Omezený diferenciál: jak to funguje?

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-19 13:00

Pojem „uzávěrka diferenciálu“nebo „omezený diferenciál“(samoblokování) slyšelo mnoho motoristů, ale jen málokdo ví, jak tento proces vypadá v praxi. A pokud dřívější automobilky vybavovaly takovou „možnost“hlavně SUV, nyní ji lze nalézt i na docela městském autě. Navíc majitelé aut, která nejsou vybavena autoblokováním, když pochopili, jaké výhody přinášejí, je nainstalují sami.

Než ale pochopíte, jak samosvorný diferenciál funguje, musíte pochopit, jak funguje bez uzávěrky.

Co je diferenciál

Diferenciál (diff) lze právem považovat za jeden z hlavních prvků konstrukce převodovky automobilu. S jeho pomocí dochází k přenosu, změně a rozdělení točivého momentu produkovaného motorem mezi dvojici spotřebitelů: kola umístěná na stejné ose stroje nebo mezi jeho nápravami. Navíc síla toku distribuované energie, pokud je to nutné, může být různá, což znamená, že rychlost otáčení kol je různá.

Bautomobilový převodový diferenciál lze instalovat: do skříně zadní nápravy, převodovky a rozdělovací převodovky, v závislosti na hnacím zařízení.

Tyto diferenciály, které jsou instalovány v můstku nebo převodovce, se nazývají mezikolo a jsou umístěny mezi nápravami vozu - interaxle.

Diferenční přiřazení

Jak víte, auto provádí během jízdy různé manévry: zatáčky, změny jízdního pruhu, předjíždění atd. Kromě toho může povrch vozovky obsahovat nerovnosti, což znamená, že kola vozu v závislosti na situaci, v jednom a ve stejnou dobu může překonat různé vzdálenosti. Proto například při zatáčení, pokud je rychlost otáčení kol na nápravě stejná, pak jedno z nich nevyhnutelně začne prokluzovat, což povede ke zrychlenému opotřebení pneumatik. Ale to není to nejhorší. Mnohem horší je, že ovladatelnost vozidla je značně omezena.

Pro vyřešení takových problémů přišli s diferenciálem - mechanismem, který přerozdělí energii přicházející z motoru mezi nápravy vozu v souladu s hodnotou valivého odporu: čím nižší, tím větší rychlost kola bude a naopak.

Diferenciální mechanismus

Dnes existuje mnoho druhů rozdílů a jejich zařízení je poměrně složité. Princip činnosti je však obecně stejný, takže bude snazší pochopit nejjednodušší typ - otevřený diferenciál, který se skládá z následujících prvků:

1. Ozubená kola namontovaná na nápravových hřídelích.
2. Hnané (korunové) ozubené kolo, vyrobené ve formě komolého kužele.
3. Hnací ozubené kolo namontované na konci hnacího hřídele, které spolu s korunkou tvoří hlavní ozubené kolo. Protože hnané ozubené kolo je větší než hnací ozubené kolo, bude muset provést několik otáček kolem své osy, než ozubený věnec provede pouze jednu. Proto jsou to tyto dva prvky diferenciálu, které snižují množství energie (rychlost), která nakonec dosáhne kol.
4. Satelity, které tvoří planetové soukolí, které hraje klíčovou roli při poskytování potřebného rozdílu v rychlosti otáčení kol.
5. Případy.

Jak funguje diferenciál

Při přímočarém pohybu vozu se jeho nápravové hřídele, a tedy i kola, otáčejí stejnou rychlostí jako hnací hřídel se svým spirálovým ozubením. Ale během zatáčky se zatížení kol liší (jedno z nich se snaží točit rychleji) a díky tomuto rozdílu se uvolňují satelity. Nyní jimi prochází energie motoru, a protože dvojice satelitů jsou dvě samostatná, nezávislá ozubená kola, přenáší se na nápravové hřídele jiná rychlost otáčení. Výkon generovaný motorem se tedy rozděluje mezi kola, ale nerovnoměrně a v závislosti na zatížení, které na ně působí: to, co se pohybuje po vnějším poloměru, zažívá menší valivý odpor, takže na něj diferenciál přenáší více energie a točí serychleji.

V tom, jak funguje středový diferenciál a diferenciál kol, není žádný rozdíl: princip činnosti je podobný, pouze v prvním případě je distribuovaný točivý moment směrován na nápravy vozidla a ve druhém - na jeho kola umístěn na stejné nápravě.

Potřeba středového rozdílu je zvláště patrná při jízdě autem po nerovném terénu, kdy jeho hmotnost tlačí na nápravu, která je nižší než druhá, například při jízdě do kopce nebo z kopce.

Problém s rozdílem

Navzdory tomu, že diferenciál jistě hraje v designu vozu velkou roli, jeho fungování občas dělá řidiči problémy. Totiž: když je jedno z kol na kluzkém úseku silnice (bláto, led nebo sníh), pak druhé, umístěné na tvrdším podkladu, začne pociťovat zvýšenou zátěž, diferenciál se to snaží opravit, přesměruje energii motoru na posuvné kolo. Ukazuje se tedy, že dostává maximální rotaci, zatímco druhý, který se pevně drží země, prostě zůstává nehybný.

Právě k vyřešení takových problémů bylo vynalezeno uzamčení (vyřazení) diferenciálu.

Princip blokování a jeho typy

Po pochopení principu diferenciálu můžeme dojít k závěru, že pokud jej zablokujete, zvýší se točivý moment na kole nebo nápravě, která má nejlepší přilnavost. To lze provést připojením jeho těla k jedné ze dvou nápravových hřídelí nebo zastavením otáčení satelitů.

Blokovatmůže být kompletní - když jsou díly diferenciálu pevně spojeny. Provádí se zpravidla pomocí vačkové spojky a je řízen řidičem pomocí speciálního pohonu z kabiny vozu. Nebo může být částečná, v takovém případě se na kola přenáší jen omezená síla – tak funguje samosvorný diferenciál, který nevyžaduje zásah člověka.

Jak funguje samosvorný diferenciál

Samosvorný diferenciál je v podstatě kompromisem mezi plným blokem a volným diferenciálem a umožňuje snížit prokluz kol vozu v případě rozdílu v koeficientu trakce mezi nimi. Schopnost jízdy v terénu, ovladatelnost v terénu a také dynamika zrychlení vozidla se tak výrazně zvýší, bez ohledu na kvalitu vozovky.

Samosvornost eliminuje úplné zablokování kol, což chrání hřídele nápravy před kritickým zatížením, které se může vyskytnout u stlačených diferenciálů.

Zámky náprav se uvolní automaticky, pokud se otáčky kol během přímé jízdy vyrovnají.

Nejběžnější typy sebeblokování

Samoblokování disku je sada třecích (třecích) kotoučů instalovaných mezi tělesem diferenciálu a převodem nápravy.

Není těžké pochopit, jak funguje diferenciál s takovým blokem: když auto jede v přímém směru, těleso diferenciálu a obě nápravové hřídele se otáčejí společně, jakmile dojde k rozdílu v rychlostech otáčení (kolo narazilo na kluzkou oblast), dochází ke tření mezi disky, které jej snižuje. Tedy kolosetrvání na tvrdé zemi se bude nadále otáčet, místo aby se zastavilo, jako v případě volného diferenciálu.

Viskózní spojka, nebo jinak viskózní spojka, stejně jako předchozí diff, obsahuje dvě sady disků, tentokrát pouze perforované, instalované mezi sebou s malou mezerou. Jedna část kotoučů má spojku s tělem, druhá s hnací hřídelí.

Disky jsou umístěny v nádobě naplněné organokřemičitou kapalinou, která při rovnoměrném otáčení zůstává nezměněna. Jakmile je mezi baleními rozdíl v rychlosti, tekutina začne rychle a silně houstnout. Mezi perforovanými plochami je odpor. Nadměrně nepokroucený balík se tak zpomalí a rychlost otáčení se vyrovná.

Ozubený (šroub, šnek) samoblok. Jeho práce je založena na schopnosti šnekového páru zaklínit se a tím zablokovat hřídele nápravy, když na nich vznikne rozdíl točivého momentu.

Samoblokování kamery. Abychom pochopili, jak tento typ diferenciálu funguje, stačí si představit otevřený diferenciál, ve kterém jsou místo planetového převodového mechanismu instalovány páry ozubených kol (vaček). Vačky se otáčejí (naskakují), když jsou otáčky kol téměř stejné, a jsou pevně zablokovány (zaseknuty), jakmile jedna z nich začne prokluzovat.

Není rozdíl v tom, jak funguje uzávěrka středového diferenciálu a mezikolového diferenciálu - princip činnosti je stejný, rozdílypouze v koncových bodech: v prvním případě - dvě nápravy, ve druhém - dvě kola namontovaná na stejné nápravě.

Domácí "Niva" a její diferenciály

Niva zaujímá v řadě domácích VAZů zvláštní místo: na rozdíl od svých „příbuzných“na montážní lince je tento vůz vybaven nevypínatelným pohonem všech kol.

V převodovce VAZ SUV jsou instalovány tři diferenciály: mezikolové diferenciály v každé nápravě a mezinápravové diferenciály v převodové skříni. Navzdory takovému číslu nebudete muset znovu zjišťovat, jak fungují diferenciály na Nivě. Vše je úplně stejné, jak je popsáno výše. To znamená, že při přímočarém pohybu stroje, pokud nedojde k prokluzu na kolech, se tažná síla mezi ně rozloží rovnoměrně a má stejnou hodnotu. Když jedno z kol začne prokluzovat, veškerá energie z motoru procházející diferenciály je směrována na toto kolo.

Uzávěrka diferenciálu Niva

Než budeme mluvit o tom, jak funguje uzávěrka diferenciálu na Nivě, je třeba poznamenat jeden bod, a to objasnit účel přední (malé) rukojeti rozdělovací převodovky.

Někteří řidiči se domnívají, že s jeho pomocí se v autě zapíná pohon předních kol - není tomu tak: pohon předních i zadních kol Nivy je vždy zapnutý a tato rukojeť ovládá převod případový diferenciál. To znamená, že když je nastaven v poloze "vpřed", rozdíl funguje normálně a kdy"zpět" - vypnuto.

A teď přímo k uzávěrce: když je diferenciál vypnutý, hřídele rozdělovací převodovky se uzavřou spojkou, čímž se násilně vyrovnají jejich otáčky, to znamená, že celková rychlost kol přední nápravy je rovna celková rychlost zadní nápravy. K rozložení tahu dochází ve směru většího odporu. Řekněme, že zadní kolo prokluzuje, pokud zapnete zámek, tažná síla půjde na přední nápravu, jejíž kola auto roztáhnou, ale pokud přední kolo prokluzuje i se zadním kolem, tak Niva sama se nedostane ven.

Aby k tomu nedocházelo, instalují motoristé do mostů samobloky, které pomáhají vytáhnout uvízlé auto. K dnešnímu dni je nejoblíbenější mezi majiteli Nivy diferenciál Nesterov.

Nesterovův sebeblok

Tajemství jeho popularity spočívá ve způsobu, jakým funguje Nesterovův diferenciál.

Konstrukce diferenciálu umožňuje nejen optimálně nastavit úhlovou rychlost kol vozu při manévrech, ale také v případě prokluzu nebo zavěšení kola mu zařízení dodává minimální množství energie z motoru. Navíc reakce autobloku na změnu dopravní situace je téměř okamžitá. Diferenciál Nesterov navíc výrazně zlepšuje ovladatelnost vozu i v kluzkých zatáčkách, zvyšuje směrovou stabilitu, zvyšuje dynamiku zrychlení (zejména v zimě) a snižuje spotřebu paliva. A instalace zařízení žádné nevyžadujezměny v konstrukci převodovky a instaluje se stejným způsobem jako klasický diferenciál.

Diferenciál našel uplatnění nejen v automobilové technice, ukázalo se, že je velmi užitečný na motoblocích, čímž výrazně usnadňuje život jeho majitelům.

Diferenciál pro motoblok

Motoblok - jednotka je poměrně těžká a její jednoduché otočení vyžaduje hodně úsilí a s neregulovanou úhlovou rychlostí otáčení kol je to ještě obtížnější. Proto si majitelé těchto strojů, pokud s dify původně návrh nepočítal, kupují a instalují sami.

Jak funguje diferenciál pojízdného traktoru? Ve skutečnosti umožňuje pouze snadné otočení vozu a zastavení jednoho z kol.

Jeho další funkcí, která nesouvisí s přerozdělováním výkonu, je zvětšení rozvoru. Konstrukce diferenciálu umožňuje jeho použití jako prodloužení nápravy, díky čemuž je pojízdný traktor lépe ovladatelný a odolný proti převrácení, zejména v zatáčkách.

Jedním slovem, diferenciál je velmi užitečná a nenahraditelná věc a jeho blokování výrazně zvyšuje průchodnost vozu.