Sınırlı diferansiyel: nasıl çalışır?

2024 Yazar: Erin Ralphs | [email protected]. Son düzenleme: 2024-02-19 19:44

"Diferansiyel kilidi" veya "sınırlı diferansiyel" (kendi kendini bloke eden) terimi birçok sürücü tarafından duyulmuştur, ancak yalnızca birkaçı bu işlemin pratikte nasıl göründüğünü bilir. Ve daha önceki otomobil üreticileri böyle bir "seçenek" esas olarak SUV'larla donattıysa, şimdi tam bir şehir otomobilinde de bulunabilir. Ek olarak, çoğu zaman kendi kendine bloklarla donatılmamış araba sahipleri, ne tür faydalar getirdiklerini anladıktan sonra bunları kendi başlarına kurarlar.

Fakat kendi kendine kilitlenen bir diferansiyelin nasıl çalıştığını anlamadan önce, kilitleme olmadan nasıl çalıştığını anlamanız gerekir.

Diferansiyel nedir

Diferansiyel (diferansiyel) haklı olarak araba şanzıman tasarımının ana unsurlarından biri olarak kabul edilebilir. Yardımıyla, motor tarafından üretilen torkun bir çift tüketici arasında iletimi, değişimi ve dağıtımı gerçekleşir: makinenin aynı ekseninde veya aksları arasında bulunan tekerlekler. Ayrıca, gerekirse dağıtılan enerji akışının gücü farklı olabilir, bu da tekerleklerin dönüş hızının farklı olduğu anlamına gelir.

Baraba şanzıman farkı takılabilir: tahrik cihazına/cihazlarına bağlı olarak arka aks muhafazasına, şanzımana ve transfer kutusuna.

Köprüye veya şanzımana takılan bu diferansiyellere tekerlekler arası denir ve sırasıyla arabanın dingilleri arasında bulunur - interaks.

Diferansiyel Atama

Bildiğiniz gibi, bir araba sürüş sırasında çeşitli manevralar gerçekleştirir: dönüşler, şerit değişiklikleri, sollama vb. Ek olarak, yol yüzeyi tümsekler içerebilir, bu da arabanın tekerleklerinin duruma bağlı olarak, aynı anda farklı mesafeleri kapsayabilir. Bu nedenle, örneğin dönerken, tekerleklerin aks üzerindeki dönüş hızı aynıysa, bunlardan biri kaçınılmaz olarak kaymaya başlayacak ve bu da daha hızlı lastik aşınmasına yol açacaktır. Ama bu en kötüsü değil. Daha da kötüsü, aracın yol tutuşu büyük ölçüde azalır.

Bu tür sorunları çözmek için bir diferansiyel geliştirdiler - motordan gelen enerjiyi arabanın aksları arasında yuvarlanma direnci değerine göre yeniden dağıtacak bir mekanizma: ne kadar düşükse, o kadar büyük tekerlek hızı ve tersi olacaktır.

Diferansiyel mekanizma

Bugün, birçok fark çeşidi vardır ve bunların cihazları oldukça karmaşıktır. Bununla birlikte, çalışma prensibi genellikle aynıdır, bu nedenle en basit türü anlamak daha kolay olacaktır - aşağıdaki öğelerden oluşan bir açık diferansiyel:

1. Aks millerine monte edilmiş dişliler.
2. Kesilmiş bir koni şeklinde yapılmış tahrikli (taç) dişli.
3. Tahrik milinin ucuna monte edilmiş, taç ile birlikte ana dişliyi oluşturan bir tahrik dişlisi. Tahrik edilen dişli, tahrik dişlisinden daha büyük olduğu için, çember dişli sadece bir tane gerçekleştirmeden önce, ikincisinin kendi ekseni etrafında birkaç tur yapması gerekecektir. Bu nedenle, sonunda tekerleklere ulaşan enerji (hız) miktarını az altan diferansiyelin bu iki öğesidir.
4. Tekerleklerin dönüş hızında gerekli farkı sağlamada kilit rol oynayan planet dişliyi oluşturan uydular.
5. Vakalar.

Diferansiyel nasıl çalışır

Arabanın doğrusal hareketi sırasında, aks milleri ve dolayısıyla tekerlekleri, helisel dişlisi ile tahrik mili ile aynı hızda döner. Ancak dönüş sırasında tekerleklerdeki yük farklılaşır (biri daha hızlı dönmeye çalışır) ve bu fark nedeniyle uydular serbest bırakılır. Artık motorun enerjisi içlerinden geçiyor ve bir çift uydu iki ayrı, bağımsız dişli olduğundan, aks millerine farklı bir dönüş hızı iletiliyor. Böylece, motor tarafından üretilen güç tekerlekler arasında eşit olmayan bir şekilde ve üzerlerine etki eden yüke bağlı olarak dağıtılır: dış yarıçap boyunca hareket eden şey daha az yuvarlanma direncine maruz kalır, bu nedenle diferansiyel ona daha fazla enerji aktarır, patinajdaha hızlı.

Merkez diferansiyelin ve tekerlek diferansiyelinin çalışma biçiminde hiçbir fark yoktur: çalışma prensibi benzerdir, yalnızca ilk durumda dağıtılan tork aracın akslarına ve ikinci durumda tekerleklerine yönlendirilir. aynı aks üzerinde bulunur.

Bir arabayı engebeli arazide sürerken, ağırlığı diğerinden daha düşük olan aksa, örneğin bir yokuş yukarı veya yokuş aşağı bastığında, merkez farkı ihtiyacı özellikle fark edilir hale gelir.

Diferansiyel problem

Diferansiyelin otomobilin tasarımında kesinlikle büyük bir rol oynamasına rağmen, çalışması bazen sürücü için sorun yaratır. Yani: tekerleklerden biri yolun kaygan bir bölümündeyken (çamur, buz veya kar), daha sonra daha sert zeminde bulunan diğeri artan bir yük yaşamaya başlar, diferansiyel bunu düzeltmeye çalışır, motor enerjisini yeniden yönlendirir. sürgülü tekerleğe. Böylece maksimum dönüşü aldığı, zeminde sıkı bir tutuşa sahip olan diğerinin ise sabit kaldığı ortaya çıkıyor.

Diferansiyelin kilitlenmesi (devre dışı bırakılması) tam da bu tür sorunları çözmek için icat edildi.

Engelleme ilkesi ve çeşitleri

Diferansiyelin prensibini anladıktan sonra, eğer onu bloke ederseniz, en iyi kavramaya sahip tekerlek veya aksta torkun artacağı sonucuna varabiliriz. Bu, gövdesini iki aks milinden birine bağlayarak veya uyduların dönmesini durdurarak yapılabilir.

Engelletamamlanabilir - diferansiyelin parçaları sağlam bir şekilde bağlandığında. Kural olarak, bir kam kavraması yardımıyla gerçekleştirilir ve sürücü tarafından arabanın kabininden özel bir tahrik ile kontrol edilir. Veya kısmi olabilir, bu durumda tekerleklere yalnızca sınırlı bir kuvvet iletilir - insan müdahalesi gerektirmeyen kendinden kilitli bir diferansiyel bu şekilde çalışır.

Kendinden kilitlenen bir diferansiyel nasıl çalışır

Kendinden kilitlenen diferansiyel esasen tam blok ve serbest diferansiyel arasında bir uzlaşmadır ve aralarında çekiş katsayısı farkı olması durumunda otomobilin tekerleklerinin kaymasını az altmanıza olanak tanır. Böylece, arazi kabiliyeti, arazi kullanımı ve ayrıca aracın hızlanma dinamikleri, yolun kalitesinden bağımsız olarak önemli ölçüde artırılır.

Kendinden kilitleme, tam tekerlek kilidini ortadan kaldırarak aks millerini zorlanmış diferansiyellerde oluşabilecek kritik yüklerden korur.

Düz çizgide sürüş sırasında tekerlek hızları eşitlenirse, aks kilitleri otomatik olarak açılır.

En yaygın kendini engelleme türleri

Disk self-block, diferansiyel gövdesi ve aks dişlisi arasına takılan bir dizi sürtünme (sürtünme) diskidir.

Böyle bir blokla bir diferansiyelin nasıl çalıştığını anlamak zor değil: Araba düz bir çizgide giderken, dönüş hızlarında bir fark olduğu anda diferansiyel gövdesi ve her iki aks mili birlikte dönüyor (tekerlek kaygan bir alana çarptı), diskler arasında sürtünme meydana gelir ve onu az altır. yani tekerleksert zeminde kalanlar, serbest diferansiyelde olduğu gibi durmak yerine dönmeye devam edecektir.

Viskoz kuplaj veya başka bir şekilde viskoz kuplaj ve ayrıca önceki fark, kendi aralarında küçük bir boşlukla monte edilmiş, yalnızca bu sefer delikli iki disk paketi içerir. Disklerin bir kısmı gövde ile bir kavramaya, diğer kısmı ise tahrik miline sahiptir.

Diskler, homojen bir şekilde döndürüldüğünde değişmeden kalan bir organosilikon sıvı ile dolu bir kaba yerleştirilir. Paketler arasında hız farkı olduğu anda sıvı hızlı ve güçlü bir şekilde koyulaşmaya başlar. Delikli yüzeyler arasında direnç vardır. Aşırı bükülmemiş bir paket böylece yavaşlar ve dönüş hızı dengelenir.

Dişli (vida, solucan) kendini bloke eder. Çalışması, sonsuz çiftin kama yapabilme ve böylece üzerlerinde bir tork farkı oluştuğunda aks millerini bloke etme yeteneğine dayanmaktadır.

Kam otomatik engelleme. Bu tür bir diferansiyelin nasıl çalıştığını anlamak için, bir planet dişli mekanizması yerine dişli (kam) çiftlerinin takıldığı açık bir diferansiyel hayal etmek yeterlidir. Kamlar, tekerlek hızları hemen hemen aynı olduğunda döner (zıplar) ve biri kaymaya başlar başlamaz sert kilitlenir (sıkışır).

Merkez diferansiyelin ve tekerlekler arası diferansiyelin kilitlenmesinin nasıl çalıştığı konusunda hiçbir fark yoktur - çalışma prensibi aynıdır, farklılıklarsadece uç noktalarda: ilk durumda - iki dingil, ikinci durumda - aynı dingil üzerine monte edilmiş iki tekerlek.

Yerli "Niva" ve farklılıkları

Niva, yerli VAZ'lar hattında özel bir yere sahiptir: montaj hattındaki "akrabalarının" aksine, bu araba değiştirilemeyen dört tekerlekten çekiş ile donatılmıştır.

VAZ SUV'nin şanzımanına üç diferansiyel monte edilmiştir: her bir aksta tekerlekler arası diferansiyeller ve transfer kutusundaki interaksal diferansiyeller. Böyle bir sayıya rağmen, Niva'daki farklılıkların tekrar nasıl çalıştığını çözmeniz gerekmeyecek. Her şey yukarıda açıklandığı gibi tamamen aynıdır. Yani makinenin doğrusal hareketi sırasında tekerleklerde kayma olmaması şartıyla aralarındaki çekiş kuvveti eşit olarak dağılır ve aynı değerdedir. Tekerleklerden biri kaymaya başladığında motordan gelen tüm enerji diferansiyellerden geçerek bu tekerleğe yönlendirilir.

Niva diferansiyel kilidi

Niva'daki diferansiyel kilidinin nasıl çalıştığından bahsetmeden önce, bir noktaya dikkat edilmelidir, yani transfer kutusunun ön (küçük) kolunun amacını netleştirmek.

Bazı sürücüler, onun yardımıyla arabada önden çekişin açık olduğuna inanıyor - bu böyle değil: Niva'nın hem ön hem de arka tekerlek tahrikleri her zaman devrededir ve bu kol aktarımı kontrol eder kasa diferansiyeli. Yani, "ileri" konumundayken fark normal şekilde çalışır ve ne zaman"geri" - kapalı.

Ve şimdi doğrudan kilit hakkında: diferansiyel kapatıldığında, transfer kutusu milleri bir kavrama ile kapatılır, böylece dönüş hızları zorla eşitlenir, yani ön aks tekerleklerinin toplam hızı eşittir arka aksın toplam hızı. İtki dağılımı, daha büyük direnç yönünde gerçekleşir. Diyelim ki arka tekerlek kayıyor, kilidi açarsanız, çekiş kuvveti ön aksa gidecek, tekerlekleri arabayı gerecek, ancak ön tekerlek de arka tekerlekle birlikte kayarsa, o zaman Niva kendi kendine dışarı çıkmayacak.

Bunun olmasını önlemek için sürücüler, sıkışmış bir arabayı çıkarmaya yardımcı olmak için köprülere kendi kendine bloklar kurar. Bugüne kadar Niva sahipleri arasında en popüler olanı Nesterov diferansiyeli.

Nesterov'un kendini engellemesi

Popülaritesinin sırrı Nesterov diferansiyelinin çalışma biçiminde yatmaktadır.

Diferansiyelin tasarımı, manevra yaparken sadece arabanın tekerleklerinin açısal hızını en uygun şekilde ayarlamayı sağlamakla kalmaz, aynı zamanda tekerleğin kayması veya sarkması durumunda da cihaz ona minimum miktarda enerji verir. motordan. Ayrıca, trafik durumundaki bir değişikliğe kendini bloke etmenin tepkisi neredeyse anlıktır. Ek olarak, Nesterov diferansiyeli, kaygan dönüşlerde bile otomobilin yol tutuşunu önemli ölçüde iyileştirir, yön dengesini artırır, hızlanma dinamiklerini artırır (özellikle kışın) ve yakıt tüketimini az altır. Ve cihazın kurulumu herhangi bir işlem gerektirmez.şanzıman tasarımındaki değişiklikler ve klasik diff. ile aynı şekilde kurulur.

Diferansiyel sadece otomotiv teknolojisinde uygulama bulmakla kalmadı, motobloklarda çok faydalı olduğu ortaya çıktı ve sahiplerinin hayatını büyük ölçüde kolaylaştırdı.

Motoblock için fark

Motoblock - ünite oldukça ağırdır ve basitçe döndürmek için çok çaba gerektirir ve tekerleklerin düzensiz açısal dönüş hızı ile bu daha da zorlaşır. Bu nedenle, bu makinelerin sahipleri, farklılıklar orijinal olarak tasarım tarafından sağlanmadıysa, bunları kendi başlarına satın alıp kurun.

Geri çekilebilir bir diferansiyel nasıl çalışır? Aslında, tekerleklerden birini durdurarak sadece arabanın kolay dönüşünü sağlar.

Gücün yeniden dağıtılmasıyla ilgili olmayan diğer işlevi, dingil mesafesini artırmaktır. Diferansiyelin tasarımı, arkadan çekmeli traktörün daha manevra kabiliyetine sahip olmasını ve özellikle virajlarda devrilmeye karşı dirençli olmasını sağlayan bir aks uzantısı olarak kullanılmasını sağlar.

Tek kelimeyle, diferansiyel çok kullanışlı ve yeri doldurulamaz bir şeydir ve blokajı aracın arazi kabiliyetini önemli ölçüde artırır.