Obmedzený diferenciál: ako to funguje?

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-19 18:22

Pojem „uzávierka diferenciálu“alebo „obmedzený diferenciál“(samoblokovanie) už počulo veľa motoristov, no len málokto vie, ako tento proces vyzerá v praxi. A ak predchádzajúce automobilky vybavili takúto „možnosť“hlavne SUV, teraz ju možno nájsť aj na celkom mestskom aute. Navyše, často majitelia áut, ktoré nie sú vybavené autoblokovaním, keď pochopili, aké výhody prinášajú, si ich nainštalujú sami.

Avšak predtým, než pochopíte, ako funguje samosvorný diferenciál, musíte pochopiť, ako funguje bez blokovania.

Čo je diferenciál

Diferenciál (diff) možno právom považovať za jeden z hlavných prvkov konštrukcie prevodovky automobilu. S jeho pomocou sa uskutočňuje prenos, zmena a rozdelenie krútiaceho momentu produkovaného motorom medzi dvojicu spotrebiteľov: kolesá umiestnené na rovnakej osi stroja alebo medzi jeho nápravami. Navyše sila toku distribuovanej energie, ak je to potrebné, môže byť odlišná, čo znamená, že rýchlosť otáčania kolies je iná.

Bautomobilový prevodový diferenciál môže byť inštalovaný: v skrini zadnej nápravy, prevodovke a rozvodovej skrini v závislosti od hnacieho zariadenia (zariadení).

Tieto diferenciály, ktoré sú inštalované v moste alebo prevodovke, sa nazývajú medzikolesové a ktoré sa nachádzajú medzi nápravami automobilu - interaxle.

Diferenčné priradenie

Ako viete, auto vykonáva počas jazdy rôzne manévre: zákruty, zmeny jazdných pruhov, predbiehanie atď. Okrem toho môže povrch vozovky obsahovať hrbole, čo znamená, že kolesá auta v závislosti od situácie, v jednom a tom istom čase dokáže prekonať rôzne vzdialenosti. Preto napríklad pri otáčaní, ak je rýchlosť otáčania kolies na náprave rovnaká, potom jedno z nich nevyhnutne začne skĺznuť, čo povedie k zrýchlenému opotrebovaniu pneumatík. Ale to nie je to najhoršie. Oveľa horšie je, že ovládateľnosť vozidla je značne obmedzená.

Na vyriešenie takýchto problémov prišli s diferenciálom – mechanizmom, ktorý prerozdelí energiu prichádzajúcu z motora medzi nápravy auta v súlade s hodnotou valivého odporu: čím nižší, tým väčší rýchlosť kolesa bude a naopak.

Diferenciálny mechanizmus

V súčasnosti existuje veľa rôznych rozdielov a ich zariadenie je dosť zložité. Princíp činnosti je však vo všeobecnosti rovnaký, takže bude ľahšie pochopiť najjednoduchší typ - otvorený diferenciál, ktorý pozostáva z nasledujúcich prvkov:

1. Ozubené kolesá namontované na hriadeľoch nápravy.
2. Hnané (korunové) ozubené koleso vyrobené vo forme zrezaného kužeľa.
3. Hnacie koleso namontované na konci hnacieho hriadeľa, ktoré spolu s korunou tvorí hlavné koleso. Pretože hnané ozubené koleso je väčšie ako hnacie koleso, hnané koleso bude musieť urobiť niekoľko otáčok okolo svojej osi, kým prstencové koleso vykoná iba jednu. Preto sú to tieto dva prvky diferenciálu, ktoré znižujú množstvo energie (rýchlosti), ktoré nakoniec dosiahne kolesá.
4. Satelity, ktoré tvoria planétový prevod, ktorý hrá kľúčovú úlohu pri poskytovaní potrebného rozdielu v rýchlosti otáčania kolies.
5. Prípady.

Ako funguje diferenciál

Počas priamočiareho pohybu automobilu sa jeho nápravové hriadele, a teda aj kolesá otáčajú rovnakou rýchlosťou ako hnací hriadeľ so špirálovým prevodom. Počas zákruty sa však zaťaženie kolies líši (jedno z nich sa snaží otáčať rýchlejšie) a kvôli tomuto rozdielu sa satelity uvoľňujú. Teraz nimi prechádza energia motora a keďže dvojica satelitov sú dva samostatné, nezávislé prevody, na nápravové hriadele sa prenáša iná rýchlosť otáčania. Výkon generovaný motorom sa teda rozdeľuje medzi kolesá, ale nerovnomerne a v závislosti od zaťaženia, ktoré na ne pôsobí: to, čo sa pohybuje po vonkajšom polomere, má menší valivý odpor, takže diferenciál naň prenáša viac energie a otáča sa.rýchlejšie.

Neexistuje žiadny rozdiel v tom, ako funguje stredový diferenciál a diferenciál kolies: princíp činnosti je podobný, iba v prvom prípade je distribuovaný krútiaci moment nasmerovaný na nápravy vozidla a v druhom na jeho kolesá umiestnené na tej istej náprave.

Potreba stredového rozdielu sa prejaví najmä pri jazde autom po nerovnom teréne, keď jeho hmotnosť tlačí na nápravu, ktorá je nižšia ako druhá, napríklad pri stúpaní alebo zjazde.

Problém s rozdielom

Napriek tomu, že diferenciál určite hrá veľkú rolu pri konštrukcii auta, jeho činnosť niekedy robí vodičovi problémy. Konkrétne: keď je jedno z kolies na klzkom úseku cesty (blato, ľad alebo sneh), potom druhé, umiestnené na tvrdšom teréne, začne pociťovať zvýšenú záťaž, diferenciál sa to snaží opraviť, presmeruje energiu motora na posuvné koleso. Ukazuje sa teda, že sa maximálne otáča, zatiaľ čo druhý, ktorý pevne drží zem, jednoducho zostáva nehybný.

Práve na vyriešenie takýchto problémov bolo vynájdené uzamykanie (deaktivácia) diferenciálu.

Princíp blokovania a jeho typy

Po pochopení princípu diferenciálu môžeme konštatovať, že ak ho zablokujete, krútiaci moment sa zvýši na kolese alebo náprave, ktorá má najlepšiu priľnavosť. Dá sa to dosiahnuť pripojením jeho tela k jednému z dvoch hriadeľov nápravy alebo zastavením otáčania satelitov.

Blokovaťmôže byť kompletný - keď sú časti diferenciálu pevne spojené. Vykonáva sa spravidla pomocou vačkovej spojky a je riadená vodičom pomocou špeciálneho pohonu z kabíny vozidla. Alebo môže byť čiastočná, vtedy sa na kolesá prenáša len obmedzená sila – takto funguje samosvorný diferenciál, ktorý si nevyžaduje zásah človeka.

Ako funguje samosvorný diferenciál

Samosvorný diferenciál je v podstate kompromisom medzi plným blokom a voľným diferenciálom a umožňuje vám znížiť preklzávanie kolies auta v prípade rozdielu v koeficiente trakcie medzi nimi. Výrazne sa tak zvyšuje priechodnosť terénom, ovládateľnosť v teréne, ako aj dynamika zrýchlenia vozidla, bez ohľadu na kvalitu vozovky.

Samouzamykanie eliminuje úplné zablokovanie kolies, čo chráni hriadele nápravy pred kritickým zaťažením, ktoré sa môže vyskytnúť pri vytlačených diferenciáloch.

Zámky nápravy sa uvoľnia automaticky, ak sa otáčky kolies vyrovnajú počas priamej jazdy.

Najbežnejšie typy sebablokovania

Samoblokovanie disku je súprava trecích (trecích) kotúčov inštalovaných medzi teleso diferenciálu a ozubené koleso nápravy.

Nie je ťažké pochopiť, ako funguje diferenciál s takýmto blokom: keď auto jazdí v priamom smere, teleso diferenciálu a oba hriadele nápravy sa otáčajú spoločne, akonáhle dôjde k rozdielu v rýchlostiach otáčania (koleso narazilo na klzkú oblasť), dochádza k treniu medzi diskami, čím sa znižuje. Teda kolesozostávajúce na tvrdej zemi sa budú naďalej otáčať, namiesto zastavenia, ako v prípade voľného diferenciálu.

Viskózna spojka, alebo inak viskózna spojka, rovnako ako predchádzajúca diff, obsahuje dva balíky diskov, tentoraz len perforované, inštalované medzi sebou s malou medzerou. Jedna časť kotúčov má spojku s telom, druhá s hnacím hriadeľom.

Disky sú umiestnené v nádobe naplnenej organokremičitou kvapalinou, ktorá pri rovnomernom otáčaní zostáva nezmenená. Akonáhle je medzi baleniami rozdiel v rýchlosti, tekutina začne rýchlo a silno hustnúť. Medzi perforovanými plochami je odpor. Príliš neskrútený balík sa tak spomalí a rýchlosť otáčania sa vyrovná.

Ozubený (skrutka, červík) samoblok. Jeho práca je založená na schopnosti závitovkového páru zaklinovať a tým zablokovať hriadele nápravy, keď na nich vznikne rozdiel v krútiacom momente.

Samoblokovanie kamery. Aby sme pochopili, ako tento typ diferenciálu funguje, stačí si predstaviť otvorený diferenciál, v ktorom sú namiesto planétového prevodového mechanizmu inštalované páry ozubených kolies (vačiek). Vačky sa otáčajú (naskakujú), keď sú otáčky kolies takmer rovnaké, a sú pevne zablokované (zaseknuté), akonáhle jedna z nich začne šmýkať.

Nie je rozdiel v tom, ako funguje uzávierka stredového diferenciálu a medzikolesového diferenciálu - princíp činnosti je rovnaký, rozdielyiba v koncových bodoch: v prvom prípade - dve nápravy, v druhom - dve kolesá namontované na tej istej náprave.

Domáca "Niva" a jej rozdiely

Niva zaujíma zvláštne miesto v rade domácich vozidiel VAZ: na rozdiel od svojich „príbuzných“na montážnej linke je toto auto vybavené nevypínateľným pohonom všetkých kolies.

V prevodovke VAZ SUV sú nainštalované tri diferenciály: medzikolesové diferenciály v každej náprave a medziosové diferenciály v prevodovke. Napriek takémuto číslu nebudete musieť znova zistiť, ako fungujú diferenciály na Nive. Všetko je úplne rovnaké, ako je opísané vyššie. To znamená, že pri priamočiarom pohybe stroja, za predpokladu, že nedochádza k preklzávaniu kolies, je ťažná sila medzi nimi rozdelená rovnomerne a má rovnakú hodnotu. Keď jedno z kolies začne preklzávať, všetka energia z motora prechádzajúca cez diferenciály smeruje na toto koleso.

Uzávierka diferenciálu Niva

Predtým, ako hovoríme o tom, ako funguje uzávierka diferenciálu na Nive, je potrebné poznamenať jeden bod, a to objasniť účel prednej (malej) rukoväte prevodovky.

Niektorí vodiči sa domnievajú, že s jeho pomocou sa v aute zapína pohon predných kolies - nie je to tak: pohon predných aj zadných kolies Nivy je vždy zapnutý a táto rukoväť ovláda prevod rozdiel medzi prípadmi. To znamená, že keď je nastavený v polohe "vpred", diferenciál funguje normálne a kedy"späť" - vypnuté.

A teraz priamo k uzávierke: keď je diferenciál vypnutý, hriadele rozdeľovacej prevodovky sú uzavreté spojkou, čím sa násilne vyrovnávajú rýchlosti ich otáčania, to znamená, že celková rýchlosť kolies prednej nápravy sa rovná celková rýchlosť zadnej nápravy. Rozloženie ťahu nastáva v smere väčšieho odporu. Povedzme, že zadné koleso preklzáva, ak zapnete aretáciu, ťažná sila pôjde na prednú nápravu, ktorej kolesá natiahnu auto, ale ak sa spolu so zadným kolesom prešmykne aj predné koleso, tak Niva nedostane sa von sám.

Aby sa tomu zabránilo, motoristi inštalujú na mosty autobloky, ktoré pomôžu vytiahnuť uviaznuté auto. K dnešnému dňu je medzi majiteľmi Nivy najobľúbenejší diferenciál Nesterov.

Nesterovov sebablok

Tajomstvo jeho popularity spočíva v tom, ako funguje Nesterov diferenciál.

Konštrukcia diferenciálu umožňuje nielen optimálne nastaviť uhlovú rýchlosť kolies auta pri manévroch, ale aj v prípade pošmyknutia alebo zavesenia kolesa mu zariadenie dodá minimálne množstvo energie z motora. Navyše reakcia autobloku na zmenu dopravnej situácie je takmer okamžitá. Okrem toho diferenciál Nesterov výrazne zlepšuje jazdné vlastnosti auta aj v klzkých zákrutách, zvyšuje smerovú stabilitu, zvyšuje dynamiku zrýchlenia (najmä v zime) a znižuje spotrebu paliva. A inštalácia zariadenia nevyžaduje žiadnezmeny v konštrukcii prevodovky a inštaluje sa rovnakým spôsobom ako klasický diferenciál.

Diferenciál našiel uplatnenie nielen v automobilovej technike, ukázalo sa, že je veľmi užitočný na motoblokoch, čím výrazne uľahčuje život svojim majiteľom.

Diferenciál pre motoblok

Motoblok - jednotka je dosť ťažká a jej jednoduché otočenie si vyžaduje veľa úsilia a s neregulovanou uhlovou rýchlosťou otáčania kolies je to ešte ťažšie. Preto si majitelia týchto strojov, ak dify pôvodne nepočítali s návrhom, zakúpia a nainštalujú ich svojpomocne.

Ako funguje diferenciál traktora s pojazdom? V skutočnosti poskytuje iba ľahké otočenie auta a zastavuje jedno z kolies.

Jeho ďalšou funkciou, ktorá nesúvisí s prerozdeľovaním výkonu, je zväčšiť rázvor. Konštrukcia diferenciálu umožňuje jeho použitie ako predĺženie nápravy, vďaka čomu je pojazdný traktor lepšie ovládateľný a odolný voči prevráteniu, najmä v zákrutách.

Jedným slovom, diferenciál je veľmi užitočná a nenahraditeľná vec a jeho blokovanie výrazne zvyšuje priechodnosť auta.