Ierobežots diferenciālis: kā tas darbojas?

2024 Autors: Erin Ralphs | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-02-19 17:43

Terminu “diferenciāļa bloķēšana” jeb “ierobežots diferenciālis” (pašbloķēšana) ir dzirdējuši daudzi autobraucēji, taču tikai retais zina, kā šis process izskatās praksē. Un, ja agrāk autoražotāji šādu “opciju” aprīkoja galvenokārt ar SUV, tagad to var atrast arī diezgan pilsētas automašīnā. Turklāt bieži vien ar pašblokiem neaprīkotu automašīnu īpašnieki, sapratuši, kādu labumu tie nes, uzstāda tos paši.

Bet, lai saprastu, kā darbojas pašbloķējošs diferenciālis, jums ir jāsaprot, kā tas darbojas bez bloķēšanas.

Kas ir diferenciālis

Diferenciāli (diff) var pamatoti uzskatīt par vienu no galvenajiem automašīnas transmisijas dizaina elementiem. Ar tās palīdzību notiek dzinēja radītā griezes momenta pārnešana, maiņa un sadale starp patērētājiem: riteņiem, kas atrodas uz vienas mašīnas ass vai starp tās asīm. Turklāt sadalītās enerģijas plūsmas stiprums, ja nepieciešams, var būt atšķirīgs, kas nozīmē, ka riteņu griešanās ātrums ir atšķirīgs.

Bautomašīnas transmisijas diferenciāli var uzstādīt: aizmugurējās ass korpusā, pārnesumkārbā un sadales kārbā, atkarībā no piedziņas ierīces(-ēm).

Tos diffus, kas ir uzstādīti tiltā vai ātrumkārbā, sauc par starpriteni, un kas atrodas starp automašīnas asīm, attiecīgi - starpass.

Diferenciālais uzdevums

Kā zināms, automašīna braukšanas laikā veic dažādus manevrus: pagriezienus, joslu maiņas, apdzīšanas u.c.. Turklāt ceļa segumā var būt nelīdzenumi, kas nozīmē, ka automašīnas riteņi atkarībā no situācijas vienā un tajā pašā laikā var veikt dažādus attālumus. Tāpēc, piemēram, griežoties, ja riteņu griešanās ātrums uz ass ir vienāds, tad viens no tiem neizbēgami sāks slīdēt, kas novedīs pie paātrināta riepu nodiluma. Bet tas nav tas sliktākais. Daudz sliktāk ir tas, ka transportlīdzekļa vadāmība ir ievērojami samazināta.

Lai atrisinātu šādas problēmas, viņi nāca klajā ar diferenciāli - mehānismu, kas no dzinēja nākošo enerģiju pārdalīs starp automašīnas asīm atbilstoši rites pretestības vērtībai: jo zemāka, jo lielāka riteņa ātrums būs un otrādi.

Diferenciālais mehānisms

Mūsdienās ir daudz dažādu atšķirību, un to ierīce ir diezgan sarežģīta. Tomēr darbības princips kopumā ir vienāds, tāpēc būs vieglāk saprast visvienkāršāko veidu - atvērto diferenciāli, kas sastāv no šādiem elementiem:

1. Uz ass vārpstām uzstādīti zobrati.
2. Piedziņas (kroņa) zobrats, izgatavots nošķelta konusa formā.
3. Piedziņas zobrats, kas uzstādīts piedziņas vārpstas galā, kas kopā ar vainagu veido galveno pārnesumu. Tā kā piedziņas zobrats ir lielāks par piedziņas pārnesumu, pēdējam būs jāveic vairāki apgriezieni ap savu asi, pirms gredzenveida zobrats veic tikai vienu. Tāpēc tieši šie divi diferenciāļa elementi samazina enerģijas daudzumu (ātrumu), kas galu galā sasniedz riteņus.
4. Satelīti, kas veido planetāro pārnesumu, kam ir galvenā loma, nodrošinot nepieciešamo riteņu griešanās ātruma atšķirību.
5. Cases.

Kā darbojas diferenciālis

Automašīnas taisnvirziena kustības laikā tās ass vārpstas un līdz ar to arī riteņi griežas ar tādu pašu ātrumu kā piedziņas vārpsta ar spirālveida zobratu. Bet pagrieziena laikā riteņu slodze kļūst atšķirīga (viens no tiem cenšas griezties ātrāk), un šīs atšķirības dēļ satelīti tiek atbrīvoti. Tagad dzinēja enerģija iet caur tiem, un, tā kā satelītu pāris ir divi atsevišķi, neatkarīgi pārnesumi, uz asu vārpstām tiek pārraidīts atšķirīgs rotācijas ātrums. Tādējādi dzinēja ģenerētā jauda tiek sadalīta starp riteņiem, bet nevienmērīgi un atkarībā no slodzes, kas uz tiem iedarbojas: tas, kas pārvietojas pa ārējo rādiusu, izjūt mazāku rites pretestību, tāpēc difuzors nodod tam vairāk enerģijas, griežas.ātrāk.

Centrālā diferenciāļa un riteņu diferenciāļa darbībā nav nekādas atšķirības: darbības princips ir līdzīgs, tikai pirmajā gadījumā sadalītais griezes moments tiek novirzīts uz transportlīdzekļa asīm, bet otrajā - uz tā riteņiem. atrodas uz tās pašas ass.

Nepieciešamība pēc centrālās diferenciācijas kļūst īpaši pamanāma, braucot ar automašīnu pa nelīdzenu reljefu, kad tās svars nospiež uz asi, kas ir zemāka par otru, piemēram, kalnā vai lejup.

Diferenciāla problēma

Neskatoties uz to, ka diferenciālim noteikti ir liela nozīme automašīnas dizainā, tā darbība dažkārt rada problēmas vadītājam. Proti: kad viens no riteņiem atrodas uz slidena ceļa posma (dubļi, ledus vai sniegs), tad otrs, kas atrodas uz cietākas zemes, sāk piedzīvot pastiprinātu slodzi, diferenciālis mēģina to salabot, novirza dzinēja enerģiju uz bīdāmo riteni. Tādējādi izrādās, ka tas saņem maksimālu rotāciju, bet otrs, kuram ir cieša satvēriens ar zemi, vienkārši paliek nekustīgs.

Tieši šādu problēmu risināšanai tika izgudrota diferenciāļa bloķēšana (atspējošana).

Bloķēšanas princips un tā veidi

Saprotot diferenciāļa principu, varam secināt, ka, to nobloķējot, palielināsies griezes moments uz riteņa vai ass, kurai ir vislabākā saķere. To var izdarīt, savienojot tā korpusu ar vienu no divām ass vārpstām vai apturot satelītu griešanos.

Bloķētvar būt pilnīgs - kad diferenciāļa daļas ir savienotas stingri. To parasti veic ar izciļņa sajūga palīdzību, un vadītājs to kontrolē, izmantojot īpašu piedziņu no automašīnas kabīnes. Vai arī tas var būt daļējs, tādā gadījumā uz riteņiem tiek pārnests tikai ierobežots spēks - šādi darbojas pašbloķējošs diferenciālis, kam nav nepieciešama cilvēka iejaukšanās.

Kā darbojas pašbloķējošs diferenciālis

Pašbloķējošais diferenciālis būtībā ir kompromiss starp pilnu bloku un brīvo diferenciāli, un tas ļauj samazināt automašīnas riteņu slīdēšanu, ja starp tiem atšķiras saķeres koeficients. Tādējādi tiek ievērojami palielināta apvidus spēja, vadāmība bezceļa apstākļos, kā arī transportlīdzekļa paātrinājuma dinamika neatkarīgi no ceļa kvalitātes.

Pašbloķēšanās novērš pilnu riteņu bloķēšanos, kas pasargā ass vārpstas no kritiskām slodzēm, kas var rasties pie piespiedu diferenciāļiem.

Asu bloķētāji tiek atbrīvoti automātiski, ja riteņu ātrumi izlīdzinās braukšanas laikā pa taisno līniju.

Visizplatītākie pašbloķēšanas veidi

Disku pašbloķēšana ir berzes (berzes) disku komplekts, kas uzstādīts starp difuzora korpusu un ass zobratu.

Nav grūti saprast, kā darbojas diferenciālis ar šādu bloku: kamēr automašīna brauc taisnā līnijā, difakcijas korpuss un abas ass vārpstas griežas kopā, tiklīdz rodas griešanās ātruma atšķirība (ritenis ir trāpījis slidenā vietā), starp diskiem rodas berze, samazinot to. Tas ir, ritenispaliekot uz cietas zemes, tas turpinās griezties, nevis apstāsies, kā tas ir brīvā diferenciāļa gadījumā.

Viscous coupling, vai citādi viskozs sakabe, kā arī iepriekšējā diff, satur divas disku pakas, tikai šoreiz perforētas, uzstādītas savā starpā ar nelielu atstarpi. Vienai disku daļai ir sajūgs ar korpusu, otrai ar piedziņas vārpstu.

Diski tiek ievietoti traukā, kas piepildīts ar silīcija organisko šķidrumu, kas, vienmērīgi griežot, paliek nemainīgs. Tiklīdz starp iepakojumiem rodas ātruma atšķirība, šķidrums sāk ātri un spēcīgi sabiezēt. Starp perforētajām virsmām ir pretestība. Tādējādi tiek palēnināts pārmērīgi nesagriezts iepakojums un izlīdzināts rotācijas ātrums.

Zobu (skrūves, tārpu) pašbloķēšana. Tās darbība ir balstīta uz tārpu pāra spēju ieķīlēties un tādējādi bloķēt ass vārpstas, ja tām rodas griezes momenta atšķirība.

Kameras pašbloķēšanās. Lai saprastu, kā darbojas šāda veida diferenciālis, pietiek iedomāties atvērtu diferenciāli, kurā planētu pārnesumu mehānisma vietā ir uzstādīti zobratu (izciļņu) pāri. Izciļņi griežas (lēkā), kad riteņu apgriezieni ir gandrīz vienādi, un tiek stingri bloķēti (iestrēguši), tiklīdz viens no tiem sāk slīdēt.

Nav atšķirības, kā darbojas centrālā diferenciāļa un starpriteņu diferenciāļa bloķēšana - darbības princips ir vienāds, atšķirībastikai gala punktos: pirmajā gadījumā - divas asis, otrajā - divi riteņi, kas uzstādīti uz vienas ass.

Iekšzemes "Niva" un tās diferenciāļi

Niva ieņem īpašu vietu pašmāju VAZ līnijā: atšķirībā no saviem "radiniekiem" uz konveijera, šī automašīna ir aprīkota ar nepārslēdzamu visu riteņu piedziņu.

VAZ SUV transmisijā ir uzstādīti trīs diferenciāļi: starpriteņu diferenciāļi katrā asī un starpasu diferenciāļi sadales kārbā. Neskatoties uz šādu skaitli, jums vairs nebūs jāizdomā, kā Niva atkal darbojas diferenciāļi. Viss ir tieši tāds pats kā aprakstīts iepriekš. Tas ir, mašīnas taisnvirziena kustības laikā, ja uz riteņiem nav slīdēšanas, vilces spēks starp tiem tiek sadalīts vienmērīgi un tam ir tāda pati vērtība. Kad kāds no riteņiem sāk slīdēt, visa dzinēja enerģija, kas iet cauri difuzoriem, tiek novirzīta uz šo riteni.

Niva diferenciāļa bloķētājs

Pirms runāt par to, kā darbojas diferenciāļa bloķētājs Niva, jāatzīmē viens moments, proti, lai precizētu sadales kārbas priekšējā (mazā) roktura mērķi.

Daži autovadītāji uzskata, ka ar tās palīdzību automašīnā tiek ieslēgta priekšējo riteņu piedziņa - tas tā nav: gan Niva priekšējo, gan aizmugurējo riteņu piedziņa vienmēr ir ieslēgta, un šis rokturis kontrolē pārsūtīšanu. gadījuma diferenciālis. Tas ir, kamēr tas ir iestatīts pozīcijā "uz priekšu", diferenciācija darbojas normāli un kad"atpakaļ" - izslēgts.

Un tagad tieši par slēdzeni: kad diferenciālis ir izslēgts, sadales kārbas vārpstas tiek aizvērtas ar sajūgu, tādējādi piespiedu kārtā izlīdzinot to griešanās ātrumu, tas ir, priekšējās ass riteņu kopējais ātrums ir vienāds ar aizmugurējās ass kopējais ātrums. Vilces spēka sadalījums notiek lielākas pretestības virzienā. Teiksim slīd aizmugurējais ritenis, ja ieslēdz slēdzeni, tad vilces spēks aizies uz priekšējo asi, kuras riteņi izstieps auto, bet ja arī priekšējais slīd kopā ar aizmugurējo riteni, tad Ņiva pats netiks ārā.

Lai tas nenotiktu, autobraucēji tiltos uzstāda pašbloķētājus, kas palīdz izvilkt iestrēgušu automašīnu. Līdz šim vispopulārākais Niva īpašnieku vidū ir Nesterova diferenciālis.

Ņesterova pašbloķēšanās

Tā popularitātes noslēpums slēpjas Ņesterova diferenciāļa darbības veidā.

Diferenciāļa dizains ļauj ne tikai optimāli noregulēt automašīnas riteņu leņķisko ātrumu, veicot manevrus, bet arī riteņa izslīdēšanas vai nokāršanas gadījumā ierīce dod tam minimālu enerģijas daudzumu no dzinēja. Turklāt pašbloķētāja reakcija uz satiksmes situācijas izmaiņām ir gandrīz acumirklīga. Turklāt Nesterova diferenciālis ievērojami uzlabo automašīnas vadāmību pat slidenos pagriezienos, palielina virziena stabilitāti, palielina paātrinājuma dinamiku (īpaši ziemā), kā arī samazina degvielas patēriņu. Un ierīces uzstādīšanai nav nepieciešama nekādaizmaiņas transmisijas konstrukcijā un tiek uzstādītas tāpat kā klasiskās diff.

Diferenciālis ir atradis pielietojumu ne tikai automobiļu tehnoloģijās, tas izrādījās ļoti noderīgs motoblokiem, ievērojami atvieglojot tā īpašnieku dzīvi.

Motobloka diferenciālis

Motobloks - iekārta ir diezgan smaga, un, lai to vienkārši pagrieztu, ir jāpieliek lielas pūles, un ar neregulētu riteņu griešanās leņķisko ātrumu tas kļūst vēl grūtāk. Tāpēc šo mašīnu īpašnieki, ja sākotnēji nebija paredzētas difukcijas projektēšanā, iegādājas un uzstāda tos paši.

Kā darbojas aizmugures traktora diferenciālis? Faktiski tas nodrošina tikai vieglu automašīnas pagriešanos, apturot vienu no riteņiem.

Tā cita funkcija, kas nav saistīta ar jaudas pārdali, ir palielināt riteņu bāzi. Diferenciāļa dizains paredz to izmantot kā ass pagarinājumu, kas padara aizmugures traktoru manevrējamāku un izturīgāku pret apgāšanos, it īpaši līkumos.

Vārdu sakot, diferenciālis ir ļoti noderīga un neaizvietojama lieta, un tā bloķēšana ievērojami palielina automašīnas spēju braukt ar krosu.