Aký je rozdiel Všetko, čo potrebujete vedieť o tejto dôležitej súčasti
Aký je rozdiel v automobile? Určite ste už o takom pojme počuli, ale niektorí zatiaľ nevedia, čo to znamená. Poďme teda nájsť odpoveď v tomto článku.
Stručne povedané, diferenciál je mimoriadne dôležitou súčasťou pohonnej jednotky každého automobilu, ktorý sa nachádza buď v skrini prevodovky, alebo v samotnej skrini. Diferenciál má niekoľko rolí - prenáša silu na kolesá, definuje konečný prevodový stupeň a čo je najdôležitejšie, umožňuje kolesám otáčať sa na náprave, na ktorej je namontovaný, pri rôznych rýchlostiach.
To platí najmä v zákrutách, keď sa kolesá, ktorých vnútorná a vonkajšia časť prejdú rôznymi vzdialenosťami, takže sa otáčajú rôznymi rýchlosťami, ale tiež ak je rozdiel v priľnavosti medzi ľavým a pravým kolesom príslušnej nápravy, keď sa koleso na povrchu s nízkou priľnavosťou krúti rýchlejšie ako koleso na povrchu s lepšou priľnavosťou .
V niektorých extrémnych prípadoch môže koleso na povrchu s nízkou priľnavosťou prevziať plný výkon motora tým, že sa samo otáča, a teda auto nepostúpi. .
Poďme teraz túto tému rozvinúť podrobne a zistiť, aké typy diferenciálov existujú v automobilovom priemysle.
Vozidlá sú vybavené diferenciálom umožňujúcim rôzne rýchlosti kolies hnanej nápravy v zákrutách, keď sa koleso smerom dovnútra pohybuje kratšou vzdialenosťou ako koleso smerom von. Ak by sa pohyb prenášal priamo a kolesá by sa otáčali solídne, muselo by to v prípade motokár jazdiť na korčuliach a okrem dodatočného namáhania pneumatík a mechanických prvkov by auto malo vždy tendenciu bežať rovno, teda silne nedotáčavá.
Diferenciál je ten, ktorý prenáša rotačný pohyb z výstupného hriadeľa prevodovky a distribuuje ho cez planétové hriadele na hnacie kolesá.
Schematicky je znázornený diferenciál, ktorý funguje nasledovne:
1. Diferenciálna skriňa. 2. Pohonná korunka. 3. Satelitný pastorok. 4. Planetové ozubené kolesá. 5. Planetárne stromy.
Pri priamom chode sa skriňa, ktorá je neoddeliteľnou súčasťou venca poháňaného výstupným hriadeľom prevodovky, otáča spolu s celou zostavou a poháňa planétové kolesá, pričom ďalší pohyb dosahuje cez hriadele k hnacím kolesám. V tejto situácii sa satelitné prevody 3 neotáčajú okolo svojej vlastnej osi (červené X).
Keď jedno z kolies korčuľuje, počas pohybu krytu sa satelitné kolesá budú otáčať vnútri okolo ich vlastnej nápravy, druhé koleso vozidla zostane nehybné. .
Z toho vyplýva hlavná nevýhoda diferenciálu: ak jedno z kolies stratí priľnavosť, bude sa točiť naprázdno, krútiaci moment motora sa neprenesie na druhé koleso a vozidlo sa nebude môcť pohnúť dopredu. Na odstránenie tohto nedostatku sa používajú zariadenia, ktoré rozdeľujú krútiaci moment na obe kolesá .
Tento typ diferenciálu eliminuje zlyhanie prenosu celého krútiaceho momentu na voľnobežné koleso a umožňuje normálnemu otáčaniu vozidla. Používa sa takmer vo všetkých automobiloch určených na športové súťaže, vo vysoko výkonných automobiloch, ako aj v niektorých modeloch vybavených pohonom všetkých kolies. .
- Diferenciály s obmedzeným sklzom - L.S.D. (Diferenciál s obmedzeným sklzom)
Najjednoduchším riešením na dosiahnutie takého diferenciálu je stlačenie planetových ozubených kolies k puzdru pomocou elastických prvkov (1) umiestnených v „jadre“ diferenciálu. Trenie medzi povrchmi zabezpečí prenos krútiaceho momentu na koleso, ktoré má priľnavosť a je možné ho zvýšiť buď vytvorením kužeľových kontaktných plôch, ako je napríklad synchrónna prevodovka, alebo vložením trecích kotúčov (2) a vytvorením lamelovej spojky. za každým ozubeným kolesom.
Riešenie má nízku účinnosť, pretože dôjde k trvalému treniu, keď sa rýchlosť hnacích kolies vôbec nelíši a prenášaný krútiaci moment nie je možné dobre riadiť, čo je tiež obmedzené silou elastických prvkov.
- Samosvorný diferenciál s lamelami
Je nepochybne najrozšírenejší v oblasti motoršportu, a to kvôli efektivite aj malým rozmerom, čo ho odporúča pre výmenu sériového diferenciálu bez ďalších zmien. Krútiaci moment sa neprenáša priamo z puzdra na hriadeľ satelitu ako na jednoduchý diferenciál, ale pomocou dvoch prítlačných krúžkov integrovaných do otáčania s puzdrom diferenciálu. .
Ako sa zvyšuje aplikovaný moment, osi 4 satelitov sa pohybujú po naklonených rovinách prstencov od nich a tlačia na diskové pakety.
Veľkosť a počet trecích kotúčov určuje prenosový krútiaci moment a uhol, pod ktorým sú naklonené roviny obrábané, určuje okamih spojenia diferenciálu, čo je plynulejší sklon, ktorý spôsobuje blokovanie pri menších rozdieloch medzi rýchlosťami otáčania planétových kolies.
1. bývanie. 2. pružné podložky. 3. prevodový kotúč s krytom. 4. disk v zábere s planetovým pastorkom. 5. tlakové krúžky. 6. planetový pastorok. 7. nosný hriadeľ satelitu. 8. satelitný pastorok. 9. podložka na dotiahnutie balenia. 10. čiapka. 11. upevňovacia skrutka
- Spojky typu Ferguson
Vascocoupling je kompaktný mechanizmus, ktorý prenáša pohyb cez silikónovú tekutinu a perforované disky, ktoré sú veľmi blízko pri sebe. Ak sa disky otáčajú rovnakou rýchlosťou, pôsobia medzi nimi iba malé sily.
Keď dôjde k šmyku, silikónová tekutina vo vnútri spojky sa zahreje a zvýši svoju viskozitu, čím sa zníži relatívna rýchlosť medzi hriadeľmi a prenesie sa krútiaci moment. Môže byť použitý samostatne ako interaxiálny diferenciál vo vozidlách s pohonom všetkých kolies alebo v kombinácii s konvenčným diferenciálom. V takom prípade môže byť vybavený hnanou nápravou ako na obrázku A dole, alebo môže slúžiť ako centrálny diferenciál - obr. B.
Keď je zelená na obrázku A zvýraznená prenosová dráha krútiaceho momentu motora, je zrejmé, že viskózna spojka, ktorá je spojená medzi skriňou konvenčného diferenciálu a jedným z výstupných hriadeľov, vyžaduje iba časť úsilia.
Veľké namáhanie pôsobiace po dlhú dobu na viskózne spojky môže viesť k prehriatiu kvapaliny vo vnútri a k zničeniu spojky, ktorá už nie je schopná prenášať krútiaci moment na výstupný hriadeľ.
- Torsenov diferenciál
Jeho názov pochádza od TORque SENsitive - citlivého pre pár. Je to skutočný mechanický klenot, ktorý má vo svojom zložení tri skupiny prevodov tvorených špirálovými ozubenými kolesami alebo s priamymi zubami. Prenos krútiaceho momentu sa vykonáva radiálnymi a axiálnymi silami, ktoré sa objavujú medzi pastorkami, jeho rozdelenie je dané uhlami ozubeného kolesa a je určené z konštrukcie.
Môže byť namontovaný ako interaxiálny diferenciál, tak pre hnacie nápravy, vhodný na vybavenie vozidiel s pohonom predných kolies, ktoré by napríklad v prípade prenosu krútiaceho momentu, ak sú vybavené diferenciálom s čepeľami, prenášali prudké reakcie na riadenie.
Torsenov diferenciál je proaktívny, zasahuje skôr, ako dôjde k šmyku, a ďalšie reaktívne mechanizmy, ktoré vstúpia do činnosti po vzniku korčuľovania. Jeho režim činnosti úspešne dopĺňa funkcie elektronických systémov riadenia stability a nemá nepriaznivý vplyv na ABS.
Jeho zložitosť a potreba presného obrábania ho však predražujú a obmedzujú jeho rozšírenie na objemových modeloch. Audi je jedným z mála výrobcov, ktorí montujú tento typ diferenciálu .
Používa sa hlavne ako interaxiálny diferenciál, ale pre automobily so semipermanentným pohonom všetkých kolies alebo presnejšie TOD (Torque On Demand - krútiaci moment, ak je to potrebné) a mnohé z kategórie SUV (napríklad na modely radu VW s s pohonom predných kolies a je k dispozícii vo variantoch 4 × 4), je to prakticky lamelová spojka v olejovom kúpeli ovládaná elektronickou riadiacou jednotkou pomocou hydraulického pohonu, ktorý zaisťuje spojenie dvoch hriadeľov, vstupu a výstupu .
Táto väzba je základom takzvaných aktívnych diferenciálov, ako je interaxiálny diferenciál, ktorý je vybavený napríklad Mitsubishi Lancer Evo VII a nasledujúcim. Zaujímavou aplikáciou je takzvaný AYC (Active Yaw Control), ktorý bol prvýkrát predstavený na Mitsubishi Evo IV a je k dispozícii na najnovšej Zatmenie kríža, ktorý pri použití podobného aktívneho diferenciálu dodáva väčší krútiaci moment na zadné koleso spoza rohov, čo im umožňuje rýchlejšiu jazdu.
Niektoré vozidlá používajú podobné riešenie, ale s elektrickým pohonom. Napríklad modely s pohonom všetkých kolies BMW xDrive vyrobené po roku 2003 aktivujú viackotúčovú spojku elektrickým pohonom, ktorý poháňa vačkový kotúč.
- Vozidlá 4 × 4, pohon všetkých kolies
Vozidlá, ktoré sú skutočne určené do nerovného terénu, zvyčajne používajú nestály pohon všetkých kolies, pričom predná náprava je spojená s ovládaním vodiča prostredníctvom prevodovky. Ich prevodovka tlačí rovnakú rýchlosť na predný aj zadný hriadeľ, s diferenciálom na každej hnanej náprave. Môžu byť voľné, samosvorné alebo uzamykateľné na objednávku prostredníctvom systémov podobných tým, ktoré zaberajú prevodové stupne v prevodovkách.
Automobily a SUV s pohonom 4 × 4 však vyžadujú tri diferenciály, jeden pre každú nápravu a druhý interaxiálny, ktorý umožňuje rôzne rýchlosti otáčania predných a zadných kolies v zákrutách. Tieto tri diferenciály môžu byť voľné alebo s obmedzeným sklzom, v jednej z vyššie uvedených variantov, v rôznych kombináciách. .
V súčasnosti mnoho výrobcov, ktorí chcú znížiť náklady, nahrádza inštaláciu diferenciálov s obmedzeným preklzom prostredníctvom funkcií elektronických systémov kontroly trakcie a prenáša krútiaci moment motora na kolesá s lepšou priľnavosťou brzdením tých, ktorí majú tendenciu korčuľovať.