Ograničeni diferencijal: kako radi?

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-02-19 16:17

Izraz “blokada diferencijala” ili “ograničeni diferencijal” (samoblokiranje) čuli su mnogi vozači, ali samo rijetki znaju kako ovaj proces izgleda u praksi. I ako su ranije proizvođači automobila opremili takvu "opciju" uglavnom SUV-ovima, sada se može naći i na prilično gradskom automobilu. Osim toga, često vlasnici automobila koji nisu opremljeni samoblokovima, shvativši koje prednosti donose, sami ih instaliraju.

Ali prije nego što shvatite kako funkcionira samoblokirajući diferencijal, morate razumjeti kako funkcionira bez blokiranja.

Što je diferencijal

Diferencijal (dif) se s pravom može smatrati jednim od glavnih elemenata dizajna mjenjača automobila. Uz njegovu pomoć odvija se prijenos, promjena i raspodjela zakretnog momenta koji proizvodi motor između para potrošača: kotača koji se nalaze na istoj osi stroja ili između njegovih osovina. Štoviše, snaga protoka distribuirane energije, ako je potrebno, može biti različita, što znači da je brzina rotacije kotača različita.

BDif mjenjača automobila može se ugraditi: u kućište stražnje osovine, mjenjač i prijenosno kućište, ovisno o pogonskom uređaju(ima).

Oni diferencijali koji se ugrađuju u most ili mjenjač nazivaju se međukotači, a koji se nalaze između osovina automobila, odnosno - međuosovinski.

Diferencijalni zadatak

Kao što znate, automobil izvodi različite manevre tijekom vožnje: skretanja, promjene trake, pretjecanja itd. Osim toga, površina ceste može sadržavati neravnine, što znači da kotači automobila, ovisno o situaciji, u isto vrijeme može prijeći različite udaljenosti. Stoga, na primjer, prilikom okretanja, ako je brzina rotacije kotača na osovini ista, tada će jedan od njih neizbježno početi kliziti, što će dovesti do ubrzanog trošenja guma. Ali ovo nije najgore. Mnogo gore, upravljivost vozila je znatno smanjena.

Da bi riješili takve probleme, osmislili su diferencijal - mehanizam koji će preraspodijeliti energiju koja dolazi iz motora između osovina automobila u skladu s vrijednošću otpora kotrljanja: što je manji, to je veći brzina kotača bit će, i obrnuto.

Diferencijalni mehanizam

Danas postoji mnogo varijanti razlika, a njihov je uređaj prilično složen. Međutim, princip rada je općenito isti, pa će biti lakše razumjeti najjednostavniji tip - otvoreni diferencijal, koji se sastoji od sljedećih elemenata:

1. Zupčanici postavljeni na osovine.
2. Pogoni (krunski) zupčanik, izrađen u obliku krnjeg stošca.
3. Pogonski zupčanik postavljen na kraj pogonskog vratila, koji zajedno s krunom čini glavni zupčanik. Budući da je pogonski zupčanik veći od pogonskog zupčanika, potonji će morati napraviti nekoliko okretaja oko svoje osi prije nego što prstenasti zupčanik izvrši samo jedan. Stoga su ta dva elementa diferencijala ta koja smanjuju količinu energije (brzine) koja na kraju stigne do kotača.
4. Sateliti koji tvore planetarni zupčanik, koji igra ključnu ulogu u osiguravanju potrebne razlike u brzini rotacije kotača.
5. slučajevi.

Kako radi diferencijal

Tijekom pravolinijskog kretanja automobila, njegove osovine, a time i kotači, okreću se istom brzinom kao i pogonsko vratilo sa svojim kosim zupčanikom. No, tijekom okretanja, opterećenje na kotačima postaje drugačije (jedan od njih pokušava se okretati brže), a zbog te se razlike oslobađaju sateliti. Sada kroz njih prolazi energija motora, a budući da su par satelita dva odvojena, neovisna zupčanika, različita brzina vrtnje prenosi se na osovine. Dakle, snaga koju proizvodi motor raspoređuje se između kotača, ali neravnomjerno, i ovisno o opterećenju koje na njih djeluje: ono što se kreće duž vanjskog radijusa doživljava manji otpor kotrljanja, pa mu diferencijal prenosi više energije, okrećući sebrže.

Nema razlike u načinu rada središnjeg diferencijala i diferencijala kotača: princip rada je sličan, samo je u prvom slučaju raspoređeni okretni moment usmjeren na osovine vozila, au drugom - na njegove kotače nalazi se na istoj osovini.

Potreba za središnjim diferencijalom postaje posebno uočljiva kada vozite automobil po neravnom terenu, kada njegova težina pritisne osovinu koja je niža od druge, na primjer, na uzbrdici ili nizbrdici.

Diferencijalni problem

Unatoč činjenici da diferencijal svakako igra veliku ulogu u dizajnu automobila, njegov rad ponekad stvara probleme vozaču. Naime: kada je jedan od kotača na skliskom dijelu ceste (blato, led ili snijeg), onda drugi, koji se nalazi na tvrđem terenu, počinje doživljavati povećano opterećenje, diferencijal pokušava to popraviti, preusmjerava energiju motora na klizni kotač. Dakle, ispada da dobiva maksimalnu rotaciju, dok drugi, koji se čvrsto drži za tlo, jednostavno ostaje nepomičan.

Upravo za rješavanje takvih problema izmišljeno je blokiranje (onemogućavanje) diferencijala.

Načelo blokiranja i njegove vrste

Nakon što smo razumjeli princip diferencijala, možemo zaključiti da ako ga blokirate, tada će se povećati okretni moment na kotaču ili osovini koja ima najbolje prianjanje. To se može učiniti spajanjem njegovog tijela na jednu od dvije osovine ili zaustavljanjem rotacije satelita.

Blokirajmože biti potpuna – kada su dijelovi diferencijala čvrsto povezani. Izvodi se, u pravilu, uz pomoć bregastog kvačila i njime upravlja vozač posebnim pogonom iz kabine automobila. Ili može biti djelomična, u tom slučaju se samo ograničena sila prenosi na kotače - ovako radi samoblokirajući diferencijal, koji ne zahtijeva ljudsku intervenciju.

Kako radi samoblokirajući diferencijal

Samoblokirajući diferencijal je u biti kompromis između punog bloka i slobodnog diferencijala, te vam omogućuje smanjenje proklizavanja kotača automobila u slučaju razlike u koeficijentu vučne sile između njih. Tako se značajno povećavaju prohodnost, terensko upravljanje, kao i dinamika ubrzanja vozila, bez obzira na kvalitetu ceste.

Samoblokiranje eliminira potpuno blokiranje kotača, što štiti osovinske osovine od kritičnih opterećenja koja se mogu pojaviti na nasilnim diferencijalima.

Blokovi osovine se automatski otpuštaju ako se brzine kotača izjednače tijekom pravocrtne vožnje.

Najčešće vrste samoblokova

Samoblokiranje diska je skup tarnih (trljajućih) diskova instaliranih između tijela diferencijala i zupčanika osovine.

Nije teško razumjeti kako diferencijal radi s takvim blokom: dok se automobil vozi ravno, tijelo diferencijala i obje osovine rotiraju zajedno, čim postoji razlika u brzinama vrtnje (kotač je udario u sklisko područje), dolazi do trenja između diskova, smanjujući ga. Odnosno kotačostajući na tvrdom tlu nastavit će se okretati, umjesto da se zaustavljaju, kao u slučaju slobodnog diferencijala.

Viskozna spojka, ili na neki drugi način viskozna spojka, kao i prethodni dif, sadrži dva paketa diskova, samo ovaj put perforiranih, postavljenih između sebe s malim razmakom. Jedan dio diskova ima spojku s tijelom, drugi s pogonskom osovinom.

Diskovi se stavljaju u posudu napunjenu organosilicijskom tekućinom, koja, kada se ravnomjerno okreće, ostaje nepromijenjena. Čim postoji razlika u brzini između pakiranja, tekućina se počinje brzo i snažno zgušnjavati. Između perforiranih površina postoji otpor. Pretjerano neuvijeni paket se tako usporava, a brzina rotacije se izravnava.

Zupčani (vijak, puž) samoblok. Njegov se rad temelji na sposobnosti pužnog para da ukline i time blokira osovine kada se na njima pojavi razlika u zakretnom momentu.

Samoblokiranje kamere. Da bi se razumjelo kako funkcionira ovaj tip diferencijala, dovoljno je zamisliti otvoreni diferencijal, u kojem su umjesto planetarnog zupčanika ugrađeni parovi zupčanika (bregastih). Bregovi se okreću (skoče) kada su brzine kotača gotovo iste, i čvrsto su zaključane (zaglavljene) čim jedan od njih počne kliziti.

Nema razlike u načinu rada zaključavanja središnjeg diferencijala i diferencijala među kotačima - princip rada je isti, razlikesamo na krajnjim točkama: u prvom slučaju - dvije osovine, u drugom - dva kotača postavljena na istoj osovini.

Domaća "Niva" i njeni diferencijali

Niva zauzima posebno mjesto u liniji domaćih VAZ-ova: za razliku od svojih "rođaka" na montažnoj traci, ovaj automobil je opremljen nepreklopnim pogonom na sve kotače.

U prijenos VAZ SUV-a ugrađena su tri diferencijala: međukotački diferencijali u svakoj osovini i međuosni diferencijali u prijenosnom kućištu. Unatoč takvom broju, nećete morati ponovno shvatiti kako diferencijali na Nivi rade. Sve je potpuno isto kao što je gore opisano. Odnosno, tijekom pravocrtnog kretanja stroja, pod uvjetom da nema klizanja na kotačima, vučna sila između njih se ravnomjerno raspoređuje i ima istu vrijednost. Kada jedan od kotača počne kliziti, tada se sva energija iz motora, prolazeći kroz diferencijale, usmjerava na ovaj kotač.

Niva blokada diferencijala

Prije nego što govorimo o tome kako funkcionira blokada diferencijala na Nivi, treba napomenuti jednu stvar, naime, razjasniti svrhu prednje (male) ručke prijenosnog kućišta.

Neki vozači vjeruju da se uz njegovu pomoć u automobilu uključuje pogon na prednje kotače - to nije tako: i prednji i stražnji pogon Nive uvijek su uključeni, a ova ručka kontrolira prijenos padežni diferencijal. Odnosno, dok je postavljen u položaj "naprijed", diff radi normalno i kada"nazad" - isključeno.

A sada izravno o blokadi: kada je diferencijal isključen, osovine prijenosnog kućišta su zatvorene spojkom, čime se nasilno izjednačuju njihove brzine rotacije, odnosno ukupna brzina kotača prednje osovine jednaka je ukupna brzina stražnje osovine. Raspodjela potiska događa se u smjeru većeg otpora. Recimo da stražnji kotač klizi, ako uključite bravu, vučna sila će ići na prednju osovinu čiji će kotači rastegnuti automobil, ali ako i prednji kotač proklizava zajedno sa stražnjim kotačem, tada će Niva neće izaći sam.

Kako bi spriječili da se to dogodi, vozači ugrađuju samoblokove u mostove kako bi izvukli zaglavljeni automobil. Do danas je među vlasnicima Nive najpopularniji Nesterov diferencijal.

Nesterovljev samoblok

Tajna njegove popularnosti leži u načinu rada diferencijala Nesterova.

Dizajn diferencijala omogućuje ne samo optimalno podešavanje kutne brzine kotača automobila prilikom manevara, već i u slučaju proklizavanja ili obješenja kotača, uređaj mu daje minimalnu količinu energije iz motora. Štoviše, reakcija samoblokade na promjenu prometne situacije gotovo je trenutna. Osim toga, Nesterov diferencijal značajno poboljšava upravljivost automobila čak i na skliskim zavojima, povećava stabilnost smjera, povećava dinamiku ubrzanja (osobito zimi) i smanjuje potrošnju goriva. A instalacija uređaja ne zahtijeva ništamijenja dizajn mjenjača i ugrađuje se na isti način kao i klasični dif.

Diferencijal je našao primjenu ne samo u automobilskoj tehnologiji, pokazao se vrlo korisnim na motoblokovima, uvelike olakšavajući život svojim vlasnicima.

Diferencijal za motoblok

Motoblock - jedinica je prilično teška i potrebno je puno truda da se jednostavno okrene, a s nereguliranom kutnom brzinom rotacije kotača to postaje još teže. Stoga vlasnici ovih strojeva, ako razlike nisu izvorno predviđene dizajnom, sami ih kupuju i instaliraju.

Kako radi diferencijal za hodni traktor? Zapravo, omogućuje samo lagano okretanje automobila, zaustavljanje jednog od kotača.

Njegova druga funkcija, koja nije povezana s preraspodjelom snage, je povećanje međuosovinskog razmaka. Dizajn diferencijala omogućuje njegovu upotrebu kao produžetak osovine, što ga čini pokretljivijim i otpornijim na prevrtanje, posebno u zavojima.

Jednom riječju, diferencijal je vrlo korisna i nezamjenjiva stvar, a njegovo blokiranje značajno povećava sposobnost automobila u vožnji.