Диференциали и техните блокажи
свободен диференциал
Най-често срещаният диференциал, със своите плюсове и минуси. Въртящият момент се предава към сателитите, а от тях към зъбните колела на полуосите. При еквивалентни условия на режима на работа на полуосите въртящият момент се разделя наполовина и се предава на едната и втората полуоси. Струва си да премахнете съпротивителния въртящ момент от който и да е от полуосите (окачено колело) и целият въртящ момент започва да се предава на този полуос. Случва се следното, въртящият момент от двигателя се предава на зъбното колело (1), Когато зъбното колело се върти, сателитите (2) се движат, въртят се по зъбните колела на полуосите. Ако държите една от полуосите, сателитите започват да се въртят по протежение на зъбите на една неподвижна ос, докато въртят свободната ос.Всяка промяна в въртящия момент на единия полувал спрямо другия води до завъртане на свободното колело. В резултат на това шофирането извън пътя става много проблематично.
Но използването на различни методи за блокиране може да коригира тази ситуация.
Системи против приплъзване на свободен диференциал (Ръчно блокиране на свободен диференциал)
1. Едната полуоска (3) или по-скоро тази, която се движи в задвижващата предавка, е блокирала заедно с нея. В този случай въртящият момент се предава незабавно към тази полуос и през спрените сателити към втората полуос се получава блокиране. Вторият вариант е възможен, когато полуоските са блокирани един от друг (както на фигурата по-долу).
Всъщност такова заключване е специален случай на фрикционен диференциал, но има един значителен плюс. Заключването може да бъде деактивирано.
Ключалката обикновено се управлява с помощта на лостове, но в скъпите автомобили всичко се извършва от електроника и задвижвания, достатъчно е само леко натискане на бутона за заключване, разположен на удобно място на таблото на автомобила. Не се препоръчва да включвате ключалката по време на шофиране. Трябва да спрете, за да включите ключалката и да продължите пътя си. Факт е, че несъответствието на предавателните отношения незабавно променя честотата на въртене на полуосите, докато е възможно счупване на зъбите. Производителите обикновено посочват препоръчителната максимална скорост на шофиране с блокиран диференциал. Включването на блокировката се отразява негативно на управлението, особено при завиване.
2. Свойствата на свободния диференциал могат успешно да се използват извън пътя и без пълно блокиране. Така че системите за контрол на сцеплението (TRC -Traction Control) са инсталирани на автомобили Toyota), когато една отколела изкуствено задържа полуоската от спирачния диск с обикновена спирачка. Не е трудно да си представим какво се случва в този случай. Ситуацията при полуоските се променя обратното, сега заклещеното колело има много по-малък съпротивителен момент и започва да се върти като свободно.
Такъв диференциал е надежден, поддържаем, поради което е придобил най-голяма популярност при автомобили, които не изискват повишена проходимост. Той е инсталиран на всички производствени автомобили VAZ и много чужди автомобили, включително бизнес класа, например Porshe Caynne, но има възможност за блокиране на диференциала за преминаване на трудни участъци от пътя.
Многодисков, фрикционен диференциал
По принцип това е конструкцията на най-разпространения конвенционален диференциал, с изключение на това, че въртящият момент е свързан към двата полуоска чрез съединител и два комплекта дискове. Всъщност, като имаме по-голям момент на една ос, ние го прехвърляме на втората, като по този начин балансираме товара. Силата на въртящия момент е ограничена от приплъзването между дисковете в комплекта, то е от порядъка на 2 до 12 килограма.
Минусите са очевидни, всъщност такива диференциали са предварително сглобени и винаги се опитват да изравнят въртящите моменти на полуоските. Износването на повърхността на дисковете е неизбежно и в крайна сметка многопластовият диференциал се превръща в конвенционален. По правило те се използват в моторния спорт, за еднократни състезания и състезания, поради кратък експлоатационен живот, невъзможност за изключване и невъзможност за настройка след монтажа.
Виско съединител, Виско съединител, Viskodrive
Много интересен дизайн, където, ако мога така да се изразя, основната част е течност на силиконова основа. Всъщност това е запечатан дизайн, също с пакет дискове между тяхе минималната разлика. Силиконовата течност запълва тялото на вискозния съединител с 80-90 процента.
Свойствата на техническата течност са такива, че при нагряване тя става по-плътна, докато започва да предава въртящ момент между задвижваните и задвижващите дискове и съответно към колелата. Ефективността на вискозния съединител е доста висока, но има и своите недостатъци. Работата е там, че трябва време да работи, докато течността се загрее, възможен е и друг вариант, работа на съединителя, когато това не се изисква. Невъзможността за ясно контролиране на процеса на прехвърляне на въртящия момент е минус. Поддръжката на съединителя е ниска или по-скоро не подлежи на поддръжка. По правило течността изтича, докато диференциалът трябва да се смени като комплект.
Диференциал Торсен
Името идва от английските думи TORQUE - въртящ момент и SENS - чувствителност. Това име говори само за себе си. Сателитите са разположени в корпуса перпендикулярно на оста, зацепват се по двойки (цилиндрични зъбни колела) и са свързани с полуаксиални зъбни колела чрез червячна предавка.
Когато въртящият момент спадне върху един от полуосите, червячните зъбни колела блокират полуосите, като по този начин започват да прехвърлят въртящ момент към оста с по-малко съпротивление на въртящия момент. Силата на триене, която възниква в червячната предавка и предизвиква блокиране на диференциала. Дизайнът е много сложен, технологично напреднал и съответно скъп. Ремонтите са възможни само в специализирани сервизи и с оригинални резервни части.
Диференциал Quaif
Аналог на предишния дизайн, системата QUIFE. Тук сателитите са подредени в два реда успоредно (виж снимката). Освен това те не са монтирани на оси, а са затворени от двете страни.дупки на тялото. Десният ред сателити (може да има от 3 до 5) се зацепва с дясната предавка на полуоската, левият ред с левия. Освен това сателитите от различни редове се зацепват един с друг чрез един. Всички зъбни колела са със спираловидни зъби, еднакъв модул и ъгъл на профила. Броят на сателитите и броят на зъбите на зъбното колело на полуоската трябва да съответстват на състоянието на сглобяване на устройството като цяло. Когато едно от колелата започне да изостава, свързаното с него полуаксиално зъбно колело започва да се върти по-бавно от корпуса на диференциала и завърта сателита, който се захваща с него. Той предава движението на свързания с него сателит, а той от своя страна на страничната предавка. Това осигурява различни скорости на колелата в завой. Поради разликата в въртящите моменти на колелата в винтовото зацепване възникват аксиални и радиални сили, които притискат страничните зъбни колела и сателитите с техните краища към корпуса или капаците и сепаратора. Поради това възникват сили на триене в този блок, което увеличава теглителната сила на автомобила, увеличавайки способността му за преминаване през страната. Стойността на коефициента на блокиране зависи от ъгъла на наклона на зъбите на зъбното колело. Чрез промяна на ъгъла на наклона на зъбите („ъгъл на спиралата“) на етапа на проектиране коефициентът на блокиране се променя в зависимост от характеристиките на превозното средство и условията на неговата експлоатация и приложение. Такива диференциали са най-широко използвани при тунинг на автомобили.
В момента активните диференциали са широко разпространени. Всъщност при такива диференциали осите се блокират посредством системи за управление. Дотолкова, че честотата на оборотите на едната ос спрямо другата е принудена да се променя в завой. Тоест при преминаване на завой колелото се ускорява по по-голям радиус и забавя по по-малък радиус, което допринася запо-добро управление на автомобила на пътя. Но в този случай този процес се контролира от електрониката. Подобна система се използва при Mitsubishi Lancer Evolution.
Активни диференциали
Помислете за пример за активен централен диференциал от Mitsubishi (Active Control Differential). Това всъщност е многодисков хидравличен съединител, който незабавно реагира на промените в скоростта на валовете на предния и задния мост. Работата е да се разпредели въртящият момент между тях, осигурявайки баланс между управление и сцепление. ACD предлага три режима на работа, които водачът може да избере в зависимост от условията на шофиране: Tarmac (асфалт) за сухи твърди повърхности, Gravel (чакъл) за неравни повърхности и Snow (сняг) за шофиране по хлъзгави повърхности с ниско сцепление. (снимката по-долу)
Обикновено диференциалът Active Yaw Control се използва във връзка с централен диференциал.Премиум системата AYC управлява ротационните сили на автомобила по време на завъртане, като отчита условията на пътната настилка, ъгъла на завиване, страничното ускорение и електронно контролира разпределението на мощността към лявото и дясното задно колело. Чрез навлизане в завоя мощността се прехвърля към външните колела, като по този начин се подобрява маневреността. Чрез ускоряване в следващата половина на кривата, мощността се връща към вътрешните колела и по този начин се намалява приплъзването на автомобила. В допълнение, мощността се движи от колелата, независимо от страната, на хлъзгави или грапави повърхности към колелата, които са на нехлъзгаща повърхност. Това подобрява както стабилността, така и ускорението от покой. ACD & AYC инсталиран на Mitsubishi Lancer Evolution, започвайки от 8-мо поколение Тези са най-модернитесистеми, тъй като те могат да се включват и изключват автоматично в точното време.
Обобщете. Ще се стреми ли автомобилната индустрия към усъвършенствани механизми и дизайни, подобни на Mitsubishi или не? Възможно е отговорът да не е по-реален. Работата е там, че преодоляването на офроуд, наклони може да бъде решено с помощта на същия диференциал Thorsen или Quaif. В резултат на това няма нужда от допълнителни ненужни възли, които усложняват дизайна и влияят върху надеждността и способността за самостоятелно обслужване на автомобила. Тук може да преобладава практичността, а не незначително подобрение на значителна цена, но изборът, както винаги, е ваш.