšie koleso. Pretože rozdiel v krútiacom momente na oboch stranách je malý, trenie v druhom páre šnekov je tiež nízke. V tomto prípade nedôjde k samoblokovaniu. Na tom je založený Thorsenov diferenciálny princíp.

Keď je jedno z hnacích kolies auta na klzkom povrchu, jeho odpor klesá. Krútiaci moment smeruje k tomuto kolesu. Polovičný hriadeľ otáča satelitný prevod a prenáša krútiaci moment na druhý satelit. V tomto prípade dôjde k samočinnému brzdeniu. Satelitné koleso nie je schopné pôsobiť ako hnací prvok a nemôže otáčať bočným kolesom kvôli určitým vlastnostiam závitovkového kolesa. Preto sa dvojica červov zasekáva. A kedyzaseknutie, spomalí rotáciu druhého páru a krútiaci moment na každej z poloosí sa vyrovná.

Tri prevádzkové režimy

Ak vezmeme do úvahy úplný princíp fungovania diferenciálu Torsen, potom treba povedať, že systém môže fungovať v troch rôznych režimoch. Konkrétny režim závisí od úrovne odporu na kolese. Keď je rovnaký, krútiaci moment je rovnomerne rozdelený.

Ak sa odpor na jednom z koliesok zvýši, potom sa zapne šnekový pár a tým sa aktivuje druhý pár, napriek malému odporu na ňom. To vedie k prerozdeleniu momentu podľa potreby. V tomto prípade sa jedno koleso spomalí. Druhý sa bude točiť rýchlejšie.

Ak sa na jednej z pneumatík úplne stratí odpor, bude to sprevádzané zablokovaním alebo zaseknutím závitovkového páru v dôsledku vysokého trenia. Potom druhý pár okamžite spomalí. krútiaci moment sa vyrovnáva. Činnosť diferenciálu Torsen v tomto režime je podobná priamočiaremu pohybu.

Tri typy „Thorsen“

V prvej verzii sú ozubené kolesá predných poloosí, ako aj satelitov, použité ako šnekové páry. Každá náprava má svoje vlastné satelity, spojené v pároch s tými na opačnej náprave. Toto spojenie sa vykonáva pomocou čelného ozubenia. Osi satelitov sú kolmé na poloosi. Táto verzia diferenciálu Torsen je uznávaná ako najvýkonnejšia spomedzi všetkých podobných návrhov. Je schopný pracovať vo veľmi širokom rozsahu krútiaceho momentu.

Druhá možnosť sa líši v tom, že osi satelitov sú rovnobežné s hriadeľmi náprav. Satelity sú v tomto prípade inštalované inak. Sú umiestnené v špeciálnych pohárových sedadlách. Párové satelity sú spojené špirálovým ozubením, ktoré sa pri zaklinovaní podieľa na blokovaní.

Tretia možnosť je jediná z celej série, kde je dizajn planetárny. Používa sa ako stredový diferenciál vo vozidlách s pohonom všetkých kolies. Osi satelitov a hnacie ozubené kolesá sú tiež navzájom rovnobežné. Vďaka tomu je jednotka veľmi kompaktná. Vďaka návrhu je spočiatku možné rozložiť zaťaženie medzi dva mosty v pomere 40:60. Ak sa spustí čiastočné blokovanie, pomer sa môže líšiť o 20 %.

Výhody diferenciálov tohto dizajnu

Tento dizajn má množstvo výhod. Tento mechanizmus je inštalovaný, pretože presnosť jeho práce je extrémne vysoká, zatiaľ čo zariadenie funguje veľmi hladko a ticho. Výkon sa medzi kolesá a nápravy rozdeľuje automaticky – nie je potrebný žiadny zásah vodiča. Prerozdelenie krútiaceho momentu nijako neovplyvňuje brzdenie. Ak diferenciál funguje správne, nie je potrebné ho udržiavať – vodič je povinný iba kontrolovať a pravidelne meniť olej.

Preto veľa vodičov dáva na Nivu diferenciál Torsen. Používa tiež permanentný systém pohonu všetkých kolies a žiadnu elektroniku, takže nadšenci extrémnych športov často menia štandardný diferenciál na túto jednotku.

Chyby

Sú tu aj nevýhody. To je vysoká cena, pretože vo vnútri je štruktúra dosť komplikovaná. Keďže diferenciál funguje na princípe tŕňov, zvyšuje sa tým spotreba paliva. So všetkými výhodami je účinnosť pomerne nízka v porovnaní s podobnými systémami iného typu. Mechanizmus má vysokú predispozíciu k zasekávaniu a opotrebovanie vnútorných prvkov je dosť intenzívne. Na mazanie sú potrebné špeciálne produkty, pretože počas prevádzky zostavy vzniká veľké množstvo tepla. Ak sú na tej istej náprave namontované rôzne kolesá, diely sa opotrebúvajú ešte intenzívnejšie.

Aplikácia

Uzol sa používa ako medzikolesový a medzinápravový mechanizmus na prerozdelenie krútiaceho momentu. Jednotka tohto druhu je nainštalovaná na mnohých zahraničných autách, ale najväčšiu popularitu získala na Audi Quatro. Výrobcovia áut s pohonom všetkých kolies veľmi často preferujú práve tento dizajn. Diferenciál Torsen je nainštalovaný na VAZ pre jeho relatívnu jednoduchosť a okamžitú prevádzku.