Mezinápravový diferenciál: typy, zařízení, princip činnosti

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

Mezinápravový diferenciál se týká převodového mechanismu, který rozděluje točivý moment mezi hnací hřídele. Tento mechanismus navíc umožňuje otáčení kol s různou úhlovou rychlostí. Tento moment je patrný zejména v zatáčkách. Tato konstrukce navíc umožňuje bezpečný a pohodlný pohyb na suchém tvrdém povrchu. V některých případech, při jízdě na kluzké trati nebo v terénu, může dotyčné zařízení hrát jako zátka pro auto. Zvažte vlastnosti struktury a funkce mezinápravových diferenciálů.

Popis

Diferenciál je navržen tak, aby rozděloval točivý moment z kardanové hřídele na nápravy hnacích kol vpředu nebo vzadu v závislosti na typu pohonu. Výsledkem je, že mezinápravový diferenciál umožňuje otáčet každým kolem bez prokluzu. Toto je přímý účel mechanismu.

Při přímém pohybu, kdy je zatížení kol rovnoměrné se stejnými úhlovými rychlostmi,dotyčná jednotka funguje jako přenosový prostor. V případě změny jízdních podmínek (prokluzování, otáčení, otáčení) se změní ukazatel zatížení. Hřídele náprav mají tendenci se otáčet s různými rychlostními parametry, je nutné rozdělit mezi ně točivý moment v určitém poměru. V této fázi začíná mezinápravový diferenciál plnit svou hlavní funkci – zaručovat bezpečnost manévrů vozidla.

Funkce

Rozmístění uvažovaných automobilových zařízení závisí na pracovní hnací nápravě:

1. Na skříni převodovky (pohon předních kol).
2. Na skříni hnací zadní nápravy.
3. Vozy s pohonem všech kol jsou vybaveny mezikolovým diferenciálem na skeletech obou náprav nebo rozdělovacích skříní (přenášejí pracovní moment mezi koly, resp. nápravami).

Za zmínku stojí, že diferenciál na strojích se objevil teprve nedávno. Na prvních modelech měly „samohybné“posádky špatné manévrovací schopnosti. Natáčení kol se shodným parametrem úhlové rychlosti vedlo k prokluzování jednoho z prvků nebo ztrátě adheze k povrchu vozovky. Brzy inženýři vyvinuli vylepšenou modifikaci zařízení, která umožňuje vyrovnat ztrátu kontroly.

Předpoklady pro vytvoření

Mezinápravové diferenciály automobilů vynalezl francouzský konstruktér O. Pekker. V mechanismu určeném k distribuci otáčenímoment, ozubená kola a pracovní hřídele byly přítomny. Sloužily k transformaci točivého momentu z motoru na hnací kola. Přes všechny výhody tato konstrukce zcela nevyřešila problém prokluzu kol v zatáčkách. To se projevilo ztrátou adheze jednoho z potažených prvků. Tento okamžik byl zvláště výrazný v ledových oblastech.

Uklouznutí v takových podmínkách vedlo k nepříjemným nehodám, což posloužilo jako další podnět k vývoji vylepšeného zařízení, které by mohlo zabránit smyku vozidla. Technické řešení tohoto problému vyvinul F. Porsche, který přišel s konstrukcí vačky, která omezuje prokluz kol. První vozy, které používaly simulovaný mezinápravový diferenciál, byly Volkswageny.

Zařízení

Omezovací uzel funguje na principu planetové převodovky. Standardní konstrukce mechanismu obsahuje následující prvky:

• převody polonáprav;
• přidružené satelity;
• pracovní tělo v podobě mísy;
• hlavní zařízení.

Kostra je pevně spojena s hnaným ozubeným kolem, které přijímá točivý moment z analogu hlavního ozubeného kola. Miska prostřednictvím satelitů převádí rotaci na hnací kola. Rozdíl v rychlostních režimech úhlových parametrů je také zajištěn pomocí doprovodných převodů. Hodnota pracovního momentu přitom zůstává stabilní. Zadní mezinápravový diferenciál je zaměřen na přenos rychlosti na hnací kola. DopravaVozidla s pohonem všech kol jsou vybavena alternativními mechanismy, které působí na nápravy.

Odrůdy

Uvedené typy mechanismů jsou rozděleny podle konstrukčních prvků, konkrétně:

• kónické verze;
• cylindrické možnosti;
• šnekové převody.

Diferenciály jsou navíc rozděleny podle počtu zubů ozubených kol nápravových hřídelí na symetrické a asymetrické verze. Z důvodu optimálního rozložení točivého momentu jsou druhé verze s válci namontovány na nápravách vozidel s pohonem všech kol.

Stroje s přední nebo zadní hnací nápravou jsou vybaveny symetrickými kuželovými úpravami. Šnekový převod je univerzální a lze jej agregovat se všemi typy zařízení. Kónické jednotky jsou schopné pracovat ve třech konfiguracích: přímé, rotační a posuvné.

Schéma práce

Při přímočarém pohybu se elektronická imitace uzávěrky mezinápravového diferenciálu vyznačuje rovnoměrným rozložením zatížení mezi kola vozidla. V tomto případě je pozorována identická úhlová rychlost a družice těles se neotáčejí kolem své vlastní osy. Transformují točivý moment na hřídeli nápravy pomocí statického převodu a hnaného kola hlavního převodu.

V zatáčkách je vozidlo vystaveno proměnlivým silám odporu a zatížení. Parametry jsou rozděleny následovně:

1. Vnitřní kolo s menším poloměrem má větší odpor než vnější protějšek. Zvýšený indikátor zatížení způsobí snížení rychlosti otáčení.
2. Vnější kolo se pohybuje po větší dráze. Současně zvýšení úhlové rychlosti přispívá k hladkému otáčení stroje bez prokluzu.
3. Vzhledem k těmto faktorům musí mít kola různé úhlové rychlosti. Satelity vnitřního prvku zpomalují otáčení hřídelí náprav. Totéž zase prostřednictvím kuželového ozubeného prvku zvyšuje intenzitu vnějšího protikusu. Současně zůstává točivý moment z hlavního převodu stabilní.

Prokluz a stabilita

Kola automobilu mohou přijímat různé parametry zatížení, prokluzovat a ztrácet trakci. V tomto případě je na jeden prvek aplikována nadměrná síla a druhý pracuje „naprázdno“. Kvůli tomuto rozdílu se pohyb vozu stává chaotickým nebo se úplně zastaví. K odstranění těchto nedostatků použijte systém stability směnného kurzu nebo manuální blokaci.

Aby se torzní moment nápravových hřídelí vyrovnal, měla by být činnost satelitů zastavena a rotace z misky na zatíženou nápravovou hřídel by měla být transformována. To platí zejména pro mezinápravové diferenciály MAZ a další těžká vozidla s pohonem všech kol. Podobná vlastnost je způsobena skutečností, že pokud ztratíte přilnavost v jednom ze čtyř bodů, bude mít točivý moment tendenci k nule,i když je stroj vybaven dvěma mezikolovými a jedním mezinápravovým diferenciálem.

Elektronický samoblok

Aby se předešlo výše uvedeným problémům, umožňuje částečné nebo úplné zablokování. K tomu se používají samosvorné analogy. Rozdělují kroucení s ohledem na rozdíl na nápravových hřídelích a odpovídající rychlostní podmínky. Nejlepší způsob, jak problém vyřešit, je vybavit stroj elektronickou uzávěrkou mezinápravového diferenciálu. Systém je vybaven senzory, které monitorují požadovaný výkon za jízdy vozidla. Po zpracování přijatých dat procesor vybere optimální režim pro korekci zatížení a dalších vlivů na kola a nápravy.

Princip fungování tohoto uzlu se skládá ze tří hlavních fází:

1. Na začátku prokluzu hnacího kola dostává řídicí jednotka impulsy z indikátorů rychlosti otáčení, po jejich analýze se automaticky rozhodne o způsobu ovládání. Dále se zavře ventilový spínač a otevře se vysokotlaký analog. Čerpadlo jednotky ABS vytváří tlak v pracovním okruhu brzdového válce kluzného prvku. Prokluzující hnací kolo je brzděno zvýšením tlaku brzdové kapaliny.
2. Ve druhé fázi systém simulace samoblokování udržuje brzdnou sílu udržováním tlaku. Činnost čerpadla a zastavení prokluzu kola.
3. Třetí fáze provozu tohoto mechanismu zahrnuje dokončení prokluzu kolase současným uvolněním tlaku. Spínač se otevře a vysokotlaký ventil se zavře.

KamAZ mezinápravový diferenciál

Níže je schéma tohoto mechanismu s popisem prvků:

1 – Hlavní hřídel.

2 – Seal.

3 – Carter.

4, 7 – Podložky typu podpory.

5, 17 - Misky na pouzdra.

6 – Satelit.

8 – Indikátor zámku.

9 – Plnicí zátka.

10 – Pneumatická komora.

11 – Vidlička.

12 – Zastavit vyzvánění.

13 – Převodová spojka.

14 – Blokovací spojka.

15 – Vypouštěcí uzávěr.

16 – Ozubené kolo pohonu střední nápravy.

18- Kříž.

19 – Převod zadní nápravy.

20 – Upevňovací šroub.

21, 22 - Kryt a ložisko.

Bezpečnost

Mezinápravový diferenciál je navržen tak, aby poskytoval bezpečnou a pohodlnou jízdu na silnicích různých účelů. Některé z výše naznačených nevýhod uvažovaného mechanismu se projevují při nebezpečném a agresivním manévrování v terénu. Pokud je tedy stroj vybaven ručním ovládacím mechanismem, smí být provozován pouze za vhodných podmínek. Je velmi obtížné a nebezpečné používat vysokorychlostní auta bez uvedeného mechanismu, zejména při vysokých rychlostech na dálnici.