דיפרנציאל רכב. זנים ותכונות של תפקוד
תוכן
חינם (ללא חסימה);
עם עקיפה ידנית;
עם נעילה אוטומטית.
דיפרנציאל הוא מנגנון המעביר מומנט ממקור אחד לשני צרכנים. התכונה המרכזית שלו היא היכולת לחלק מחדש את הכוח ולספק מהירויות סיבוב זוויתיות שונות של צרכנים. לגבי רכב כביש, זה אומר שהגלגלים יכולים לקבל כוח שונה ולהסתובב במהירויות שונות דרך הדיפרנציאל.
הדיפרנציאל הוא מרכיב חשוב בתיבת הילוכים לרכב. בואו ננסה להבין למה.
למה אתה לא יכול בלי דיפרנציאל
למהדרין, אתה יכול להסתדר בלי דיפרנציאל. אבל רק כל עוד המכונית נעה במסלול ללא רבב, מבלי להסתובב לשום מקום, והצמיגים שלה זהים ומנופחים באופן שווה. במילים אחרות, כל עוד כל הגלגלים עוברים אותו מרחק ומסתובבים באותה מהירות.
אבל כשהמכונית נכנסת לפנייה, הגלגלים צריכים לעבור מרחק אחר. ברור שהעקומה החיצונית ארוכה יותר מהעקומה הפנימית, ולכן הגלגלים עליה צריכים להסתובב מהר יותר מהגלגלים בעקומה הפנימית. כאשר הציר אינו מוביל, והגלגלים אינם תלויים זה בזה, אז אין בעיה.
דבר נוסף הוא הגשר המוביל. לשליטה רגילה, הסיבוב מועבר לשני הגלגלים. עם החיבור הנוקשה שלהם, תהיה להם אותה מהירות זוויתית והם נוטים לעבור את אותו המרחק בסיבוב. הפניה תהיה קשה ותגרום להחלקה, בלאי מוגבר של הצמיגים ולחץ מוגזם על ה-. חלק מכוח המנוע ילך להחליק, מה שאומר שדלק יתבזבז. משהו דומה, אם כי לא מובן מאליו, מתרחש במצבים אחרים - בנסיעה בכבישים משובשים, עומסי גלגלים לא אחידים, לחצי צמיגים לא אחידים, דרגות שונות של בלאי צמיגים.
כאן זה בא להצלה. הוא מעביר סיבוב לשני צירי הציר, אך היחס בין מהירויות הסיבוב הזוויתיות של הגלגלים יכול להיות שרירותי ולהשתנות במהירות בהתאם למצב הספציפי ללא התערבות הנהג.
סוגי דיפרנציאלים
ההפרשים הם סימטריים ואסימטריים. מכשירים סימטריים מעבירים את אותו מומנט לשני הצירים המונעים, כאשר משתמשים במכשירים אסימטריים, המומנטים המועברים שונים.
מבחינה פונקציונלית, דיפרנציאלים יכולים לשמש כהפרשים בין גלגלים ובין סרנים. Interwheel מעביר מומנט לגלגלים של סרן אחד. במכונית הנעה קדמית, הוא ממוקם בתיבת ההילוכים, במכונית הנעה אחורית, בבית הסרן האחורי.
במכונית הנעה לכל הגלגלים, המנגנונים ממוקמים בארכובה של שני הסרנים. אם ההנעה לכל הגלגלים קבועה, דיפרנציאל מרכזי מותקן גם במארז ההעברה. הוא מעביר סיבוב מתיבת ההילוכים לשני סרני ההינע.
דיפרנציאל הסרן הוא תמיד סימטרי, אך דיפרנציאל הסרן לרוב א-סימטרי, אחוז המומנט האופייני בין הסרנים הקדמיים והאחוריים הוא 40/60, אם כי הוא עשוי להיות שונה.
האפשרות ושיטת החסימה קובעות סיווג נוסף של הפרשים:
חסימה יכולה להיות מלאה או חלקית.
כיצד פועל הדיפרנציאל ומדוע לחסום אותו
למעשה, ההפרש הוא מנגנון מסוג פלנטרי. בדיפרנציאל הצולבי הסימטרי הפשוט ביותר, ישנם ארבעה הילוכים משופעים - שניים חצי צירים (1) ועוד שני לוויינים (4). המעגל עובד עם לוויין אחד, אך השני מתווסף כדי להפוך את המכשיר לחזק יותר. במשאיות וברכבי שטח מותקנים שני זוגות לוויינים.
הכוס (גוף) (5) פועלת כמנשא ללוויינים. גלגל שיניים מונע גדול (2) קבוע בו בצורה נוקשה. הוא מקבל מומנט מתיבת ההילוכים דרך גלגל ההינע הסופי (3).
בכביש ישר, הגלגלים, ולכן הגלגלים שלהם, מסתובבים באותה מהירות זוויתית. הלוויינים מסתובבים סביב צירי הגלגל, אך אינם מסתובבים סביב הצירים שלהם. לפיכך, הם מסובבים את גלגלי השיניים הצדדיים, ומעניקים להם את אותה מהירות זוויתית.
בפינה, לגלגל על הקשת הפנימית (הקטנה יותר) יש יותר התנגדות לגלגול ולכן מאט אותה. מכיוון שגם גלגל השיניים הצד המתאים מתחיל להסתובב לאט יותר, הוא גורם ללוויינים להסתובב. הסיבוב שלהם סביב הציר שלהם מוביל לעלייה בסיבובי ההילוכים על ציר הציר של הגלגל החיצוני.
מצב דומה יכול להיווצר במקרים בהם לצמיגים אין אחיזה מספקת בכביש. לדוגמה, הגלגל פוגע בקרח ומתחיל להחליק. דיפרנציאל חופשי רגיל יעביר סיבוב למקום שבו יש פחות התנגדות. כתוצאה מכך, הגלגל המחליק יסתובב אפילו מהר יותר, בעוד הגלגל הנגדי כמעט ייעצר. כתוצאה מכך, המכונית לא תוכל להמשיך לנוע. יתרה מכך, התמונה לא תשתנה מהותית במקרה של הנעה לכל הגלגלים, שכן הדיפרנציאל המרכזי יעביר גם את כל הכוח למקום בו הוא נתקל בפחות התנגדות, כלומר לציר עם גלגל חלקלק. כתוצאה מכך, אפילו מכונית ארבע גלגלים יכולה להיתקע אם רק גלגל אחד מחליק.
תופעה זו פוגעת קשות בסבלנות של כל מכונית ואינה מקובלת לחלוטין על רכבי שטח. אתה יכול לתקן את המצב על ידי חסימת הדיפרנציאל.
סוגי מנעולים
חסימה מאולצת מלאה
אתה יכול להשיג חסימה ידנית מלאה על ידי חסימת הלוויינים כדי למנוע מהם את היכולת להסתובב סביב הציר שלהם. דרך נוספת היא להכניס את כוס הדיפרנציאל לחיבור נוקשה עם ציר הציר. שני הגלגלים יסתובבו באותה מהירות זוויתית.
כדי להפעיל מצב זה, אתה רק צריך ללחוץ על כפתור בלוח המחוונים. יחידת ההנעה יכולה להיות מכנית, הידראולית, פניאומטית או חשמלית. סכימה זו מתאימה גם להפרשים בין-גלגליים וגם להפרשים מרכזיים. אתה יכול להפעיל אותו כשהמכונית עומדת, וכדאי להשתמש בו רק במהירות נמוכה בנסיעה בשטח קשה. לאחר שעזב בכביש רגיל, יש לכבות את המנעול, אחרת הטיפול יחמיר באופן ניכר. שימוש לרעה במצב זה עלול לגרום נזק לציר הציר או לחלקים קשורים.
עניין רב יותר הם דיפרנציאלים נעילה עצמית. הם אינם דורשים התערבות של הנהג ופועלים אוטומטית כאשר מתעורר הצורך. מכיוון שהחסימה במכשירים כאלה אינה שלמה, הסבירות לנזק לפירי הציר נמוכה.
נעילת דיסק (חיכוך).
זוהי הגרסה הפשוטה ביותר של דיפרנציאל נעילה עצמית. המנגנון מתווסף עם סט של דיסקים חיכוך. הם מתאימים זה לזה בחוזקה ודרך אחד מקובעים בקשיחות על אחד מפירי הציר ובכוס.
המבנה כולו מסתובב כמכלול עד שמהירות הסיבוב של הגלגלים הופכת שונה. אז מופיע חיכוך בין הדיסקים, מה שמגביל את גדילת הפרש המהירות.
צימוד צמיג
לצימוד צמיג (צימוד צמיג) יש עקרון פעולה דומה. רק כאן מניחים את הדיסקים עם נקבים שהוחלו עליהם בקופסה אטומה, שכל החלל הפנוי שלה מלא בנוזל סיליקון. המאפיין המבחין שלו הוא השינוי בצמיגות במהלך הערבוב. כשהדיסקים מסתובבים במהירויות שונות, הנוזל מתסיס, וככל שהערבול חזק יותר, הנוזל הופך לצמיג יותר, ומגיע כמעט למצב מוצק. כאשר מהירות הסיבוב יורדת, צמיגות הנוזל יורדת במהירות והדיפרנציאל נפתח.
לצימוד הצמיג יש ממדים גדולים למדי, ולכן הוא משמש לעתים קרובות יותר כתוספת לדפרנציאל המרכזי, ולפעמים במקום זה, במקרה זה פועל כפסאודו-דיפרנציאל.
לצימוד הצמיג יש מספר חסרונות שמגבילים באופן משמעותי את השימוש בו. אלה אינרציה, חימום משמעותי ותאימות לקויה עם ABS.
תורסן
השם מגיע מ- Torque Sensing, כלומר, "תפיסת מומנט". הוא נחשב לאחד הדיפרנציאלים הננעלים העצמיים היעילים ביותר. המנגנון משתמש בציוד תולעת. העיצוב כולל גם רכיבי חיכוך המעבירים בנוסף מומנט כאשר מתרחשת החלקה.
ישנם שלושה סוגים של מנגנון זה. במתח כביש רגיל, זני T-1 ו-T-2 מתפקדים כהפרשי סוג סימטריים.
כאשר אחד הגלגלים מאבד אחיזה, ה-T-1 מסוגל לחלק מחדש מומנט ביחס של 2,5 ל-1 ל-6 ל-1 ואף יותר. כלומר, הגלגל עם האחיזה הטובה ביותר יקבל יותר מומנט מהגלגל המחליק, בפרופורציה שצוינה. במגוון T-2, נתון זה נמוך יותר - מ-1,2 ל-1 עד 3 ל-1, אך יש פחות רטט, רטט ורעש.
Torsen T-3 פותח במקור כהפרש אסימטרי עם שיעור חסימה של 20 ... 30%.
QUAIFE
הדיפרנציאל Quife נקרא על שם המהנדס האנגלי שפיתח את המכשיר הזה. בעיצובו, הוא שייך לסוג התולעת, כמו תורסן. הוא שונה ממנו במספר הלוויינים ובמיקומם. Quaife פופולרי למדי בקרב חובבי כוונון מכוניות.
