Περιορισμένη διαφορά: πώς λειτουργεί;

2024 Συγγραφέας: Erin Ralphs | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-19 13:48

Ο όρος «κλείδωμα διαφορικού» ή «περιορισμένο διαφορικό» (αυτο-μπλοκάρισμα), έχει ακουστεί από πολλούς αυτοκινητιστές, αλλά μόνο λίγοι γνωρίζουν πώς φαίνεται αυτή η διαδικασία στην πράξη. Και αν οι προηγούμενες αυτοκινητοβιομηχανίες εξόπλιζαν μια τέτοια «επιλογή» κυρίως με SUV, τώρα μπορεί να βρεθεί και σε αρκετά αυτοκίνητο πόλης. Επιπλέον, συχνά οι ιδιοκτήτες αυτοκινήτων που δεν είναι εξοπλισμένα με αυτο-μπλοκ, έχοντας καταλάβει ποια οφέλη προσφέρουν, τα εγκαθιστούν μόνοι τους.

Αλλά πριν καταλάβετε πώς λειτουργεί ένα διαφορικό αυτόματου κλειδώματος, πρέπει να καταλάβετε πώς λειτουργεί χωρίς να κλειδώνει.

Τι είναι η διαφορά

Το διαφορικό (διαφορικό) μπορεί δικαίως να θεωρηθεί ένα από τα κύρια στοιχεία του σχεδιασμού του κιβωτίου ταχυτήτων του αυτοκινήτου. Με τη βοήθειά του γίνεται η μετάδοση, η αλλαγή και η κατανομή της ροπής που παράγεται από τον κινητήρα μεταξύ ενός ζεύγους καταναλωτών: τροχοί που βρίσκονται στον ίδιο άξονα της μηχανής ή μεταξύ των αξόνων της. Επιπλέον, η ισχύς της ροής της κατανεμημένης ενέργειας, εάν είναι απαραίτητο, μπορεί να είναι διαφορετική, πράγμα που σημαίνει ότι η ταχύτητα περιστροφής των τροχών είναι διαφορετική.

ΒΜπορεί να εγκατασταθεί διαφορά μετάδοσης αυτοκινήτου: στο περίβλημα του πίσω άξονα, στο κιβώτιο ταχυτήτων και στη θήκη μεταφοράς, ανάλογα με τις συσκευές μετάδοσης κίνησης.

Αυτές οι διαφορές που είναι εγκατεστημένες στη γέφυρα ή στο κιβώτιο ταχυτήτων ονομάζονται interwheel και βρίσκονται μεταξύ των αξόνων του αυτοκινήτου, αντίστοιχα - interaxle.

Διαφορική ανάθεση

Όπως γνωρίζετε, ένα αυτοκίνητο εκτελεί διάφορους ελιγμούς κατά την οδήγηση: στροφές, αλλαγές λωρίδας, προσπεράσεις κ.λπ. Επιπλέον, το οδόστρωμα μπορεί να περιέχει χτυπήματα, πράγμα που σημαίνει ότι οι τροχοί του αυτοκινήτου, ανάλογα με την κατάσταση, σε έναν και τον ίδιο χρόνο μπορεί να καλύψει διαφορετικές αποστάσεις. Επομένως, για παράδειγμα, όταν στρίβετε, εάν η ταχύτητα περιστροφής των τροχών στον άξονα είναι η ίδια, τότε ένας από αυτούς θα αρχίσει αναπόφευκτα να γλιστρά, γεγονός που θα οδηγήσει σε επιταχυνόμενη φθορά των ελαστικών. Αλλά αυτό δεν είναι το χειρότερο. Πολύ χειρότερα, ο χειρισμός του οχήματος είναι πολύ μειωμένος.

Για να λύσουν τέτοια προβλήματα, βρήκαν ένα διαφορικό - έναν μηχανισμό που θα αναδιανέμει την ενέργεια που προέρχεται από τον κινητήρα μεταξύ των αξόνων του αυτοκινήτου σύμφωνα με την τιμή της αντίστασης κύλισης: όσο χαμηλότερη είναι, τόσο μεγαλύτερη η ταχύτητα του τροχού θα είναι και το αντίστροφο.

Διαφορικός μηχανισμός

Σήμερα, υπάρχουν πολλές ποικιλίες διαφορών και η συσκευή τους είναι αρκετά περίπλοκη. Ωστόσο, η αρχή λειτουργίας είναι γενικά η ίδια, επομένως θα είναι ευκολότερο να κατανοήσουμε τον απλούστερο τύπο - ένα ανοιχτό διαφορικό, το οποίο αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία:

1. Γρανάζια τοποθετημένα σε άξονες.
2. Κινούμενο γρανάζι (κορώνα), κατασκευασμένο σε μορφή κόλουρου κώνου.
3. Ένα γρανάζι μετάδοσης κίνησης τοποθετημένο στο άκρο του άξονα μετάδοσης κίνησης, το οποίο μαζί με την κορώνα σχηματίζει το κύριο γρανάζι. Δεδομένου ότι το γρανάζι μετάδοσης κίνησης είναι μεγαλύτερο από το γρανάζι μετάδοσης κίνησης, το τελευταίο θα πρέπει να κάνει αρκετές στροφές γύρω από τον άξονά του προτού το γρανάζι δακτυλίου εκτελέσει μόνο μία. Επομένως, αυτά τα δύο στοιχεία του διαφορικού είναι που μειώνουν την ποσότητα ενέργειας (ταχύτητα) που τελικά φτάνει στους τροχούς.
4. Οι δορυφόροι που σχηματίζουν το πλανητικό γρανάζι, το οποίο παίζει βασικό ρόλο στην παροχή της απαραίτητης διαφοράς στην ταχύτητα περιστροφής των τροχών.
5. Υποθέσεις.

Πώς λειτουργεί το διαφορικό

Κατά την ευθύγραμμη κίνηση του αυτοκινήτου, οι άξονές του, και συνεπώς οι τροχοί, περιστρέφονται με την ίδια ταχύτητα με τον άξονα μετάδοσης κίνησης με τον ελικοειδή γρανάζια του. Αλλά κατά τη διάρκεια της στροφής, το φορτίο στους τροχούς γίνεται διαφορετικό (ένας από αυτούς προσπαθεί να γυρίσει πιο γρήγορα) και λόγω αυτής της διαφοράς, οι δορυφόροι απελευθερώνονται. Τώρα η ενέργεια του κινητήρα περνά μέσα από αυτά, και δεδομένου ότι ένα ζεύγος δορυφόρων είναι δύο ξεχωριστά, ανεξάρτητα γρανάζια, μια διαφορετική ταχύτητα περιστροφής μεταδίδεται στους άξονες. Έτσι, η ισχύς που παράγεται από τον κινητήρα κατανέμεται μεταξύ των τροχών, αλλά άνισα, και ανάλογα με το φορτίο που ασκεί σε αυτούς: ό,τι κινείται κατά μήκος της εξωτερικής ακτίνας έχει μικρότερη αντίσταση κύλισης, έτσι η διαφορά μεταφέρει περισσότερη ενέργεια σε αυτό, περιστρέφονταςπιο γρήγορα.

Δεν υπάρχει διαφορά στον τρόπο λειτουργίας του κεντρικού διαφορικού και του διαφορικού τροχού: η αρχή λειτουργίας είναι παρόμοια, μόνο στην πρώτη περίπτωση η κατανεμημένη ροπή κατευθύνεται στους άξονες του οχήματος και στη δεύτερη στους τροχούς του βρίσκεται στον ίδιο άξονα.

Η ανάγκη για κεντρική διαφορά γίνεται ιδιαίτερα αισθητή όταν οδηγείτε ένα αυτοκίνητο σε ανώμαλο έδαφος, όταν το βάρος του πιέζει τον άξονα που είναι χαμηλότερος από τον άλλο, για παράδειγμα, σε ανηφόρα ή κατηφόρα.

Διαφορικό πρόβλημα

Παρά το γεγονός ότι το διαφορικό παίζει σίγουρα μεγάλο ρόλο στη σχεδίαση του αυτοκινήτου, η λειτουργία του μερικές φορές δημιουργεί προβλήματα στον οδηγό. Δηλαδή: όταν ένας από τους τροχούς βρίσκεται σε ένα ολισθηρό τμήμα του δρόμου (λάσπη, πάγος ή χιόνι), τότε ο άλλος, που βρίσκεται σε πιο σκληρό έδαφος, αρχίζει να αντιμετωπίζει αυξημένο φορτίο, η διαφορά προσπαθεί να το διορθώσει, ανακατευθύνει την ενέργεια του κινητήρα στον συρόμενο τροχό. Έτσι, αποδεικνύεται ότι δέχεται τη μέγιστη περιστροφή, ενώ το άλλο, που έχει σφιχτή λαβή στο έδαφος, απλά παραμένει ακίνητο.

Ακριβώς για την επίλυση τέτοιων προβλημάτων εφευρέθηκε το κλείδωμα (απενεργοποίηση) του διαφορικού.

Η αρχή του αποκλεισμού και οι τύποι του

Έχοντας κατανοήσει την αρχή του διαφορικού, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι αν το μπλοκάρετε, τότε η ροπή θα αυξηθεί στον τροχό ή στον άξονα που έχει το καλύτερο κράτημα. Αυτό μπορεί να γίνει συνδέοντας το σώμα του σε έναν από τους δύο άξονες ή σταματώντας την περιστροφή των δορυφόρων.

Αποκλεισμόςμπορεί να είναι πλήρης - όταν τα μέρη του διαφορικού συνδέονται άκαμπτα. Εκτελείται, κατά κανόνα, με τη βοήθεια ενός εκκεντροφόρου συμπλέκτη και ελέγχεται από τον οδηγό μέσω ειδικής κίνησης από την καμπίνα του αυτοκινήτου. Ή μπορεί να είναι μερική, οπότε μόνο περιορισμένη δύναμη μεταδίδεται στους τροχούς - έτσι λειτουργεί ένα αυτοασφαλιζόμενο διαφορικό, το οποίο δεν απαιτεί ανθρώπινη παρέμβαση.

Πώς λειτουργεί ένα αυτοασφαλιζόμενο διαφορικό

Το διαφορικό αυτόματου κλειδώματος είναι ουσιαστικά ένας συμβιβασμός μεταξύ ενός πλήρους μπλοκ και μιας ελεύθερης διαφοράς και σας επιτρέπει να μειώσετε την ολίσθηση των τροχών του αυτοκινήτου σε περίπτωση διαφοράς στον συντελεστή πρόσφυσης μεταξύ τους. Έτσι, η ικανότητα για cross-country, ο χειρισμός εκτός δρόμου, καθώς και η δυναμική της επιτάχυνσης του οχήματος αυξάνονται σημαντικά, ανεξάρτητα από την ποιότητα του δρόμου.

Το αυτοκλείδωμα εξαλείφει το μπλοκάρισμα του πλήρους τροχού, το οποίο προστατεύει τους άξονες του άξονα από κρίσιμα φορτία που μπορεί να προκύψουν σε διαφορικά αναγκαστικής απενεργοποίησης.

Οι κλειδαριές άξονα απελευθερώνονται αυτόματα εάν οι ταχύτητες των τροχών εξισωθούν κατά την οδήγηση σε ευθεία γραμμή.

Οι πιο συνηθισμένοι τύποι αυτο-μπλοκαρίσματος

Το αυτομπλοκάρισμα δίσκου είναι ένα σετ δίσκων τριβής (τριβής) που είναι εγκατεστημένοι μεταξύ του σώματος του διαφορικού και του γραναζιού του άξονα.

Δεν είναι δύσκολο να καταλάβουμε πώς λειτουργεί ένα διαφορικό με ένα τέτοιο μπλοκ: ενώ το αυτοκίνητο οδηγεί σε ευθεία γραμμή, το αμάξωμα του διαφορικού και οι δύο άξονες περιστρέφονται μαζί, μόλις υπάρξει διαφορά στις ταχύτητες περιστροφής (ο τροχός έχει χτυπήσει σε μια ολισθηρή περιοχή), εμφανίζεται τριβή μεταξύ των δίσκων, μειώνοντάς την. Ο τροχός δηλαδήπαραμένοντας σε σκληρό έδαφος θα συνεχίσει να περιστρέφεται, αντί να σταματά, όπως στην περίπτωση ενός ελεύθερου διαφορικού.

Η ιξώδης σύζευξη ή αλλιώς παχύρρευστη σύζευξη, όπως και η προηγούμενη διαφορά, περιέχει δύο πακέτα δίσκων, μόνο αυτή τη φορά διάτρητες, τοποθετημένες μεταξύ τους με ένα μικρό κενό. Το ένα μέρος των δίσκων έχει συμπλέκτη με το σώμα και το άλλο με τον κινητήριο άξονα.

Οι δίσκοι τοποθετούνται σε δοχείο γεμάτο με υγρό οργανοπυριτίου, το οποίο, όταν περιστρέφεται ομοιόμορφα, παραμένει αναλλοίωτο. Μόλις υπάρξει διαφορά στην ταχύτητα μεταξύ των συσκευασιών, το υγρό αρχίζει να πήζει γρήγορα και έντονα. Υπάρχει αντίσταση μεταξύ των διάτρητων επιφανειών. Έτσι, ένα υπερβολικά μη στριμμένο πακέτο επιβραδύνεται και η ταχύτητα περιστροφής ισοπεδώνεται.

Οδοντωτό (βίδα, σκουλήκι) αυτομπλοκάρισμα. Η δουλειά του βασίζεται στην ικανότητα του ζεύγους σκουληκιών να σφηνώνει και έτσι να μπλοκάρει τους άξονες όταν εμφανίζεται μια διαφορά στη ροπή σε αυτούς.

Αυτοαποκλεισμός κάμερας. Για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί αυτό το είδος διαφορικού, αρκεί να φανταστούμε ένα ανοιχτό διαφορικό, στο οποίο είναι εγκατεστημένα ζεύγη γραναζιών (έκκεντρων) αντί για μηχανισμό πλανητικού γραναζιού. Τα έκκεντρα περιστρέφονται (πηδούν) όταν οι ταχύτητες των τροχών είναι σχεδόν οι ίδιες και μπλοκάρουν δυνατά (εμπλοκή) μόλις ένα από αυτά αρχίσει να γλιστράει.

Δεν υπάρχει διαφορά στο πώς λειτουργεί το κλείδωμα του κεντρικού διαφορικού και του διαφορικού μεταξύ τροχών - η αρχή λειτουργίας είναι η ίδια, οι διαφορέςμόνο στα τελικά σημεία: στην πρώτη περίπτωση - δύο άξονες, στη δεύτερη - δύο τροχοί τοποθετημένοι στον ίδιο άξονα.

Εσωτερικό "Niva" και τα διαφορικά του

Το Niva κατέχει μια ιδιαίτερη θέση στη σειρά των εγχώριων VAZ: σε αντίθεση με τους "συγγενείς" του στη γραμμή συναρμολόγησης, αυτό το αυτοκίνητο είναι εξοπλισμένο με σύστημα τετρακίνησης χωρίς εναλλαγή.

Τρία διαφορικά είναι εγκατεστημένα στο κιβώτιο ταχυτήτων του VAZ SUV: διαφορικά μεταξύ τροχών σε κάθε άξονα και διααξονικά διαφορικά στη θήκη μεταφοράς. Παρά έναν τέτοιο αριθμό, δεν θα χρειαστεί να καταλάβετε πώς λειτουργούν ξανά τα διαφορικά στο Niva. Όλα είναι ακριβώς τα ίδια όπως περιγράφηκαν παραπάνω. Δηλαδή κατά την ευθύγραμμη κίνηση του μηχανήματος, εφόσον δεν υπάρχει ολίσθηση στους τροχούς, η ελκτική δύναμη μεταξύ τους κατανέμεται ομοιόμορφα και έχει την ίδια τιμή. Όταν ένας από τους τροχούς αρχίζει να γλιστράει, τότε όλη η ενέργεια από τον κινητήρα, περνώντας μέσα από τα διαφορικά, κατευθύνεται σε αυτόν τον τροχό.

Κλείδωμα διαφορικού Niva

Πριν μιλήσουμε για το πώς λειτουργεί το κλείδωμα διαφορικού στο Niva, πρέπει να σημειωθεί ένα σημείο, δηλαδή, να διευκρινιστεί ο σκοπός της μπροστινής (μικρής) λαβής της θήκης μεταφοράς.

Μερικοί οδηγοί πιστεύουν ότι με τη βοήθειά της η κίνηση στους μπροστινούς τροχούς ενεργοποιείται στο αυτοκίνητο - αυτό δεν είναι έτσι: τόσο η κίνηση στους μπροστινούς όσο και στους πίσω τροχούς του Niva είναι πάντα ενεργοποιημένες και αυτή η λαβή ελέγχει τη μεταφορά διαφορικό περίπτωσης. Δηλαδή, ενώ είναι ρυθμισμένο στη θέση "εμπρός", η διαφορά λειτουργεί κανονικά, και πότε"back" - off.

Και τώρα απευθείας για το κλείδωμα: όταν το διαφορικό είναι απενεργοποιημένο, οι άξονες της θήκης μεταφοράς κλείνουν με έναν συμπλέκτη, εξισώνοντας έτσι τις ταχύτητες περιστροφής τους, δηλαδή η συνολική ταχύτητα των τροχών του μπροστινού άξονα είναι ίση με τη συνολική ταχύτητα του πίσω άξονα. Η κατανομή της ώσης γίνεται προς την κατεύθυνση μεγαλύτερης αντίστασης. Ας πούμε ότι ο πίσω τροχός γλιστράει, αν ενεργοποιήσετε την κλειδαριά, η δύναμη έλξης θα πάει στον μπροστινό άξονα, οι τροχοί του οποίου θα τεντώσουν το αυτοκίνητο, αλλά αν ο μπροστινός τροχός γλιστρήσει μαζί με τον πίσω τροχό, τότε το Niva δεν θα βγει από μόνο του.

Για να μην συμβεί κάτι τέτοιο, οι αυτοκινητιστές τοποθετούν αυτο-μπλοκ στις γέφυρες για να βοηθήσουν στην απομάκρυνση ενός κολλημένου αυτοκινήτου. Μέχρι σήμερα, το πιο δημοφιλές μεταξύ των κατόχων Niva είναι το διαφορικό Nesterov.

Αυτο-αποκλεισμός του Νεστερόφ

Το μυστικό της δημοτικότητάς του βρίσκεται στον τρόπο που λειτουργεί το διαφορικό Nesterov.

Η σχεδίαση του διαφορικού επιτρέπει όχι μόνο τη βέλτιστη ρύθμιση της γωνιακής ταχύτητας των τροχών του αυτοκινήτου όταν κάνετε ελιγμούς, αλλά και σε περίπτωση ολίσθησης ή κρεμάσματος του τροχού, η συσκευή του δίνει μια ελάχιστη ποσότητα ενέργειας από τον κινητήρα. Εξάλλου, η αντίδραση του αυτομπλοκαρίσματος σε αλλαγή της κυκλοφοριακής κατάστασης είναι σχεδόν ακαριαία. Επιπλέον, το διαφορικό Nesterov βελτιώνει σημαντικά την οδική συμπεριφορά του αυτοκινήτου ακόμα και σε ολισθηρές στροφές, αυξάνει την κατευθυντική ευστάθεια, αυξάνει τη δυναμική της επιτάχυνσης (ειδικά το χειμώνα) και μειώνει την κατανάλωση καυσίμου. Και η εγκατάσταση της συσκευής δεν απαιτεί καμίααλλάζει στον σχεδιασμό του κιβωτίου ταχυτήτων και εγκαθίσταται με τον ίδιο τρόπο όπως το κλασικό διαφορικό.

Το διαφορικό βρήκε εφαρμογή όχι μόνο στην τεχνολογία της αυτοκινητοβιομηχανίας, αλλά αποδείχθηκε πολύ χρήσιμο στα μοτομπλόκ, διευκολύνοντας πολύ τη ζωή των κατόχων του.

Διαφορικό για μοτομπλόκ

Motoblock - η μονάδα είναι αρκετά βαριά και χρειάζεται πολλή προσπάθεια για να την περιστρέψετε απλά και με μια μη ρυθμισμένη γωνιακή ταχύτητα περιστροφής των τροχών, αυτό γίνεται ακόμα πιο δύσκολο. Επομένως, οι κάτοχοι αυτών των μηχανών, εάν οι διαφορές δεν προβλεπόταν αρχικά από το σχεδιασμό, τις αγοράζουν και τις εγκαθιστούν μόνοι τους.

Πώς λειτουργεί ένα διαφορικό τρακτέρ με τα πόδια; Στην πραγματικότητα, παρέχει μόνο εύκολη στροφή του αυτοκινήτου, σταματώντας έναν από τους τροχούς.

Η άλλη λειτουργία του, που δεν σχετίζεται με την ανακατανομή της ισχύος, είναι η αύξηση του μεταξονίου. Η σχεδίαση του διαφορικού προβλέπει τη χρήση του ως προέκταση άξονα, γεγονός που καθιστά το τρακτέρ με τα πόδια πιο ευέλικτο και ανθεκτικό στην ανατροπή, ειδικά στις στροφές.

Με μια λέξη, το διαφορικό είναι πολύ χρήσιμο και αναντικατάστατο πράγμα, και το μπλοκάρισμα του αυξάνει σημαντικά την ικανότητα του αυτοκινήτου σε cross-country.