Дыферэнцыял аўтамабіля. Разнавіднасці і асаблівасці функцыянавання
Змест
свабодныя (без блакіроўкі);
з ручной блакіроўкай;
з аўтаблакіроўкай.
Дыферэнцыялам завецца механізм, які перадае крутоўны момант ад адной крыніцы двум спажыўцам. Яго ключавой асаблівасцю з'яўляецца здольнасць пераразмяркоўваць магутнасць і забяспечваць розныя кутнія хуткасці кручэння спажыўцоў. У дачыненні да дарожнага транспартнага сродку гэта азначае, што пасродкам дыферэнцыяла кола могуць атрымліваць розную магутнасць і круціцца з рознай хуткасцю.
Дыферэнцыял з'яўляецца важным элементам аўтамабільнай трансмісіі. Паспрабуем разабрацца, чаму так.
Чаму нельга абысціся без дыферэнцыяла
Строга кажучы, без дыферэнцыяла можна абысціся. Але толькі датуль, пакуль аўтамабіль рухаецца па бездакорнай трасе, нікуды не згортваючы, а шыны ў яго аднолькавыя і раўнамерна напампаваныя. Іншымі словамі, пакуль усе колы праязджаюць аднолькавы шлях і круцяцца з аднолькавай хуткасцю.
Але калі машына ўваходзіць у паварот, колам даводзіцца пераадольваць розную адлегласць. Відавочна, што знешняя дуга павароту даўжэй унутранай, таму колам, якія рухаюцца па ёй, даводзіцца круціцца хутчэй, чым колам, якія праязджаюць па ўнутранай дузе. Калі вось не з'яўляецца вядучай, а колы не залежаць адно ад другога, то ніякай праблемы няма.
Іншая справа - вядучы мост. Для ажыццяўлення звычайнага кіравання кручэнне перадаецца на абодва кола. Пры іх цвёрдай сувязі яны мелі б аднолькавую кутнюю хуткасць і ў павароце імкнуліся б праехаць аднолькавую адлегласць. Паварот быў бы абцяжараны і прыводзіў бы да прабуксоўкі, падвышанаму сціранню шын і залішняй нагрузцы на . Частка магутнасці рухавіка сыходзіла б на прабуксоўку, а значыць і паліва расходавалася б дарма. Нешта падобнае, хоць і не гэтак відавочна, адбываецца і ў іншых сітуацыях пры яздзе па няроўнай дарозе, нераўнамернай нагрузцы на колы, неаднолькавым ціску ў шынах, рознай ступені зносу пакрышак.
Вось тут і прыходзіць на дапамогу. Ён перадае кручэнне на абедзве паўвосі, але суадносіны кутніх хуткасцяў кручэння колаў можа быць адвольным і мяняцца аператыўна ў залежнасці ад канкрэтнай сітуацыі без умяшання кіроўцы.
Віды дыферэнцыялаў
Дыферэнцыялы бываюць сіметрычнымі і несіметрычнымі. Сіметрычныя перадаюць на абодва вядзёных вала аднолькавы крутоўны момант, пры выкарыстанні несіметрычных прылад перадаюцца моманты розныя.
Функцыянальна дыферэнцыялы могуць прымяняцца ў якасці міжколавых і міжвосевых. Міжколавы перадае крутоўны момант колам адной восі. У переднеприводном аўта ён размешчаны ў КПП, у заднепрывадных - у картэры задняга маста.
У паўнапрываднай машыне механізмы знаходзяцца ў картэрах абодвух мастоў. Калі поўны прывад з'яўляецца сталым, у раздатачнай скрынцы мантуецца яшчэ і міжвосевы дыферэнцыял. Ён перадае кручэнне ад каробкі перадач на абодва вядучых маста.
Міжколавы дыферэнцыял заўсёды сіметрычны, а вось межосевой звычайна бывае несіметрычным, тыпавыя адсоткавыя суадносіны момантаў паміж перадпакоем і задняй воссю - 40/60, хоць можа быць і іншым.
Магчымасць і спосаб блакавання вызначае яшчэ адну класіфікацыю дыферэнцыялаў:
Блакаванне можа быць як поўнай, так і частковай.
Як функцыянуе дыферэнцыял і навошта яго блакаваць
Па сутнасці дыферэнцыял - гэта механізм планетарнага тыпу. У самым простым сіметрычным міжколавым дыферэнцыяле чатыры канічныя шасцярні - дзве паўвосевыя (1) плюс два сатэліта (4). Схема працуе і з адным сатэлітам, але другі дададзены, каб зрабіць прыладу больш магутным. У грузавіках і пазадарожніках ставяць дзве пары сатэлітаў.
Кубак (корпус) (5) выконвае ролю вадзіла для сатэлітаў. У ёй цвёрда замацавана вялікая вядзёная шасцярня (2). Яна атрымлівае крутоўны момант ад КПП пасродкам вядучай шасцярні галоўнай перадачы (3).
На прамой дарозе кола, а значыць, і іх круцяцца з аднолькавай кутняй хуткасцю. Сатэліты здзяйсняюць абарачэнні вакол колавых паўвосяў, але вакол уласных восяў не круцяцца. Такім чынам яны круцяць паўвосевыя шасцярні, надаючы ім аднолькавую кутнюю хуткасць.
У павароце ў кола, які ідзе па ўнутранай (меншай) дузе, супраціў качэння больш і таму яно запавольваецца. Паколькі адпаведная паўвосевая шасцярня таксама пачынае круціцца павольней, яна прымушае круціцца сатэліты. Іх кручэнне вакол уласнай восі прыводзіць да павелічэння абарачэнняў шасцярні на паўвосі вонкавага кола.
Падобная сітуацыя можа ўзнікнуць і ў тых выпадках, калі покрыўкі маюць недастатковае счапленне з дарогай. Напрыклад, кола трапляе на лёд і пачынае праслізгваць. Звычайны свабодны дыферэнцыял стане перадаваць кручэнне туды, дзе супраціўленне меншае. У выніку праслізгвальнае кола будзе круціцца яшчэ хутчэй, а процілеглае практычна спыніцца. Машына ў выніку не зможа прадоўжыць рух. Прычым карціна прынцыпова не зменіцца і ў выпадку поўнага прывада, паколькі міжвосевы дыферэнцыял таксама перадасць усю магутнасць туды, дзе сустрэне меншы супраціў, гэта значыць на мост з праслізгвальным колам. У выніку нават паўнапрывадны аўтамабіль можа затрымацца, калі забуксуе ўсяго адно кола.
Дадзеная з'ява сур'ёзна пагаршае праходнасць любога аўтамабіля і зусім непрымальна для пазадарожнікаў. Выправіць сітуацыю можна блакаваннем дыферэнцыяла.
Тыпы блакіровак
Поўная прымусовая блакіроўка
Дамагчыся поўнага ручнога блакавання можна, заклінаваўшы сатэліты так, каб пазбавіць іх магчымасці круціцца вакол уласнай восі. Іншы спосаб - увесці кубак дыферэнцыяла ў жорсткае зачапленне з паўвоссю. Абодва колы стануць круціцца з роўнай кутняй хуткасцю.
Для ўключэння дадзенага рэжыму трэба ўсяго толькі націснуць кнопку на прыборнай панэлі. У прывадным прыладзе можа быць задзейнічана механіка, гідраўліка, пнеўматыка або электраматор. Такая схема падыходзіць і для міжколавых і для міжвосевых дыферэнцыялаў. Уключаць яе можна, калі машына стаіць на месцы, а карыстацца варта толькі на малой хуткасці пры яздзе па перасечанай мясцовасці. Выехаўшы на звычайную дарогу, блакаванне абавязкова трэба адключыць, інакш кіравальнасць прыкметна пагоршыцца. Злоўжыванне гэтым рэжымам можа стаць прычынай паломкі паўвосі ці спалучаных з ёй дэталяў.
Большую цікавасць уяўляюць самаблакавальныя дыферэнцыялы. Яны не патрабуюць умяшанні кіроўцы і спрацоўваюць аўтаматычна, калі ўзнікае патрэба. Паколькі блакіроўка ў такіх прыладах няпоўная, то верагоднасць пашкоджання паўвосяў невялікая.
Дыскавая (фрыкцыйная) блакіроўка
Гэта найболей просты варыянт самоблокирующегося дыферэнцыяла. Механізм дапоўнены наборам фрыкцыйных дыскаў. Яны шчыльна прылягаюць сябар да сябра і праз адзін цвёрда замацаваныя на адной з паўвосяў і ў кубку.
Уся канструкцыя круціцца як адзінае цэлае, пакуль хуткасць кручэння колаў не становіцца рознай. Тады паміж дыскамі з'яўляецца трэнне, якое абмяжоўвае рост рознасці хуткасцяў.
Віскамуфта
Падобны прынцып функцыянавання мае і вискомуфта (гразкасная муфта). Толькі тут дыскі з нанесенай на іх перфарацыяй размешчаны ў герметычным боксе, уся вольная прастора якога запоўнена сіліконавай вадкасцю. Яе адметная асаблівасць - змена глейкасці пры мяшанні. Калі дыскі круцяцца з рознай хуткасцю, вадкасць змешваецца, і чым больш інтэнсіўна мяшанне, тым больш вязкай становіцца вадкасць, даходзячы амаль да цвёрдага стану. Калі хуткасць кручэння выраўноўваецца, глейкасць вадкасці хутка падае, і дыферэнцыял разблакуецца.
Вискомуфта мае даволі вялікія габарыты, таму выкарыстоўваецца часцей як дадатак да міжвосевага дыферэнцыяла, а часам і замест яго, выконваючы ў гэтым выпадку роля псеўдадыферэнцыяла.
У вискомуфты ёсць шэраг недахопаў, якія істотна абмяжоўваюць яе ўжыванне. Гэта інэрцыйнасць, значны нагрэў і дрэнная сумяшчальнасць з ABS.
Торсен
Назва паходзіць ад Torque Sensing, гэта значыць "які ўспрымае крутоўны момант". Лічыцца адным з найболей эфектыўных самоблокирующихся дыферэнцыялаў. У механізме выкарыстоўваецца чарвячная перадача. У канструкцыі таксама ёсць фрыкцыйныя элементы, дадаткова якія перадаюць крутоўны момант пры ўзнікненні прабуксоўкі.
Маецца тры тыпу дадзенага механізму. Пры нармальным счапленні з дарагі разнавіднасці T-1 і T-2 функцыянуюць як дыферэнцыялы сіметрычнага тыпу.
Калі адно з колаў губляе счапленне, Т-1 здольны пераразмеркаваць крутоўны момант у суадносінах ад 2,5 да 1 да 6 да 1 і нават больш. Гэта значыць кола, мелае лепшае счапленне з дарогай, будзе атрымліваць момант большы, чым у праслізгвальнага кола, у паказанай прапорцыі. У разнавіднасці Т-2 гэты паказчык ніжэй ад 1,2 да 1 да 3 да 1, затое менш люфт, вібрацыі і шум.
Torsen Т-3 першапачаткова распрацоўваўся як несіметрычны дыферэнцыял з паказчыкам блакавання 20...30%.
КВАЙФ
Дыферэнцыял Квайф названы па прозвішчы ангельскага інжынера, які распрацаваў дадзеную прыладу. Па канструкцыі ставіцца да чарвячнага тыпу, як і Торсен. Адрозніваецца ад яго колькасцю сатэлітаў і іх размяшчэннем. Quaife вельмі папулярны сярод энтузіястаў аўтамабільнага цюнінгу.
