فرق السيارات: الجهاز والأعطال وطريقة الاختيار
محتوى
في التوثيق الفني لسيارات الدفع الرباعي الكاملة ، وبعض سيارات الكروس أوفر وسيارات المدينة ذات الدفع الرباعي ، هناك عبارة "القفل التفاضلي". سنكتشف ما هو ، ما هو الغرض منه في السيارة ، وكيف يعمل ، وكذلك كيفية اختيار واحدة جديدة لتحل محل السيارة الفاشلة.
ما هو آلة التفاضل
يعتبر الترس التفاضلي في السيارة أحد عناصر النقل. إنه يوفر دورانًا مستقلًا لعجلات القيادة ، لكنه في نفس الوقت ينقل نفس عزم الدوران لكل منها.
هذا العنصر مهم بشكل خاص لاستقرار السيارة في الانحناءات. نعلم من الفيزياء أنه عند الدوران ، تتحرك عجلة داخل نصف دائرة في مسار أقصر من عجلة خارج دائرة. في حالة العجلات المدفوعة ، لا يتم الشعور بذلك على الإطلاق.
بالنسبة لعجلات القيادة ، إذا لم يكن هناك فرق في ناقل الحركة ، فإن أي سيارة ستفقد ثباتها بشكل كبير أثناء المنعطفات. المشكلة هي أن العجلات الخارجية والداخلية يجب أن تدور بسرعات مختلفة عند الانعطاف من أجل الحفاظ على تماسكها. خلاف ذلك ، ستنزلق إحدى العجلات أو تنزلق.
يتم تركيب الترس التفاضلي على محور القيادة. في حالة المركبات ذات الدفع الرباعي (فئة الدفع الرباعي أو الدفع الرباعي) ، تتوفر هذه الآلية في جميع المحاور.
في بعض السيارات ، يتم لحام الترس التفاضلي خصيصًا للحفاظ على انجراف السيارة. مثال على ذلك سيارات الرالي ذات الدفعين مع ترس تفاضلي ملحوم. ومع ذلك ، بالنسبة للقيادة العادية في المدينة ، من الأفضل استخدام تفاضل المصنع ، أو ، كما يطلق عليه أيضًا ، ترس تفاضلي مفتوح.
التاريخ والغرض التفاضلي
ظهر تصميم الترس التفاضلي في وقت واحد تقريبًا مع بدء إنتاج المركبات المزودة بمحرك احتراق داخلي. كان الاختلاف عامين فقط.
كانت السيارات الأولى غير مستقرة حول الزوايا لدرجة أن المهندسين اضطروا إلى التفكير في كيفية نقل نفس الدفع إلى عجلات القيادة ، ولكن في نفس الوقت صنعوها حتى يتمكنوا من الدوران بسرعات مختلفة على المنعطفات.
على الرغم من أنه لا يمكن القول أن الآلية نفسها تم تطويرها بعد ظهور سيارات بمحركات احتراق داخلي. الحقيقة هي أنه لحل التعامل مع السيارات الأولى ، تم استعارة تطوير تم استخدامه سابقًا في العربات البخارية.
تم تطوير الآلية نفسها بواسطة مهندس من فرنسا - أونيسيفور بيكر في عام 1825. واصل فرديناند بورش العمل على العجلة المنزلقة في السيارة. بالتعاون بين شركته و ZF AG (Friedrichshafen) ، تم تطوير تفاضل حدبة (1935).
بدأ الاستخدام المكثف لفروق LSD في عام 1956. تم استخدام هذه التكنولوجيا من قبل جميع مصنعي السيارات لأنها فتحت إمكانيات جديدة للمركبات ذات الأربع عجلات.
الجهاز التفاضلي
كان التفاضل يعتمد على علبة التروس الكوكبية. يتكون صندوق التروس البسيط من ترسين لهما أعداد مختلفة من الأسنان من نفس الحجم (للشبكة الثابتة).
عندما يدور الترس الأكبر ، يقوم الترس الأصغر بإجراء المزيد من الثورات حول محوره. لا يوفر التعديل الكوكبي نقل عزم الدوران إلى محور القيادة فحسب ، بل يحوله أيضًا بحيث تختلف سرعات القيادة وأعمدة الإدارة. بالإضافة إلى ناقل الحركة المعتاد في علب التروس الكوكبية ، يتم استخدام العديد من العناصر الإضافية التي تتفاعل مع ثلاثة عناصر رئيسية.
يستخدم الترس التفاضلي الإمكانات الكاملة لعلب التروس الكوكبية. نظرًا لحقيقة أن هذه الآلية تتمتع بدرجتين من الحرية وتسمح لك بتغيير نسبة التروس ، فقد تبين أن هذه الآليات فعالة لضمان استقرار عجلات القيادة التي تدور بسرعات مختلفة.
الجهاز التفاضلي يشمل:
- السكن التفاضلي أو الكأس. تم إصلاح التروس الكوكبية بالكامل فيه ؛
- تروس نصف المحور (النوع الشمسي هو الأكثر استخدامًا). استقبال عزم الدوران من الأقمار الصناعية ونقله إلى عجلات القيادة ؛
- مدفوعة وقيادة التروس للنقل الرئيسي ؛
- الأقمار الصناعية. هم بمثابة التروس الكوكبية. إذا كانت السيارة عبارة عن سيارة ركاب ، فسيكون هناك جزءان من هذا القبيل في آلية واحدة. في سيارات الدفع الرباعي والشاحنات ، يحتوي الترس الكوكبي على 4 أقمار صناعية.
مخطط العملية التفاضلية
هناك نوعان من هذه الآليات - تفاضل متماثل وغير متماثل. التعديل الأول قادر على نقل عزم الدوران إلى عمود المحور بالتساوي. لا يتأثر تشغيلها بالسرعة الزاوية لعجلات القيادة.
يوفر التعديل الثاني ضبط عزم الدوران بين عجلات محور القيادة إذا بدأت في الدوران بسرعات مختلفة. في كثير من الأحيان ، يتم تثبيت هذا التفاضل بين محاور مركبة الدفع الرباعي.
مزيد من التفاصيل حول أوضاع تشغيل التفاضل. تعمل الآلية بشكل مختلف في مثل هذه المواقف:
- السيارة تسير بشكل مستقيم
- السيارة تقوم بمناورة
- تبدأ عجلات القيادة في الانزلاق.
هذه هي الطريقة التي يعمل بها التفاضل:
بحركة مستقيمة
عندما تسير السيارة في خط مستقيم ، فإن الأقمار الصناعية هي ببساطة الرابط بين تروس المحور. تدور عجلات السيارة بنفس السرعة ، لذلك يدور الكوب مثل أنبوب واحد يربط بين أعمدة المحور.
يتم توزيع عزم الدوران بالتساوي بين العجلتين. تتوافق ثورات العجلة مع دورات ترس تروس الطائر الصغير.
عند الدوران
عندما تقوم الماكينة بمناورات ، فإن العجلة الموجودة في نصف قطر الدوران الخارجي تُحدث دورات أكثر من تلك الموجودة في نصف قطر الدوران الداخلي. تواجه العجلة الداخلية الكثير من المقاومة حيث يزداد عزم دوران العجلة الخارجية ويمنعها الطريق من الدوران بالسرعة المناسبة.
في هذه الحالة ، تلعب الأقمار الصناعية دورًا. تبطئ عجلة التروس الخاصة بعمود المحور الداخلي ، بسبب بدء دوران الترس الكوكبي في الكأس في الاتجاه المعاكس. تتيح لك هذه الآلية الحفاظ على ثبات السيارة ، حتى في المنعطفات الضيقة والضيقة. كما أنه يمنع التآكل المفرط للإطارات على عجلة التباطؤ.
عند الانزلاق
الحالة الثالثة التي يكون فيها التفاضل مفيدًا هي انزلاق العجلة. يحدث هذا ، على سبيل المثال ، عندما تتعرض السيارة للطين أو تتحرك على الجليد. في هذا الوضع ، يعمل التفاضل على مبدأ مختلف تمامًا عما هو عليه عند الانعطاف.
الحقيقة هي أنه عند الانزلاق ، تبدأ العجلة المعلقة بالدوران بحرية ، مما يؤدي إلى فقدان عزم الدوران على العجلة التي لديها التصاق كافٍ بسطح الطريق. إذا كان التفاضل يعمل في وضع المنعطفات ، أو الدخول في الوحل أو الجليد ، فستتوقف السيارة تمامًا ، حيث سيتم فقد الجر تمامًا.
للتخلص من هذه المشكلة ، تم تطوير تفاضل انزلاقي محدود بواسطة المهندسين. سنتحدث عن عمله بعد قليل. أولاً ، يجدر النظر في التعديلات الحالية للتفاضل والاختلافات بينهما.
الأنواع التفاضلية
إذا كانت السيارة تحتوي على محور قيادة واحد ، فسيتم تجهيزها بفرق المحور المتقاطع. تستخدم مركبة الدفع الرباعي ترس تفاضلي مركزي. في سيارات الدفع الأمامي ، تسمى هذه الآلية أيضًا بالفرق الأمامي ، وتسمى الطرز في سيارات الدفع الخلفي بالفرق الخلفي.
تنقسم هذه الآليات إلى ثلاث فئات حسب نوع التروس:
- تفاضل شطبة
- دودة والعتاد التفاضلي
- تفاضل أسطواني.
تختلف عن بعضها البعض في شكل التروس الرئيسية والمحورية. يتم تثبيت التعديلات المخروطية في مركبات الدفع بالعجلات الأمامية والخلفية. تُستخدم التروس الأسطوانية في نماذج الدفع الرباعي ، وتناسب التروس الدودية جميع أنواع عمليات النقل.
اعتمادًا على طراز السيارة وظروف الطريق التي تعمل فيها السيارة ، ستكون الأنواع التالية من التفاضلات مفيدة:
- التعشيق الميكانيكي
- تفاضل ذاتي الغلق ؛
- تشابك كهربائي.
فروق آلية
في هذا التعديل ، يتم حظر الأقمار الصناعية من قبل السائق نفسه باستخدام مفاتيح خاصة على العجلات. عندما تكون السيارة في خط مستقيم أو تنعطف ، سيعمل التفاضل بشكل طبيعي.
بمجرد أن تصطدم السيارة بطريق به سطح غير مستقر ، على سبيل المثال ، يقودها إلى غابة بها طين أو طريق ثلجي ، يقوم السائق بتحريك الرافعات إلى الموضع المطلوب ، بحيث يتم حظر الأقمار الصناعية.
في هذا الوضع ، لا يعمل الترس الكوكبي ، والسيارة ، من حيث المبدأ ، بدون تفاضل. تدور جميع عجلات القيادة بنفس السرعة ، مما يمنع الانزلاق ، ويتم الحفاظ على الجر على جميع العجلات.
تحتوي هذه الآليات على جهاز أبسط ويتم تثبيتها على بعض سيارات الدفع الرباعي ذات الميزانية المحدودة ، مثل مركبات UAZ المحلية. نظرًا لأن الإطارات لا تتلف بشكل مفرط عند القيادة ببطء عبر الوحل ، فإن هذا التصميم لا يضر بإطارات السيارة.
محدودة زلة التفاضلية
هناك عدة أنواع من الآليات في هذه الفئة. ومن أمثلة هذه الأجهزة:
- LSD. في علب التروس هذه ، مع الدوران العالي المفرط لأحد أعمدة المحور ، يتم قفل الأقمار الصناعية تلقائيًا. هذا يمنع العجلة المستقرة من فقدان الجر ؛
- القابض اللزج. تستخدم هذه الفروق مادة لزجة أساسها السيليكون. في حالة باردة ، يبقى في حالة سائلة. بمجرد أن تبدأ في التسخين والخلط ، تتغير خصائص المادة ، وتكتسب بنية لزجة ، مما يزيد من لزوجتها. تزداد هذه الخاصية مع زيادة الاختلاف في دوران أعمدة المحور. أدوات التوصيل اللزجة لها عيوب عديدة. أولاً ، لم يتم إصلاحها. عندما تفقد المادة خصائصها ، يجب استبدال الكتلة بأكملها. ثانيًا ، يحدث الحجب عندما تنزلق العجلة بقوة ، لذلك لا تتعامل السيارة دائمًا بشكل فعال مع ظروف الطرق الوعرة. على الرغم من أوجه القصور هذه ، تختلف الآلية في سعر الميزانية. تم تجهيز معظم عمليات الانتقال منخفضة التكلفة بمثل هذه الفروق.
- تورسن. يستخدم الجذع قفل دودة. عندما يزداد أو ينقص معامل العزم على عمود محور واحد مقارنة بعمود المحور الآخر ، يتم تنشيط القفل. تُستخدم هذه التقنية ، على سبيل المثال ، في سيارات Audi. يمكن أيضًا تصنيف الجهاز على أنه آليات متشابكة ميكانيكيًا. تعتبر الأكثر موثوقية من بين جميع أنواع الفوارق وتتميز ببساطتها. لهذا السبب ، فهي غالية الثمن.
تشابك كهربائي
ترتبط هذه الفروق بإلكترونيات السيارة. وهي تعتبر الأغلى ثمنًا لأنها تمتلك بنية معقدة ومحركًا مانعًا. ترتبط هذه الآلية بوحدة التحكم الإلكترونية في السيارة ، والتي تتلقى البيانات من الأنظمة التي تراقب دوران العجلات ، مثل ABS. في بعض المركبات ، يمكن تعطيل القفل التلقائي. لهذا ، يوجد زر خاص على لوحة التحكم.
تتمثل ميزة الخيارات الإلكترونية في أنها تسمح لك بتعيين عدة درجات من الحجب. ميزة أخرى لمثل هذه الآليات هي أنها تساعد تمامًا في التغلب على الانقلاب. في مثل هذه النماذج ، يتم تطبيق عزم الدوران على ترس المحور ، والذي يدور بسرعة أقل.
المزيد عن القفل التفاضلي
أي ترس تفاضلي عبر المحور له عيب كبير - يتم توفير عزم الدوران تلقائيًا للعجلة ، والتي تدور بقوة أكبر. وبسبب هذا ، فإن العجلة الثانية ، التي تتمتع بقوة جر كافية ، تفقد قوة الجر. لهذا السبب ، لن يمنح صندوق التروس هذا الفرصة للخروج بشكل مستقل من الوحل أو الجليد.
كما ذكرنا سابقًا ، يتم حل المشكلة عن طريق حجب الأقمار الصناعية. هناك وضعان للحظر:
- يتم تنفيذ الحجب الكامل نظرًا لحقيقة أن جميع عناصر علبة التروس مرتبطة بشكل صارم. هذا يضمن أن العجلة ذات القبضة الأفضل تتلقى عزم دوران كافٍ ؛
- الحجب الجزئي ممكن عن طريق تغيير عامل الحجب. عندما تسير السيارة في خط مستقيم ، يكون هذا العامل هو 1. بمجرد قفل الأقمار الصناعية في التفاضل المتماثل ، يتغير هذا العامل من 3 إلى 5. في هذه الحالة ، تستمر عجلة الدوران في الدوران ، لكنها تتلقى عزم دوران أقل.
إليك مقطع فيديو حول سبب حظر التفاضل:
الأعطال التفاضلية
بالنظر إلى أن تصميم أي تفاضل يستخدم تفاعل التروس والمحاور ، فإن مثل هذه الآلية تكون عرضة للتآكل والانهيار السريع. تخضع عناصر الترس الكوكبي لحمل خطير ، وبالتالي ، بدون الصيانة المناسبة ، ستفشل بسرعة.
على الرغم من أن التروس مصنوعة من مواد متينة ، إلا أن الآلية تستحق الانتباه إلى ما إذا كان هناك زيادة في الضوضاء والطرق والاهتزاز أثناء القيادة ، والتي لم تكن موجودة من قبل. أيضا لحظة مثيرة للقلق هي تسرب زيوت التشحيم. الأسوأ من ذلك كله ، إذا تعطلت الآلية. ومع ذلك ، مع الصيانة المناسبة ، نادرًا ما يحدث هذا.
تحتاج إلى الاتصال بخدمة السيارات بمجرد ظهور تسرب زيت من صندوق التروس. يمكنك التحقق من العقدة بنفسك. بالإضافة إلى الفحص البصري بعد الرحلة ، يمكنك التحقق من درجة حرارة الزيت في علبة التروس. أثناء التشغيل العادي للآلية ، سيكون هذا الرقم حوالي 60 درجة. إذا ارتفعت درجة حرارة التفاضل أكثر من ذلك بكثير ، فعليك طلب المشورة من أخصائي.
كجزء من الصيانة الروتينية ، يجب فحص مستوى وجودة مواد التشحيم. تضع كل شركة مصنعة لزيت ناقل الحركة لوائحها الخاصة لاستبدالها. لا تتجاهل هذه التوصية ، فقد يحتوي الزيت على جزيئات كاشطة صغيرة من شأنها إتلاف أسنان التروس ، وكذلك تدمير طبقة الزيت التي تمنع احتكاك الأجزاء المعدنية.
إذا ، نتيجة الفحص البصري ، لوحظ تسرب في التفاضل المركزي أو لوحظت مشكلة مماثلة مع نظائر السيارة ذات الدفع بالعجلات الأمامية ، فيجب استبدال ختم الزيت. يؤدي الانخفاض في مستوى مواد التشحيم إلى زيادة الاحتكاك في الأجزاء ، مما يقلل بشكل كبير من عمر عمل الجهاز. تشغيل علبة التروس جافة يجعل الأقمار الصناعية والمحمل والتروس المحورية غير صالحة للاستعمال.
يتم إجراء التشخيص الذاتي للتفاضل على النحو التالي. أولاً ، ارفع محور قيادة السيارة. يتم تحويل علبة التروس إلى الوضع المحايد. تدور إحدى العجلات أولاً في اتجاه واحد ثم في الاتجاه الآخر. يتم إجراء نفس الإجراء مع العجلة الثانية.
مع وجود ترس تفاضلي ، ستدور العجلات بدون تشغيل وضوضاء. أيضا ، بعض العيوب يمكن أن تزيلها بنفسك. لهذا الغرض ، تتم إزالة علبة التروس وتفكيكها وغسل جميع عناصرها بالبنزين (لتحديد النقاط المعيبة). خلال هذا الإجراء ، يمكنك العثور على رد فعل عنيف من الأقمار الصناعية وتآكل التروس.
تتم إزالة العناصر البالية ، وتركيب أجزاء جديدة بدلاً من ذلك. في الأساس ، تخضع الأقمار الصناعية والمحامل وموانع تسرب الزيت للاستبدال ، لأنها تفشل بشكل أسرع. يتم ضبط الأقمار الصناعية عن طريق اختيار التروس مع أدنى خلوص بين الأسنان.
إليك مقطع فيديو آخر حول كيفية ضبط التحميل المسبق للمحمل التفاضلي:
إيجاد تفاضل جديد
على الرغم من حقيقة أنه من السهل العثور على تفاضل بين العجلات أو تفاضل مركزي في سوق قطع غيار السيارات ، إلا أن تكلفته مرتفعة جدًا (يمكن أن يتكلف الجزء الجديد من مئات إلى آلاف الدولارات). لهذا السبب ، نادرًا ما يوافق معظم سائقي السيارات على الاستبدال الكامل للآلية.
يمكن العثور على آلية جديدة أو عناصرها الفردية بنفس طريقة العثور على قطع غيار السيارات العادية. أسهل طريقة هي الذهاب إلى متجر وطلب قطعة معينة لمركبة معينة. ومع ذلك ، هذا ينطبق إذا لم تتم ترقية السيارة. خلافًا لذلك ، يتم تحديد الجزء وفقًا لرمز الوحدة أو وفقًا لطراز السيارة الذي تمت إزالة قطعة الغيار منه.
من الأفضل البحث عن جزء حسب بيانات السيارة ، وليس حسب رمز المنتج ، حيث لا يمكن العثور على هذه الرموز إلا بعد تفكيك الآلية. هذه العقدة لديها الكثير من التعديلات. حتى بالنسبة لنفس ماركة السيارة ، يمكن استخدام فروق مختلفة.
بالنظر إلى هذه اللحظة ، من الصعب للغاية العثور على التناظرية المثالية من سيارة أخرى. أما بالنسبة لشراء تفاضل في السوق الثانوية ، فإن هذا متروك لخطر ومخاطر مالك السيارة نفسه ، حيث لن يقوم أحد بتفكيك القطعة والتحقق منها. هذا يزيد من مخاطر شراء آلية بالية بشدة.
بإيجاز ، يجب القول أنه بدون تفاضل ، من المستحيل إنشاء سيارة آمنة وفعالة ، على الرغم من أن عشاق التواء الدايم على الأسفلت الجاف سوف يجادلون في ذلك.
أسئلة وأجوبة:
ما هو التفاضل في السيارة بعبارات بسيطة؟ إنه عنصر ميكانيكي يتم تثبيته بين أعمدة محور عجلة القيادة. ينتقل عزم الدوران إلى الغلاف التفاضلي من خلال الكردان ، ثم يتم تغذيته إلى العجلات من خلال تروس مستقلة.
ما هو التفاضل في السيارة؟ توفر هذه الآلية نقل عزم الدوران إلى عجلات القيادة ، ولكن عند إجراء المناورات أو أثناء القيادة فوق المطبات ، فإنها تسمح للعجلات بالدوران بسرعات مختلفة.
أين الفارق في السيارة؟ يتم تثبيت هذه الآلية على محور القيادة بين أعمدة المحور. في طرازات الدفع الرباعي والدفع الرباعي الإضافي ، يتم تثبيتها على كل محور.
أي سيارة لها مركز تفاضل؟ تحتوي جميع السيارات على ترس تفاضلي عبر المحور (يقف بين أعمدة المحور). يستخدم الترس التفاضلي المركزي فقط في طرازات السيارات ذات الدفع الرباعي (يتم تثبيته بين المحاور).
