Diferencial del vehicle. Varietats i característiques de funcionament
Contingut
gratuït (sense bloquejar);
amb anul·lació manual;
amb bloqueig automàtic.
Un diferencial és un mecanisme que transmet el parell d'una font a dos consumidors. La seva característica clau és la capacitat de redistribuir l'energia i proporcionar diferents velocitats angulars de rotació dels consumidors. Pel que fa a un vehicle de carretera, això vol dir que les rodes poden rebre diferent potència i girar a diferents velocitats a través del diferencial.
El diferencial és un element important de la transmissió d'un automòbil. Intentem esbrinar per què.
Per què no pots prescindir d'un diferencial
En sentit estricte, pots prescindir d'un diferencial. Però només sempre que el cotxe es mogui per una pista impecable, sense girar enlloc, i els seus pneumàtics siguin iguals i inflats uniformement. En altres paraules, sempre que totes les rodes recorren la mateixa distància i giren a la mateixa velocitat.
Però quan el cotxe entra en un gir, les rodes han de cobrir una distància diferent. Òbviament, la corba exterior és més llarga que la corba interior, de manera que les rodes de la corba han de girar més ràpid que les rodes de la corba interior. Quan l'eix no avança i les rodes no depenen les unes de les altres, no hi ha cap problema.
Una altra cosa és el pont principal. Per al control normal, la rotació es transmet a les dues rodes. Amb la seva connexió rígida, tindrien la mateixa velocitat angular i tendirien a cobrir la mateixa distància en un gir. Girar seria difícil i provocaria un lliscament, un augment del desgast dels pneumàtics i una tensió excessiva al . Part de la potència del motor es relliscaria, la qual cosa significa que es malgastaria combustible. Alguna cosa semblant, encara que no és tan obvi, passa en altres situacions: quan es condueix per carreteres accidentades, càrregues desiguals a les rodes, pressions desiguals dels pneumàtics, diferents graus de desgast dels pneumàtics.
Aquí és on es tracta del rescat. Transmet la rotació als dos eixos, però la relació de les velocitats angulars de gir de les rodes pot ser arbitrària i canviar ràpidament segons la situació específica sense intervenció del conductor.
Tipus de diferencials
Els diferencials són simètrics i asimètrics. Els dispositius simètrics transmeten el mateix parell als dos eixos impulsats, quan s'utilitzen dispositius asimètrics, els parells transmesos són diferents.
Funcionalment, els diferencials es poden utilitzar com a diferencials entre rodes i entre eixos. Interwheel transmet el parell a les rodes d'un eix. En un cotxe de tracció davantera, es troba a la caixa de canvis, en un cotxe de tracció posterior, a la carcassa de l'eix posterior.
En un cotxe amb tracció total, els mecanismes es troben als càrters dels dos eixos. Si la tracció total és permanent, també es munta un diferencial central a la caixa de transferència. Transmet la rotació des de la caixa de canvis als dos eixos motrius.
El diferencial d'eix sempre és simètric, però el diferencial d'eix sol ser asimètric, el percentatge típic de parell entre els eixos davanter i posterior és de 40/60, encara que pot ser diferent.
La possibilitat i el mètode de bloqueig determina una altra classificació de diferencials:
El bloqueig pot ser total o parcial.
Com funciona el diferencial i per què bloquejar-lo
De fet, el diferencial és un mecanisme de tipus planetari. En el diferencial d'eix creuat simètric més senzill, hi ha quatre engranatges cònics: dos semi-axials (1) més dos satèl·lits (4). El circuit funciona amb un satèl·lit, però el segon s'afegeix per fer que el dispositiu sigui més potent. En camions i SUV, s'instal·len dos parells de satèl·lits.
La copa (cos) (5) actua com a portadora de satèl·lits. Un gran engranatge conduït (2) s'hi fixa rígidament. Rep el parell de la caixa de canvis a través de l'engranatge final (3).
En una carretera recta, les rodes, i per tant les seves rodes, giren a la mateixa velocitat angular. Els satèl·lits giren al voltant dels eixos de les rodes, però no giren al voltant dels seus propis eixos. Així, fan girar els engranatges laterals, donant-los la mateixa velocitat angular.
En una cantonada, una roda de l'arc interior (més petit) té més resistència al rodament i, per tant, la frena. Com que l'engranatge lateral corresponent també comença a girar més lentament, fa que els satèl·lits girin. La seva rotació al voltant del seu propi eix condueix a un augment de les revolucions de l'engranatge a l'eix de l'eix de la roda exterior.
Una situació similar es pot produir en els casos en què els pneumàtics tenen una adherència insuficient a la carretera. Per exemple, la roda colpeja el gel i comença a relliscar. Un diferencial lliure ordinari transferirà la rotació allà on hi hagi menys resistència. Com a resultat, la roda lliscant girarà encara més ràpid, mentre que la roda oposada pràcticament s'aturarà. Com a resultat, el cotxe no podrà continuar en moviment. A més, el panorama no canviarà fonamentalment en el cas de la tracció integral, ja que el diferencial central també transferirà tota la potència allà on trobi menys resistència, és a dir, a l'eix amb roda antilliscant. Com a resultat, fins i tot un cotxe amb tracció a les quatre rodes pot quedar-se encallat si només llisca una roda.
Aquest fenomen perjudica greument la permeabilitat de qualsevol cotxe i és completament inacceptable per als vehicles tot terreny. Podeu solucionar la situació bloquejant el diferencial.
Tipus de panys
Bloqueig forçat total
Podeu aconseguir un bloqueig manual complet bloquejant els satèl·lits per privar-los de la capacitat de girar al voltant del seu propi eix. Una altra manera és introduir la copa del diferencial en enganxament rígid amb l'eix de l'eix. Les dues rodes giraran a la mateixa velocitat angular.
Per activar aquest mode, només cal prémer un botó al tauler. La unitat d'accionament pot ser mecànica, hidràulica, pneumàtica o elèctrica. Aquest esquema és adequat tant per a diferencials entre rodes i centrals. Podeu activar-lo quan el cotxe estigui parat i només l'heu d'utilitzar a baixa velocitat quan conduïu per terreny accidentat. Després d'haver sortit per una carretera normal, el pany s'ha d'apagar, en cas contrari, la manipulació empitjorarà notablement. L'abús d'aquest mode pot causar danys a l'eix de l'eix o a les peces relacionades.
De més interès són els diferencials autoblocants. No requereixen la intervenció del conductor i funcionen automàticament quan és necessari. Com que el bloqueig d'aquests dispositius és incomplet, la probabilitat de danys als eixos de l'eix és baixa.
Bloqueig de disc (fricció).
Aquesta és la versió més senzilla d'un diferencial autoblocant. El mecanisme es complementa amb un conjunt de discos de fricció. S'ajusten estretament entre si i a través d'un es fixen rígidament en un dels eixos de l'eix i a la copa.
Tota l'estructura gira com un tot fins que la velocitat de gir de les rodes esdevé diferent. Aleshores apareix la fricció entre els discos, que limita el creixement de la diferència de velocitat.
Acoblament viscós
Un acoblament viscós (acoblament viscós) té un principi de funcionament similar. Només aquí els discos amb perforacions aplicades es col·loquen en una caixa segellada, tot l'espai lliure de la qual s'omple amb fluid de silicona. La seva característica distintiva és el canvi de viscositat durant la barreja. A mesura que els discs giren a diferents velocitats, el líquid s'agita, i com més intensa és l'agitació, més viscós es torna el líquid, arribant gairebé a un estat sòlid. Quan la velocitat de rotació s'anivella, la viscositat del fluid cau ràpidament i el diferencial es desbloqueja.
L'acoblament viscós té unes dimensions bastant grans, per la qual cosa s'utilitza més sovint com a complement al diferencial central i, de vegades, en lloc d'ell, en aquest cas actua com un pseudo-diferencial.
L'acoblament viscós té una sèrie d'inconvenients que limiten significativament el seu ús. Aquests són la inèrcia, l'escalfament important i la mala compatibilitat amb l'ABS.
Thorsen
El nom prové de Torque Sensing, és a dir, "percebre el parell". Es considera un dels diferencials autoblocants més efectius. El mecanisme utilitza un engranatge de cuc. El disseny també compta amb elements de fricció que transmeten addicionalment el parell en cas de lliscament.
Hi ha tres tipus d'aquest mecanisme. Sota la tracció normal de la carretera, les varietats T-1 i T-2 funcionen com a diferencials de tipus simètric.
Quan una de les rodes perd tracció, el T-1 és capaç de redistribuir el parell en una proporció de 2,5 a 1 a 6 a 1 i encara més. És a dir, la roda amb millor adherència rebrà més parell que la roda lliscant, en la proporció especificada. A la varietat T-2, aquesta xifra és més baixa: d'1,2 a 1 a 3 a 1, però hi ha menys reacció, vibració i soroll.
Torsen T-3 es va desenvolupar originalment com un diferencial asimètric amb una taxa de bloqueig del 20 ... 30%.
QUAIFE
El diferencial Quife rep el nom de l'enginyer anglès que va desenvolupar aquest dispositiu. Per disseny, pertany al tipus de cuc, com Thorsen. Es diferencia d'ell pel nombre de satèl·lits i la seva ubicació. Quaife és molt popular entre els entusiastes del tuning de cotxes.
