Begränsad skillnad: hur fungerar det?

2024 Författare: Erin Ralphs | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-19 18:28

Termen "differentialspärr", eller "begränsad differential" (självblockerande), har hörts av många bilister, men bara ett fåtal vet hur denna process ser ut i praktiken. Och om tidigare biltillverkare utrustade ett sådant " alternativ" huvudsakligen med stadsjeepar, kan det nu också hittas på en ganska stadsbil. Dessutom installerar ofta ägare av bilar som inte är utrustade med självblock, efter att ha förstått vilka fördelar de ger, dem på egen hand.

Men innan du förstår hur en självlåsande differential fungerar måste du förstå hur den fungerar utan låsning.

Vad är en differential

Differentialen (diff) kan med rätta anses vara en av huvuddelarna i biltransmissionsdesignen. Med dess hjälp sker transmissionen, förändringen och fördelningen av vridmomentet som produceras av motorn mellan ett par konsumenter: hjul placerade på samma axel på maskinen eller mellan dess axlar. Dessutom kan styrkan på flödet av distribuerad energi, om nödvändigt, vara olika, vilket betyder att hjulens rotationshastighet är olika.

Bbiltransmissionsdifferens kan installeras: i bakaxelhuset, växellådan och växellådan, beroende på drivenhet(er).

De där diffarna som är monterade i bryggan eller växellådan kallas för interwheel, och som sitter mellan respektive bils axlar - interaxle.

Differential Assignment

En bil utför som bekant olika manövrar under körning: svängar, filbyten, omkörningar etc. Dessutom kan vägbanan innehålla gupp, vilket gör att bilens hjul beroende på situationen, på en och samma tid kan täcka olika avstånd. Därför, till exempel, när du svänger, om rotationshastigheten för hjulen på axeln är densamma, kommer en av dem oundvikligen att börja glida, vilket kommer att leda till accelererat däckslitage. Men det här är inte det värsta. Mycket värre är att fordonets hantering reduceras avsevärt.

För att lösa sådana problem kom de fram till en differential - en mekanism som kommer att omfördela energin som kommer från motorn mellan bilens axlar i enlighet med värdet på rullmotståndet: ju lägre den är, desto större hjulhastigheten kommer att vara och vice versa.

Differentialmekanism

Idag finns det många varianter av diffar, och deras enhet är ganska komplex. Funktionsprincipen är dock generellt sett densamma, så det blir lättare att förstå den enklaste typen - en öppen differential, som består av följande element:

1. Kugghjul monterade på axelaxlar.
2. Driven (kron) växel, gjord i form av en stympad kon.
3. Ett drivhjul monterat på änden av drivaxeln, som tillsammans med kronan bildar huvuddrevet. Eftersom den drivna växeln är större än den drivande växeln, kommer den senare att behöva göra flera varv runt sin axel innan ringväxeln endast utför ett. Därför är det dessa två delar av differentialen som minskar mängden energi (hastighet) som så småningom når hjulen.
4. Satelliterna som bildar planetväxeln, som spelar en nyckelroll för att ge den nödvändiga skillnaden i hjulens rotationshastighet.
5. Cases.

Hur differentialen fungerar

Under bilens rätlinjiga rörelse roterar dess axelaxlar, och därmed hjulen, med samma hastighet som drivaxeln med dess spiralformade kugghjul. Men under svängen blir belastningen på hjulen annorlunda (en av dem försöker snurra snabbare), och på grund av denna skillnad släpps satelliterna. Nu passerar motorns energi genom dem, och eftersom ett par satelliter är två separata, oberoende växlar, överförs en annan rotationshastighet till axelaxlarna. Sålunda fördelas kraften som genereras av motorn mellan hjulen, men ojämnt, och beroende på belastningen som verkar på dem: det som rör sig längs den yttre radien upplever mindre rullmotstånd, så differentialen överför mer energi till den och snurrarsnabbare.

Det finns ingen skillnad i hur mittdifferentialen och hjuldifferentialen fungerar: funktionsprincipen är likartad, endast i det första fallet riktas det fördelade vridmomentet till fordonets axlar och i det andra - till dess hjul placerad på samma axel.

Behovet av centerdiff blir särskilt märkbart när man kör en bil i ojämn terräng, när dess vikt pressar på axeln som är lägre än den andra, till exempel i uppförs- eller nedförsbackar.

Differentialproblem

Trots att differentialen säkerligen spelar en stor roll för bilens design, skapar dess funktion ibland problem för föraren. Nämligen: när ett av hjulen är på en hal del av vägen (lera, is eller snö) börjar det andra, som ligger på hårdare underlag, uppleva en ökad belastning, diffen försöker fixa detta, omdirigerar motorenergin till glidhjulet. Det visar sig alltså att den får maximal rotation, medan den andra, som har ett hårt grepp om marken, helt enkelt förblir stillastående.

Det var just för att lösa sådana problem som låsningen (inaktiveringen) av differentialen uppfanns.

Blockeringsprincipen och dess typer

Efter att ha förstått principen för differentialen kan vi dra slutsatsen att om du blockerar den kommer vridmomentet att öka på hjulet eller axeln som har bäst grepp. Detta kan göras genom att ansluta dess kropp till en av de två axelaxlarna eller genom att stoppa satelliterna från att rotera.

Blockerakan vara komplett - när differentialens delar är styvt anslutna. Det utförs som regel med hjälp av en kamkoppling och styrs av föraren genom en speciell drivning från bilens hytte. Eller så kan den vara partiell, i vilket fall endast begränsad kraft överförs till hjulen - det är så en självlåsande differential fungerar, vilket inte kräver mänsklig inblandning.

Så fungerar en självlåsande differential

Den självlåsande differentialen är i huvudsak en kompromiss mellan ett helt block och en fri diff, och låter dig minska slirningen av bilens hjul i händelse av en skillnad i dragkoefficient mellan dem. Sålunda ökar längdåkningsförmågan, terränghanteringen, såväl som dynamiken i fordonsaccelerationen avsevärt, oavsett vägens kvalitet.

Självlåsning eliminerar helhjulslåsning, vilket skyddar axelaxlarna från kritiska belastningar som kan uppstå på avstängda differentialer.

Axelspärren frigörs automatiskt om hjulhastigheterna utjämnas vid rakkörning.

De vanligaste typerna av självblockeringar

Disk självblockering är en uppsättning friktionsskivor (gnidningsskivor) installerade mellan diffkroppen och axelväxeln.

Det är inte svårt att förstå hur en differential fungerar med ett sådant block: medan bilen kör i en rak linje, roterar diffkroppen och båda axelaxlarna tillsammans, så fort det blir skillnad i rotationshastigheter (hjulet har träffat ett h alt område) uppstår friktion mellan skivorna, vilket minskar den. Det vill säga hjuletkvar på hård mark kommer att fortsätta att rotera, snarare än att stanna, som i fallet med en fri differential.

Viskös koppling, eller på annat sätt viskös koppling, liksom den tidigare diffen, innehåller två paket skivor, bara denna gång perforerade, installerade mellan sig med ett litet mellanrum. En del av skivorna har en koppling med karossen, den andra med drivaxeln.

Skivorna placeras i en behållare fylld med en kiselorganisk vätska, som, när den roteras jämnt, förblir oförändrad. Så fort det blir skillnad i hastighet mellan förpackningarna börjar vätskan tjockna snabbt och kraftigt. Det finns motstånd mellan de perforerade ytorna. Ett alltför otvinnat paket bromsas därför ner och rotationshastigheten jämnas ut.

Tandad (skruv, mask) självblockering. Dess arbete är baserat på snäckparets förmåga att kila och därigenom blockera axelaxlarna när en skillnad i vridmoment uppstår på dem.

Cam självblockering. För att förstå hur denna typ av differential fungerar räcker det att föreställa sig en öppen differential, där växelpar (kam) är installerade istället för en planetväxelmekanism. Kammarna roterar (hoppar) när hjulhastigheterna är nästan desamma och är hårt låsta (fastnade) så snart en av dem börjar glida.

Det är ingen skillnad i hur låsningen av mittdifferentialen och mellanhjulsdifferentialen fungerar - funktionsprincipen är densamma, skillnadernaendast vid ändpunkterna: i det första fallet - två axlar, i det andra - två hjul monterade på samma axel.

Inhemska "Niva" och dess skillnader

Niva intar en speciell plats i raden av inhemska VAZ:er: till skillnad från sina "släktingar" på löpande bandet är den här bilen utrustad med en icke-omkopplingsbar fyrhjulsdrift.

Tre differentialer är installerade i växellådan på VAZ SUV: mellanhjulsdifferentialer i varje axel och interaxala differentialer i växellådan. Trots ett sådant nummer behöver du inte ta reda på hur differentialerna på Niva fungerar igen. Allt är exakt detsamma som beskrivits ovan. Det vill säga, under maskinens rätlinjiga rörelse, förutsatt att det inte finns någon glidning på hjulen, fördelas dragkraften mellan dem jämnt och har samma värde. När ett av hjulen börjar slira, leds all energi från motorn, som passerar genom diffarna, till detta hjul.

Niva differentialspärr

Innan vi pratar om hur differentialspärren på Niva fungerar bör en punkt noteras, nämligen att förtydliga syftet med det främre (lilla) handtaget på transferväskan.

Vissa förare tror att med dess hjälp slås framhjulsdriften på i bilen - så är det inte: både fram- och bakhjulsdriften på Niva är alltid inkopplade, och detta handtag styr överföringen fallskillnad. Det vill säga, medan den är inställd i "framåt"-läge fungerar diff norm alt, och när"back" - off.

Och nu direkt om låset: när differentialen är avstängd stängs överföringshusets axlar med en koppling, vilket med våld utjämnar deras rotationshastigheter, det vill säga den totala hastigheten för framaxelhjulen är lika med den totala hastigheten på bakaxeln. Fördelningen av dragkraften sker i riktning mot större motstånd. Låt oss säga att bakhjulet slirar, om du slår på låset kommer dragkraften att gå till framaxeln, vars hjul kommer att sträcka bilen, men om framhjulet också glider tillsammans med bakhjulet, då Niva kommer inte ut på egen hand.

För att förhindra att detta händer installerar bilister självblockeringar i broar för att hjälpa till att dra ut en bil som har fastnat. Hittills är Nesterov-differentialen den mest populära bland Niva-ägare.

Nesterovs självblockering

Hemligheten bakom dess popularitet ligger i hur Nesterov-differentialen fungerar.

Differentialens design tillåter inte bara att optim alt justera vinkelhastigheten på bilens hjul när man gör manövrar, utan även i händelse av att hjulet slirar eller hänger, ger enheten den en minimal mängd energi från motorn. Dessutom är självblockeringens reaktion på en förändring i trafiksituationen nästan omedelbar. Dessutom förbättrar Nesterov-differentialen avsevärt bilens hantering även i hala svängar, ökar riktningsstabiliteten, ökar accelerationsdynamiken (särskilt på vintern) och minskar bränsleförbrukningen. Och installationen av enheten kräver ingenändringar i transmissionsdesignen och installeras på samma sätt som den klassiska diff.

Differentialen har funnit tillämpning inte bara inom bilteknik, den visade sig vara mycket användbar på motoblock, vilket i hög grad underlättade livet för dess ägare.

Differential för motoblock

Motoblock - enheten är ganska tung och det tar mycket ansträngning att helt enkelt vrida den, och med en oreglerad vinkelhastighet på hjulen blir detta ännu svårare. Därför köper och installerar ägarna till dessa maskiner på egen hand, om diffarna inte ursprungligen tillhandahålls av designen.

Hur fungerar en traktordifferential som går bakom? I själva verket ger den bara en enkel sväng av bilen och stoppar ett av hjulen.

Dess andra funktion, inte relaterad till omfördelning av kraft, är att öka hjulbasen. Differentialens design gör att den kan användas som en axelförlängning, vilket gör den bakomgående traktorn mer manövrerbar och motståndskraftig mot att välta, speciellt vid kurvtagning.

Med ett ord, differentialen är en mycket användbar och oersättlig sak, och dess blockering ökar avsevärt bilens längdåkningsförmåga.