Diferenciál "Thorsen": princip činnosti

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-19 12:59

“Thorsen” je jedním z druhů samosvorných diferenciálů. Takový mechanismus je k dispozici jak na domácích automobilech, tak na zahraničních automobilech. Princip činnosti diferenciálu Torsen je založen na měnícím se tření mechanických částí, což vede k rozdělení točivého momentu mezi dvojkolí.

Destination

K čemu tedy tento mechanismus slouží? Nejjednodušší diferenciál je schopen rozdělovat výkon nebo točivý moment mezi dvě kola stejně, rovnoměrně. Pokud jedno kolo prokluzuje a nemůže se zachytit na vozovce, bude točivý moment na druhém kole nulový. Vylepšené modely a naprostá většina z nich jsou diferenciály se samosvorností, jsou vybaveny systémem, který blokuje zavěšený hřídel nápravy. Točivý moment je poté distribuován tak, aby maximální výkon byl dodán na kolo, které si zachovává dobrou trakci.

Diferenciál Thorsen je nejlepším řešením pro vozidla s pohonem všech kol,provozován převážně v náročných podmínkách. „Thorsen“není jméno vývojáře, ale zkratka. To znamená Torque Sensing nebo Torque Sensing.

O historii stvoření

Diferenciál Thorsen byl poprvé představen v roce 1958. Americký inženýr V. Glizman vyvinul konstrukci a princip fungování. Patent na sériovou výrobu tohoto samosvorného mechanismu získala společnost Torsen, jejíž název se stal názvem pro zařízení.

Zařízení

Tento mechanismus se skládá ze známých prvků – zařízení je podobné jakémukoli planetárnímu uzlu. Můžete zvýraznit hlavní části - to je tento případ, šnekové převody, satelity.

Pokud jde o obecný koncept, není zde mnoho rozdílů oproti běžným mechanismům. Skříň je pevně připojena k pohonné jednotce převodovky. Satelity jsou instalovány uvnitř pouzdra. Jsou upevněny na speciálních nápravách. Satelity jsou v tuhém záběru s ozubenými koly nápravových hřídelů. Ozubená kola poloos jsou upevněna na hřídelích, na které se přenáší kroutící moment.

A nyní k samotnému mechanismu Torsen. V tomto uzlu má ozubené kolo poloos spirálové zuby. Není to nic jiného než tradiční šnekový hřídel.

Satelity jsou dvojice spirálových ozubených kol. Jeden prvek této dvojice tvoří šnekový pár s nápravovým kolem. Dvojice satelitních ozubených kol může také vzájemně interagovat díky čelnímu ozubení. Návrh má až tři satelity, z nichž každýpředstavuje pár ozubených kol.

Princip fungování

Pojďme se podívat, jak funguje Thorsenův diferenciál. Uvažujme to na příkladu mezikolové sestavy. Když se dvojice hnacích kol pohybuje v přímém směru, obě narazí na stejný odpor. Mechanismus proto rozděluje točivý moment rovnoměrně mezi obě kola. Při jízdě rovně se planety nezapojují a síla se přenáší přímo z misky na boční ozubená kola.

Když auto vjede do zatáčky, vnitřní kolo zažije větší odpor a jeho rychlost se sníží. Šnekový pár vnitřního kola začne fungovat. Boční ozubené kolo otáčí satelitní ozubené kolo. Ten přenáší točivý moment na druhý převod hřídele nápravy. Tím se zvýší síla na vnější kolo. Protože rozdíl točivého momentu na obou stranách je malý, je tření ve druhém páru šneků také nízké. V tomto případě nedojde k samoblokování. Na tom je založen Thorsenův diferenciální princip.

Když je jedno z hnacích kol automobilu na kluzkém povrchu, jeho odpor klesá. Točivý moment má tendenci k tomuto kolu. Polohřídel otáčí satelitním převodem a přenáší točivý moment na druhý satelit. V tomto případě dojde k samobrzdění. Satelitní ozubené kolo nemůže fungovat jako hnací prvek a nemůže otáčet boční ozubené kolo kvůli určitým vlastnostem šnekových kol. Dvojice červů se proto zasekává. A kdyzaseknutí, zpomalí to rotaci druhého páru a točivý moment na každé z poloos se vyrovná.

Tři provozní režimy

Pokud vezmeme v úvahu celý princip fungování diferenciálu Torsen, pak je třeba říci, že systém může pracovat ve třech různých režimech. Konkrétní režim závisí na úrovni odporu na kole. Když je stejný, točivý moment je rovnoměrně rozdělen.

Pokud se odpor na jednom z kol zvýší, pak se zapne šnekový pár a tím se aktivuje druhý pár, i přes malý odpor na něm. To vede k přerozdělení okamžiku podle potřeby. V tomto případě se jedno kolo zpomalí. Druhý se bude točit rychleji.

Pokud dojde k úplné ztrátě odporu na jedné z pneumatik, bude to doprovázeno zablokováním nebo zaseknutím šnekového páru kvůli vysokému tření. Poté druhý pár okamžitě zpomalí. točivý moment se vyrovná. Činnost diferenciálu Torsen v tomto režimu je podobná přímočarému pohybu.

Tři typy „Thorsen“

V první verzi jsou ozubená kola předních poloos, stejně jako satelity, použita jako šnekové páry. Každá náprava má své vlastní satelity, spojené ve dvojicích s těmi na opačné nápravě. Toto spojení se provádí pomocí čelního ozubeného kola. Osy satelitů jsou kolmé na poloosy. Tato verze diferenciálu Torsen je uznávána jako nejvýkonnější ze všech podobných konstrukcí. Je schopen pracovat ve velmi širokém rozsahu točivého momentu.

Druhá možnost se liší tím, že osy satelitů jsou rovnoběžné s hřídelemi náprav. Satelity jsou v tomto případě instalovány jinak. Jsou umístěny ve speciálních pohárových sedadlech. Párové satelity jsou spojeny spirálovým ozubením, které se při zaklínění podílí na blokování.

Třetí možnost je jediná z celé série, kde je design planetární. Používá se jako středový diferenciál u vozidel s pohonem všech kol. Osy satelitů a hnací ozubená kola jsou rovněž vzájemně rovnoběžné. Díky tomu je jednotka velmi kompaktní. Díky konstrukci je zpočátku možné rozložit zatížení mezi dva mosty v poměru 40:60. Pokud dojde k částečnému zablokování, může se poměr lišit o 20 %.

Výhody diferenciálů této konstrukce

Tento design má mnoho výhod. Tento mechanismus je instalován, protože přesnost jeho práce je extrémně vysoká, zatímco zařízení pracuje velmi hladce a tiše. Výkon se rozděluje mezi kola a nápravy automaticky – není potřeba žádný zásah řidiče. Přerozdělení točivého momentu nijak neovlivňuje brzdění. Pokud je diferenciál správně provozován, není třeba jej udržovat - řidič je povinen pouze kontrolovat a pravidelně měnit olej.

To je důvod, proč mnoho řidičů dává na Nivu diferenciál Torsen. Používá také permanentní systém pohonu všech kol a žádnou elektroniku, takže nadšenci extrémních sportů často mění standardní diferenciál na tuto jednotku.

Vady

Existují také nevýhody. To je vysoká cena, protože uvnitř je struktura poměrně komplikovaná. Jelikož diferenciál funguje na principu trnů, zvyšuje se tím spotřeba paliva. Se všemi výhodami je účinnost ve srovnání s podobnými systémy jiného typu spíše nízká. Mechanismus má vysokou predispozici k zaseknutí a opotřebení vnitřních prvků je poměrně intenzivní. Pro mazání jsou zapotřebí speciální produkty, protože během provozu sestavy vzniká velké množství tepla. Pokud jsou na stejné nápravě namontována různá kola, pak se díly opotřebovávají ještě intenzivněji.

Aplikace

Uzel se používá jako mezikolový a mezinápravový mechanismus pro přerozdělení točivého momentu. Jednotka tohoto druhu je instalována na mnoha zahraničních automobilech, ale největší popularitu získala na Audi Quatro. Výrobci vozů s pohonem všech kol velmi často preferují právě toto provedení. Diferenciál Torsen je instalován na VAZ pro jeho relativní jednoduchost a okamžitý provoz.