Begrænset forskel: hvordan virker det?

2024 Forfatter: Erin Ralphs | [email protected]. Sidst ændret: 2024-02-19 13:09

Udtrykket "differentialespærre" eller "begrænset differentiale" (selvblokering) er blevet hørt af mange bilister, men kun få ved, hvordan denne proces ser ud i praksis. Og hvis tidligere bilproducenter udstyret en sådan "mulighed" hovedsageligt med SUV'er, kan den nu også findes på en ganske bybil. Derudover installerer ejerne af biler, der ikke er udstyret med selvblokke, ofte, efter at have forstået, hvilke fordele de giver, dem på egen hånd.

Men før du forstår, hvordan et selvspærrende differentiale fungerer, skal du forstå, hvordan det fungerer uden at låse.

Hvad er en differential

Differentialet (diff) kan med rette betragtes som et af hovedelementerne i bilens transmissionsdesign. Med dens hjælp foregår transmissionen, ændringen og fordelingen af det drejningsmoment, som motoren producerer, mellem et par forbrugere: hjul placeret på samme akse af maskinen eller mellem dens aksler. Desuden kan styrken af strømmen af distribueret energi, hvis det er nødvendigt, være forskellig, hvilket betyder, at hjulenes rotationshastighed er forskellig.

Bbilens transmissionsdiff kan monteres: i bagakselhuset, gearkassen og overførselskassen, afhængigt af drivenhed(erne).

De differe, der er monteret i broen eller gearkassen, kaldes interwheel, og som er placeret mellem henholdsvis bilens aksler - interaxle.

Differential Assignment

En bil udfører som bekendt forskellige manøvrer under kørslen: sving, vognbaneskift, overhalinger osv. Desuden kan vejbanen indeholde bump, hvilket betyder, at bilens hjul afhængig af situationen, på én og samme tid kan tilbagelægge forskellige afstande. Derfor, for eksempel, når du drejer, hvis rotationshastigheden af hjulene på akslen er den samme, vil en af dem uundgåeligt begynde at glide, hvilket vil føre til accelereret dækslid. Men dette er ikke det værste. Meget værre er, at køretøjets håndtering er stærkt reduceret.

For at løse sådanne problemer fandt de på en differentiale - en mekanisme, der vil omfordele energien fra motoren mellem bilens aksler i overensstemmelse med værdien af rullemodstanden: jo lavere den er, jo større hjulets hastighed vil være, og omvendt.

Differentialmekanisme

I dag er der mange varianter af diff, og deres enhed er ret kompleks. Driftsprincippet er dog generelt det samme, så det vil være lettere at forstå den enkleste type - en åben differentiale, som består af følgende elementer:

1. Gear monteret på akselaksler.
2. Drevet (krone) gear, lavet i form af en keglestub.
3. Et drivhjul monteret på enden af drivakslen, som sammen med kronen danner hovedgearet. Da det drevne tandhjul er større end drivhjulet, skal sidstnævnte lave flere omdrejninger omkring sin akse, før ringgearet kun udfører én. Derfor er det disse to elementer i differentialet, der reducerer mængden af energi (hastighed), der til sidst når hjulene.
4. Satellitterne, der danner planetgearet, som spiller en nøglerolle i at give den nødvendige forskel i hjulenes rotationshastighed.
5. Sager.

Sådan fungerer differentialet

Under bilens retlinede bevægelse roterer dens akselaksler, og dermed hjulene, med samme hastighed som drivakslen med dens spiralformede gear. Men under svinget bliver belastningen på hjulene anderledes (en af dem forsøger at spinde hurtigere), og på grund af denne forskel frigives satellitterne. Nu passerer motorens energi gennem dem, og da et par satellitter er to separate, uafhængige gear, overføres en forskellig omdrejningshastighed til akselakslerne. Således er den kraft, der genereres af motoren, fordelt mellem hjulene, men ujævnt, og afhængigt af den belastning, der virker på dem: det, der bevæger sig langs den ydre radius, oplever mindre rullemodstand, så differentialen overfører mere energi til den, og rotererhurtigere.

Der er ingen forskel på, hvordan centerdifferentialet og hjuldifferentialet fungerer: Funktionsprincippet er ens, kun i det første tilfælde er det fordelte drejningsmoment rettet mod køretøjets aksler, og i det andet - til dets hjul placeret på samme aksel.

Behovet for centerdiff bliver især mærkbart, når man kører en bil over ujævnt terræn, når dens vægt presser på akslen, der er lavere end den anden, f.eks. på en op eller ned ad bakke.

Differentialproblem

På trods af at differentialet bestemt spiller en stor rolle i bilens design, skaber dens betjening nogle gange problemer for føreren. Nemlig: når det ene af hjulene er på en glat sektion af vejen (mudder, is eller sne), så begynder det andet, placeret på hårdere underlag, at opleve en øget belastning, diff forsøger at rette op på dette, omdirigerer motorenergien til glidehjulet. Det viser sig således, at den får maksimal rotation, mens den anden, som har et stramt greb om jorden, blot forbliver stationær.

Det var netop for at løse sådanne problemer, at spærringen (deaktivering) af differentialet blev opfundet.

Princippet om blokering og dets typer

Efter at have forstået princippet om differentialet, kan vi konkludere, at hvis du blokerer det, så vil momentet stige på det hjul eller den aksel, der har det bedste vejgreb. Dette kan gøres ved at forbinde dens krop med en af de to akselaksler eller ved at stoppe satellitterne i at rotere.

Blokerkan være komplet - når differentialets dele er forbundet stift. Det udføres som regel ved hjælp af en knastkobling og styres af føreren gennem et specielt drev fra bilens førerhus. Eller det kan være delvist, og i så fald overføres kun begrænset kraft til hjulene - sådan fungerer en selvlåsende differentiale, som ikke kræver menneskelig indgriben.

Sådan fungerer et selvlåsende differentiale

Det selvspærrende differentiale er i bund og grund et kompromis mellem en fuld blok og en fri diff, og giver dig mulighed for at reducere glidningen af bilens hjul i tilfælde af en forskel i trækkoefficienten mellem dem. Således øges cross-country evner, terrængående håndtering samt dynamikken i køretøjets acceleration betydeligt, uanset kvaliteten af vejen.

Selvlåsning eliminerer fuld hjullås, som beskytter akselakslerne mod kritiske belastninger, der kan opstå på tvungne differentialer.

Aksellåse udløses automatisk, hvis hjulhastighederne udlignes under kørsel i lige linje.

De mest almindelige typer selvblokering

Disk-selvblokering er et sæt friktions- (gnidnings-) skiver installeret mellem differentiallegemet og akselgearet.

Det er ikke svært at forstå, hvordan et differentiale fungerer med sådan en blok: mens bilen kører i en lige linje, roterer diff-kroppen og begge akselaksler sammen, så snart der er forskel i omdrejningshastigheder (hjulet har ramt et glat område), opstår der friktion mellem skiverne, hvilket reducerer den. Altså hjuletforbliver på hårdt underlag vil fortsætte med at rotere i stedet for at stoppe, som i tilfælde af en fri differentiale.

Viskøs kobling, eller på anden måde tyktflydende kobling, såvel som den forrige diff, indeholder to pakker diske, kun denne gang perforerede, installeret indbyrdes med et lille mellemrum. Den ene del af skiverne har en kobling med kroppen, den anden med drivakslen.

Diskerne anbringes i en beholder fyldt med en organisk siliciumvæske, som, når den roteres ensartet, forbliver uændret. Så snart der er hastighedsforskel mellem pakkerne, begynder væsken at tykne hurtigt og kraftigt. Der er modstand mellem de perforerede overflader. En alt for usnoet pakke bremses således, og rotationshastigheden udjævnes.

Tandet (skrue, snekke) selvblokering. Dens arbejde er baseret på ormeparrets evne til at kile sig og derved blokere akselakslerne, når der opstår en forskel i drejningsmoment på dem.

Cam selvblokering. For at forstå, hvordan denne type differentiale fungerer, er det nok at forestille sig et åbent differentiale, hvor gear (knast) par er installeret i stedet for en planetgearmekanisme. Knasterne roterer (hopper), når hjulhastighederne er næsten de samme, og er hårdt låst (fastlåst), så snart en af dem begynder at glide.

Der er ingen forskel på, hvordan spærringen af centerdifferentialet og mellemhjulsdifferentialet fungerer - funktionsprincippet er det samme, forskellenekun ved endepunkterne: i det første tilfælde - to aksler, i det andet - to hjul monteret på samme aksel.

Denlandske "Niva" og dens forskelle

Niva indtager en særlig plads i rækken af indenlandske VAZ'er: I modsætning til sine "slægtninge" på samlebåndet er denne bil udstyret med et ikke-omskifteligt firehjulstræk.

Tre differentialer er installeret i transmissionen af VAZ SUV'en: mellemhjulsdifferentialer i hver aksel og interaksale differentialer i gearkassen. På trods af et sådant tal behøver du ikke finde ud af, hvordan differentialerne på Niva fungerer igen. Alt er nøjagtigt det samme som beskrevet ovenfor. Det vil sige, at under maskinens retlinede bevægelse, forudsat at der ikke er nogen glidning på hjulene, fordeles trækkraften mellem dem jævnt og har samme værdi. Når et af hjulene begynder at glide, så ledes al energien fra motoren, der passerer gennem differentialerne, til dette hjul.

Niva differentialespærre

Før man taler om, hvordan differentialespærren på Niva fungerer, skal man bemærke et punkt, nemlig at præcisere formålet med det forreste (lille) håndtag på transferkassen.

Nogle bilister mener, at forhjulstrækket med dens hjælp er tændt i bilen - det er ikke tilfældet: både for- og baghjulstræk på Niva er altid aktiveret, og dette håndtag styrer overførslen sagsforskel. Det vil sige, at mens den er sat i "forlæns" position, fungerer diff norm alt, og hvornår"tilbage" - slukket.

Og nu direkte om låsen: når differentialet er slået fra, lukkes overførselskassens aksler af en kobling, hvorved deres rotationshastigheder med magt udlignes, dvs. den samlede hastighed af forakselhjulene er lig med den samlede hastighed på bagakslen. Fordelingen af tryk sker i retning af større modstand. Lad os sige, at baghjulet glider, hvis du slår låsen til, vil trækkraften gå til forakslen, hvis hjul vil strække bilen, men hvis forhjulet også glider sammen med baghjulet, så Niva kommer ikke ud af sig selv.

For at forhindre, at dette sker, installerer bilister selvblokeringer i broer for at hjælpe med at trække en fastlåst bil ud. Til dato er den mest populære blandt Niva-ejere Nesterov-differentialen.

Nesterovs selvblokering

Hemmeligheden bag dens popularitet ligger i den måde, Nesterov-differentialet fungerer på.

Differentialets design gør det ikke kun muligt at justere vinkelhastigheden på bilens hjul optim alt, når man udfører manøvrer, men også i tilfælde af at hjulet glider eller hænger, giver enheden det et minimum af energi fra motoren. Desuden er selvblokeringens reaktion på en ændring i trafiksituationen næsten øjeblikkelig. Derudover forbedrer Nesterov-differentialet bilens håndtering betydeligt selv ved glatte sving, øger retningsstabiliteten, øger accelerationsdynamikken (især om vinteren) og reducerer brændstofforbruget. Og installationen af enheden kræver ingenændringer i transmissionsdesignet og monteres på samme måde som den klassiske diff.

Differentialet har fundet anvendelse ikke kun inden for bilteknologi, det viste sig at være meget nyttigt på motoblocks, hvilket i høj grad letter levetiden for dens ejere.

Differentiale til motoblok

Motoblock - enheden er ret tung, og det kræver en masse kræfter blot at dreje den, og med en ureguleret vinkelhastighed på hjulene, bliver dette endnu sværere. Derfor køber og installerer ejerne af disse maskiner på egen hånd, hvis differne ikke oprindeligt var forudsat af designet.

Hvordan fungerer en walk-behind traktordifferentiale? Faktisk giver det kun en let drejning af bilen, og stopper et af hjulene.

Dens anden funktion, der ikke er relateret til omfordeling af kraft, er at øge akselafstanden. Differentialets design sørger for, at det kan bruges som en akselforlænger, hvilket gør den bagvedliggende traktor mere manøvredygtig og modstandsdygtig over for at vælte, især i sving.

Differentialet er med et ord en meget nyttig og uerstattelig ting, og dens blokering øger bilens evne til at køre på tværs betydeligt.