Medzinápravový diferenciál: typy, zariadenie, princíp činnosti

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

Medzinápravový diferenciál sa vzťahuje na prevodový mechanizmus, ktorý rozdeľuje krútiaci moment medzi hnacie hriadele. Okrem toho tento mechanizmus umožňuje otáčanie kolies rôznymi uhlovými rýchlosťami. Tento moment je badateľný najmä v zákrutách. Tento dizajn navyše umožňuje bezpečný a pohodlný pohyb na suchom tvrdom povrchu. V niektorých prípadoch, pri jazde na klzkej dráhe alebo v teréne, môže príslušné zariadenie hrať úlohu zátka pre auto. Zvážte vlastnosti konštrukcie a činnosti medzinápravových diferenciálov.

Popis

Diferenciál je navrhnutý tak, aby rozdeľoval krútiaci moment z kardanového hriadeľa na nápravy hnacích kolies vpredu alebo vzadu, v závislosti od typu pohonu. Výsledkom je, že medzinápravový diferenciál umožňuje otáčať každé koleso bez preklzu. Toto je priamy účel mechanizmu.

Pri pohybe v priamom smere, keď je zaťaženie kolies rovnomerné s rovnakými uhlovými rýchlosťami,predmetná jednotka funguje ako prenosový priestor. V prípade zmeny jazdných podmienok (preklz, otáčanie, otáčanie) sa zmení ukazovateľ zaťaženia. Nápravové hriadele majú tendenciu sa otáčať s rôznymi parametrami rýchlosti, preto je potrebné rozdeliť medzi ne krútiaci moment v určitom pomere. V tejto fáze začína medzinápravový diferenciál plniť svoju hlavnú funkciu – zaručiť bezpečnosť manévrovania vozidla.

Funkcie

Rozloženie uvažovaných automobilových zariadení závisí od pracovnej hnacej nápravy:

1. Na skrini prevodovky (pohon predných kolies).
2. Na skrini hnacej zadnej nápravy.
3. Autá s pohonom všetkých kolies sú vybavené medzikolesovým diferenciálom na skeletoch oboch náprav alebo rozdeľovacích skriniach (prenášajú pracovný moment medzi kolesami, resp. nápravami).

Za zmienku stojí, že diferenciál na strojoch sa objavil nie tak dávno. Na prvých modeloch mali „samohybné“posádky zlé manévrovacie schopnosti. Natáčanie kolies s identickým parametrom uhlovej rýchlosti viedlo k skĺznutiu jedného z prvkov alebo strate adhézie k povrchu vozovky. Čoskoro inžinieri vyvinuli vylepšenú modifikáciu zariadenia, ktorá umožňuje vyrovnanie straty kontroly.

Predpoklady na vytvorenie

Medzinápravové diferenciály áut vynašiel francúzsky konštruktér O. Pekker. V mechanizme určenom na distribúciu otáčaniamoment, ozubené kolesá a pracovné hriadele boli prítomné. Slúžili na transformáciu krútiaceho momentu z motora na hnacie kolesá. Napriek všetkým výhodám táto konštrukcia úplne nevyriešila problém s prešmykovaním kolies v zákrutách. To sa prejavilo v strate adhézie jedného z potiahnutých prvkov. Tento moment bol obzvlášť výrazný v ľadových oblastiach.

Pošmyknutie v takýchto podmienkach viedlo k nepríjemným nehodám, čo slúžilo ako dodatočný podnet na vývoj vylepšeného zariadenia, ktoré by mohlo zabrániť šmyku vozidla. Technické riešenie tohto problému vyvinul F. Porsche, ktorý prišiel s konštrukciou vačky, ktorá obmedzuje preklzávanie kolies. Prvé autá, ktoré používali simulovaný medzinápravový diferenciál, boli Volkswageny.

Device

Obmedzovací uzol funguje na princípe planétovej prevodovky. Štandardná konštrukcia mechanizmu obsahuje nasledujúce prvky:

• prevody polonáprav;
• pridružené satelity;
• pracovné telo v podobe misky;
• hlavný výstroj.

Kostra je pevne spojená s hnaným prevodom, ktorý prijíma krútiaci moment z analógu hlavného prevodu. Miska cez satelity transformuje rotáciu na hnacie kolesá. Rozdiel v rýchlostných režimoch uhlových parametrov je tiež zabezpečený pomocou sprievodných prevodov. Zároveň zostáva hodnota pracovného momentu stabilná. Zadný medzinápravový diferenciál je zameraný na prenos rýchlosti na hnacie kolesá. Dopravavozidlá s pohonom všetkých kolies sú vybavené alternatívnymi mechanizmami, ktoré pôsobia na nápravy.

Odrody

Uvedené typy mechanizmov sú rozdelené podľa konštrukčných prvkov, a to:

• kónické verzie;
• cylindrické možnosti;
• šnekové prevody.

Okrem toho sú diferenciály rozdelené podľa počtu zubov ozubených kolies nápravových hriadeľov na symetrické a asymetrické verzie. Z dôvodu optimálneho rozdelenia krútiaceho momentu sa druhé verzie s valcami montujú na nápravy vozidiel s pohonom všetkých kolies.

Stroje s prednou alebo zadnou hnanou nápravou sú vybavené symetrickými kužeľovými úpravami. Závitovkový prevod je univerzálny a možno ho agregovať so všetkými typmi zariadení. Kužeľové jednotky sú schopné pracovať v troch konfiguráciách: priame, rotačné a posuvné.

Schéma práce

Pri priamočiarom pohybe sa elektronická imitácia uzávierky medzinápravového diferenciálu vyznačuje rovnomerným rozložením zaťaženia medzi kolesá vozidla. V tomto prípade je pozorovaná identická uhlová rýchlosť a telesné satelity sa neotáčajú okolo svojich vlastných osí. Transformujú krútiaci moment na hriadeli nápravy pomocou statického prevodu a hnaného prevodu hlavného prevodu.

Pri prejazde zákrutou na vozidlo pôsobia rôzne sily odporu a zaťaženia. Parametre sú rozdelené takto:

1. Vnútorné koleso s menším polomerom má väčší odpor ako vonkajšie koleso. Indikátor zvýšeného zaťaženia spôsobuje zníženie rýchlosti otáčania.
2. Vonkajšie koleso sa pohybuje po väčšej dráhe. Zvýšenie uhlovej rýchlosti zároveň prispieva k hladkému otáčaniu stroja bez preklzovania.
3. Vzhľadom na tieto faktory musia mať kolesá rôzne uhlové rýchlosti. Satelity vnútorného prvku spomaľujú otáčanie hriadeľov nápravy. To isté zase prostredníctvom kužeľového ozubeného prvku zvyšuje intenzitu vonkajšieho náprotivku. Zároveň zostáva krútiaci moment z hlavného prevodu stabilný.

Sklz a stabilita

Kolesá auta môžu mať rôzne parametre zaťaženia, prešmykujú sa a strácajú trakciu. V tomto prípade sa na jeden prvok aplikuje nadmerná sila a druhý funguje „naprázdno“. Kvôli tomuto rozdielu sa pohyb auta stáva chaotickým alebo sa úplne zastaví. Na odstránenie týchto nedostatkov použite systém stability výmenného kurzu alebo manuálne blokovanie.

Aby sa moment krútenia hriadeľov nápravy vyrovnal, je potrebné zastaviť činnosť satelitov a transformovať rotáciu z misky na zaťažený hriadeľ nápravy. To platí najmä pre medzinápravové diferenciály MAZ a iné ťažké vozidlá s pohonom všetkých kolies. Podobná vlastnosť je spôsobená skutočnosťou, že ak stratíte priľnavosť v jednom zo štyroch bodov, množstvo krútiaceho momentu bude mať tendenciu k nule,aj keď je stroj vybavený dvoma medzikolesovými a jedným medzinápravovým diferenciálom.

Elektronický vlastný blok

Aby sa predišlo problémom uvedeným vyššie, umožňuje čiastočné alebo úplné zablokovanie. Na tento účel sa používajú samosvorné analógy. Rozdeľujú krútenie s prihliadnutím na rozdiel na nápravových hriadeľoch a zodpovedajúce rýchlostné pomery. Najlepší spôsob, ako problém vyriešiť, je vybaviť stroj elektronickou uzávierkou medzinápravového diferenciálu. Systém je vybavený senzormi, ktoré monitorujú požadovaný výkon počas jazdy vozidla. Po spracovaní prijatých údajov procesor vyberie optimálny režim pre korekciu zaťaženia a iných vplyvov na kolesá a nápravy.

Princíp fungovania tohto uzla pozostáva z troch hlavných etáp:

1. Na začiatku preklzu hnacieho kolesa dostane riadiaca jednotka impulzy z indikátorov rýchlosti otáčania, po ich analýze sa automaticky rozhodne o spôsobe prevádzky. Potom sa ventilový spínač zatvorí a vysokotlakový analóg sa otvorí. Čerpadlo jednotky ABS vytvára tlak v pracovnom okruhu brzdového valca klzného prvku. Preklzujúce hnacie koleso je brzdené zvýšením tlaku brzdovej kvapaliny.
2. V druhej fáze systém simulácie samoblokovania udržiava brzdnú silu udržiavaním tlaku. Činnosť čerpadla a zastavenie preklzu kolies.
3. Tretia fáza činnosti tohto mechanizmu zahŕňa dokončenie preklzu koliesso súčasným uvoľnením tlaku. Spínač sa otvorí a vysokotlakový ventil sa zatvorí.

KamAZ medzinápravový diferenciál

Nižšie je schéma tohto mechanizmu s popisom prvkov:

1 – Hlavný hriadeľ.

2 – Pečať.

3 - Carter.

4, 7 - Podložky typu podpory.

5, 17 - Misky puzdier.

6 – satelit.

8 – Indikátor uzamknutia.

9 – Plniaca zátka.

10 – Pneumatická komora.

11 – Vidlička.

12 – Zastaviť zvonenie.

13 - Prevodová spojka.

14 – Blokovacia spojka.

15 – Odtokový uzáver.

16 – Ozubené koleso pohonu strednej nápravy.

18- Cross.

19 – Prevod zadnej nápravy.

20 – Upevňovacia skrutka.

21, 22 - Kryt a ložisko.

Bezpečnosť

Medzinápravový diferenciál je navrhnutý tak, aby poskytoval bezpečnú a pohodlnú jazdu na cestách rôznych účelov. Niektoré z vyššie uvedených nevýhod uvažovaného mechanizmu sa prejavujú pri nebezpečnom a agresívnom manévrovaní v teréne. Preto, ak je stroj vybavený mechanizmom ručného ovládania, smie sa prevádzkovať len za vhodných podmienok. Je veľmi ťažké a nebezpečné používať vysokorýchlostné autá bez špecifikovaného mechanizmu, najmä pri vysokých rýchlostiach na diaľnici.