थोरसन: पीढ़ी, उपकरण और संचालन का सिद्धांत
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कार चलाने की प्रक्रिया में, उसके पहियों पर कई तरह के प्रभाव पड़ते हैं, ट्रांसमिशन के माध्यम से इंजन से आने वाले टॉर्क से लेकर, और जब वाहन एक तीव्र मोड़ से गुजरता है तो गति में अंतर तक समाप्त होता है। आधुनिक कारों में, एक ही धुरी पर पहियों के घूमने में अंतर को खत्म करने के लिए एक अंतर का उपयोग किया जाता है।
हम विस्तार से विचार नहीं करेंगे कि यह क्या है और इसके संचालन का सिद्धांत क्या है - वहाँ है अलग लेख. इस समीक्षा में, हम तंत्र की सबसे प्रसिद्ध किस्मों में से एक - टॉर्सन पर विचार करेंगे। आइए चर्चा करें कि इसकी ख़ासियत क्या है, यह कैसे काम करता है, इसे किन कारों में लगाया जाता है, और इसकी कौन सी किस्में मौजूद हैं। एसयूवी और ऑल-व्हील ड्राइव कार मॉडल में परिचय के कारण इस तंत्र को विशेष लोकप्रियता मिली।
ऑल-व्हील ड्राइव वाहनों के अपने कई मॉडलों में, वाहन निर्माता अलग-अलग सिस्टम स्थापित करते हैं जो कार की धुरी के साथ टॉर्क वितरित करते हैं। उदाहरण के लिए, बीएमडब्ल्यू के पास एक्सड्राइव है (इस विकास के बारे में पढ़ें यहां), मर्सिडीज-बेंज के पास 4मैटिक है (इसकी खासियत क्या है, इसका वर्णन किया गया है अलग) और इसी तरह। अक्सर ऐसे सिस्टम के उपकरण में स्वचालित लॉकिंग के साथ एक अंतर शामिल होता है।
टॉर्सन डिफरेंशियल क्या है
टॉर्सन डिफरेंशियल उन तंत्रों के संशोधनों में से एक है जिनमें वर्म गियर प्रकार और उच्च स्तर का घर्षण होता है। इसी तरह के उपकरणों का उपयोग विभिन्न वाहन प्रणालियों में किया जाता है जिसमें टॉर्क बल को ड्राइविंग से संचालित एक्सल तक वितरित किया जाता है। डिवाइस को ड्राइव व्हील पर स्थापित किया गया है, जो घुमावदार सड़क पर कार चलने पर समय से पहले टायर खराब होने से बचाता है।
साथ ही, पावर यूनिट से सेकेंडरी एक्सल तक बिजली ले जाने के लिए दो एक्सल के बीच समान तंत्र स्थापित किए जाते हैं, जिससे यह अग्रणी एक्सल बन जाता है। ऑफ-रोड वाहनों के कई आधुनिक मॉडलों में, केंद्र अंतर को मल्टी-प्लेट घर्षण क्लच द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है (इसके उपकरण, संशोधन और संचालन के सिद्धांत पर विचार किया जाता है) एक अन्य लेख में).
थॉर्सन नाम का अंग्रेजी से शाब्दिक अनुवाद "टॉर्क सेंसिटिव" है। इस प्रकार का उपकरण स्वयं को ब्लॉक करने में सक्षम है। इसके कारण, स्व-लॉकिंग तत्व को अतिरिक्त उपकरणों की आवश्यकता नहीं होती है जो प्रश्न में तंत्र के कामकाज को समतल करते हैं। यह प्रक्रिया तब घटित होगी जब ड्राइव और संचालित शाफ्ट में अलग-अलग RPM या टॉर्क होगा।
स्व-लॉकिंग तंत्र का डिज़ाइन वर्म गियर (संचालित और अग्रणी) की उपस्थिति का तात्पर्य है। मोटर चालकों के बीच आप सैटेलाइट या हाफ-एक्सल का नाम सुन सकते हैं। ये सभी इस तंत्र में प्रयुक्त वर्म गियर के पर्यायवाची हैं। वर्म गियर की एक विशेषता है - इसे आसन्न गियर से घूर्णी गति को प्रसारित करने की आवश्यकता नहीं है। इसके विपरीत, यह भाग आसन्न गियर तत्वों को स्वतंत्र रूप से घुमा सकता है। यह आंशिक अंतर लॉक सुनिश्चित करता है।
नियुक्ति
तो, टॉर्सन डिफरेंशियल का उद्देश्य दो तंत्रों के बीच कुशल पावर टेक-ऑफ और टॉर्क वितरण प्रदान करना है। यदि डिवाइस का उपयोग ड्राइविंग पहियों में किया जाता है, तो यह आवश्यक है कि जब एक पहिया फिसलता है, तो दूसरा टॉर्क नहीं खोता है, बल्कि काम करना जारी रखता है, कर्षण प्रदान करता है। केंद्र अंतर का एक समान कार्य होता है - जब मुख्य धुरी के पहिये फिसलते हैं, तो यह शक्ति के हिस्से को द्वितीयक धुरी पर अवरुद्ध और स्थानांतरित करने में सक्षम होता है।
कुछ आधुनिक कारों में, वाहन निर्माता विभेदकों के एक संशोधन का उपयोग कर सकते हैं, जो निलंबित पहिये को स्वतंत्र रूप से अवरुद्ध करता है। इसके कारण, अधिकतम शक्ति स्लिपिंग एक्सल को नहीं, बल्कि अच्छी पकड़ वाले एक्सल को प्रदान की जाती है। यदि कार अक्सर ऑफ-रोड पर विजय प्राप्त करती है तो यह ट्रांसमिशन घटक आदर्श है।
इसका स्थान इस बात पर निर्भर करता है कि कार में किस प्रकार का ट्रांसमिशन है:
- फ्रंट व्हील ड्राइव कार. इस मामले में, अंतर गियरबॉक्स आवास में होगा;
- रियर व्हील ड्राइव कार. इस व्यवस्था में, अंतर को ड्राइव एक्सल के एक्सल हाउसिंग में स्थापित किया जाएगा;
- ऑल-व्हील ड्राइव परिवहन। इस मामले में, अंतर (यदि मल्टी-प्लेट सेंटर क्लच को इसके एनालॉग के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है) को फ्रंट और रियर एक्सल के एक्सल के शरीर में स्थापित किया जाएगा। यह सभी पहियों पर टॉर्क पहुंचाता है। यदि डिवाइस को ट्रांसफर केस में स्थापित किया गया है, तो यह ड्राइव एक्सल से पावर टेक-ऑफ प्रदान करेगा (ट्रांसफर केस क्या है, इसके बारे में अधिक जानकारी के लिए पढ़ें) एक और समीक्षा में).
सृजन का इतिहास
इस उपकरण के प्रकट होने से पहले, स्व-चालित मोटर वाहनों के ड्राइवरों ने चालक दल की नियंत्रणीयता में कमी देखी थी जब वे गति से एक कोने पर बातचीत कर रहे थे। इस समय, सभी पहिये जो एक सामान्य धुरी के माध्यम से एक दूसरे से मजबूती से जुड़े हुए हैं, उनका कोणीय वेग समान है। इस प्रभाव के कारण, पहियों में से एक का सड़क की सतह से संपर्क टूट जाता है (इंजन इसे समान गति से घुमाता है, और सड़क की सतह इसे रोकती है), जिससे टायर घिसने में तेजी आती है।
इस समस्या को हल करने के लिए, कारों के नियमित संशोधन विकसित करने वाले इंजीनियरों ने फ्रांसीसी आविष्कारक ओ. पेकर द्वारा बनाए गए उपकरण की ओर ध्यान आकर्षित किया। इसके डिज़ाइन में शाफ्ट और गियर शामिल थे। तंत्र का संचालन यह सुनिश्चित करना था कि टॉर्क भाप इंजन से ड्राइव पहियों तक प्रेषित हो।
हालाँकि कई मामलों में वाहन मुड़ते समय अधिक स्थिर हो गया, लेकिन इस उपकरण से विभिन्न कोणीय गति पर व्हील स्लिप को पूरी तरह से समाप्त करना संभव नहीं था। यह नुकसान विशेष रूप से तब प्रकट हुआ जब कार फिसलन भरी सड़क की सतह (बर्फ या कीचड़) पर गिरी।
चूंकि खराब कवरेज वाली सड़क पर मोड़ पर यातायात अभी भी अस्थिर रहता है, इससे अक्सर यातायात दुर्घटनाएं होती हैं। स्थिति तब बदल गई जब डिजाइनर फर्डिनेंड पोर्श ने एक कैम तंत्र बनाया जो ड्राइव पहियों को फिसलने से रोकता था। इस यांत्रिक तत्व ने कई वोक्सवैगन मॉडलों के ट्रांसमिशन में अपना रास्ता खोज लिया है।
सेल्फ-लॉकिंग डिवाइस वाला डिफरेंशियल अमेरिकी इंजीनियर वी. ग्लिज़मैन द्वारा विकसित किया गया था। यह तंत्र 1958 में बनाया गया था। इस आविष्कार का पेटेंट टॉर्सन द्वारा कराया गया था और अब भी इसका यही नाम है। हालाँकि यह उपकरण शुरू में काफी प्रभावी था, समय के साथ इस तंत्र में कई संशोधन या पीढ़ियाँ सामने आईं। उनका अंतर क्या है, हम थोड़ी देर बाद विचार करेंगे। अब आइए थॉर्सन डिफरेंशियल के संचालन के सिद्धांत पर ध्यान दें।
आपरेशन के सिद्धांत
अक्सर, थॉर्सन तंत्र उन कार मॉडलों में पाया जाता है जिनमें पावर टेक-ऑफ न केवल एक अलग धुरी पर, बल्कि एक अलग पहिये पर भी किया जा सकता है। अक्सर, फ्रंट-व्हील ड्राइव कार मॉडल पर एक सेल्फ-लॉकिंग डिफरेंशियल भी स्थापित किया जाता है।
तंत्र निम्नलिखित सिद्धांत के अनुसार कार्य करता है। ट्रांसमिशन एक अंतर के माध्यम से रोटेशन को एक विशिष्ट पहिया या धुरी तक पहुंचाता है। शुरुआती कार मॉडल में, तंत्र 50/50 प्रतिशत (1/1) के अनुपात में टॉर्क की मात्रा को बदलने में सक्षम था। आधुनिक संशोधन घूर्णी बल को 7/1 के अनुपात तक पुनर्वितरित करने में सक्षम हैं। इसके लिए धन्यवाद, ड्राइवर कार को नियंत्रित कर सकता है, भले ही केवल एक पहिये की पकड़ अच्छी हो।
जब फिसलने वाले पहिये की गति तेजी से बढ़ती है, तो तंत्र का कृमि-प्रकार का गियर अवरुद्ध हो जाता है। इसके कारण, बलों को एक निश्चित सीमा तक अधिक स्थिर पहिये पर स्थानांतरित किया जाता है। नवीनतम कारों में घूमने वाला पहिया लगभग टॉर्क खो देता है, जो कार को फिसलने से रोकता है या यदि कार कीचड़/बर्फ में फंस जाती है।
सेल्फ-लॉकिंग डिफरेंशियल न केवल विदेशी कारों पर लगाया जा सकता है। अक्सर यह तंत्र घरेलू रियर- या फ्रंट-व्हील ड्राइव कार मॉडल पर पाया जा सकता है। इस डिज़ाइन में, कार, निश्चित रूप से, एक ऑल-टेरेन वाहन नहीं बनती है, लेकिन अगर यह थोड़े बढ़े हुए पहियों का उपयोग करती है और ग्राउंड क्लीयरेंस अधिक है (इस पैरामीटर पर अधिक जानकारी दी गई है) एक और समीक्षा में), फिर टॉर्सन डिफरेंशियल के संयोजन में, ट्रांसमिशन परिवहन को मध्यम ऑफ-रोड स्थितियों से निपटने की अनुमति देगा।
2) फ्रंट एक्सल बर्फ पर है: फ्रंट/रियर टॉर्क अनुपात 1/3.5 तक पहुंच सकता है, आगे के पहिये तेज गति से घूमते हैं;
3) वाहन एक मोड़ में प्रवेश करता है: टॉर्क वितरण 3.5/1 (आगे/पीछे) तक पहुंच सकता है, आगे के पहिये तेजी से घूमते हैं;
4) पीछे के पहिये बर्फ पर हैं: टॉर्क अनुपात 3.5/1 (फ्रंट/रियर एक्सल) तक पहुंच सकता है, पीछे के पहिये तेजी से घूमते हैं।
क्रॉस-एक्सल डिफरेंशियल के संचालन पर विचार करें। पूरी प्रक्रिया को कई चरणों में विभाजित किया जा सकता है:
- अंतिम ड्राइव शाफ्ट के माध्यम से गियरबॉक्स संचालित गियर तक टॉर्क पहुंचाता है;
- चालित गियर घूर्णन को अपने हाथ में ले लेता है। उस पर तथाकथित वाहक या कप लगा होता है। ये भाग चालित गियर के साथ घूमते हैं;
- जैसे ही कप और गियर घूमते हैं, रोटेशन उपग्रहों में स्थानांतरित हो जाता है;
- प्रत्येक पहिये के एक्सल शाफ्ट उपग्रहों से जुड़े होते हैं। इन तत्वों के साथ, संबंधित पहिया भी घूमता है;
- जब घूर्णी बल अंतर पर समान रूप से लगाया जाता है, तो उपग्रह नहीं घूमेंगे। इस स्थिति में, केवल चालित गियर ही घूमता है। उपग्रह कप में स्थिर रहते हैं। इसके लिए धन्यवाद, गियरबॉक्स से बिजली प्रत्येक एक्सल शाफ्ट में आधे में वितरित की जाती है;
- जब कार एक मोड़ में प्रवेश करती है, तो अर्धवृत्त के बाहर का पहिया अर्धवृत्त के अंदर के पहिये की तुलना में अधिक चक्कर लगाता है। इस कारण से, एक ही धुरी पर कठोरता से जुड़े पहियों वाले वाहनों में, सड़क की सतह से संपर्क टूट जाता है, क्योंकि प्रत्येक तरफ एक अलग मात्रा में प्रतिरोध पैदा होता है। उपग्रहों की गति से यह प्रभाव समाप्त हो जाता है। इस तथ्य के अलावा कि वे कप के साथ घूमते हैं, ये घटक अपनी धुरी पर घूमना शुरू कर देते हैं। इन तत्वों की संरचना की विशेषता यह है कि इनके दाँत शंकु के रूप में बने होते हैं। जब उपग्रह अपनी धुरी पर घूमते हैं, तो एक पहिये की घूमने की गति में वृद्धि होती है, और दूसरे की गति में कमी होती है। पहियों के प्रतिरोध की मात्रा में अंतर के आधार पर, कुछ कारों में टॉर्क का पुनर्वितरण 100/0 प्रतिशत के अनुपात तक पहुंच सकता है (अर्थात, घूर्णी बल केवल एक पहिया तक प्रेषित होता है, और दूसरा बस स्वतंत्र रूप से घूमता है) ;
- एक पारंपरिक अंतर को दो पहियों के घूमने की गति में अंतर प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। लेकिन यह सुविधा तंत्र का एक नुकसान भी है। उदाहरण के लिए, जब कार कीचड़ से टकराती है, तो चालक पहियों के घूमने की गति बढ़ाकर सड़क के कठिन हिस्से से निकलने की कोशिश करता है। लेकिन क्योंकि अंतर काम करता है, टोक़ कम से कम प्रतिरोध के पथ का अनुसरण करता है। इस कारण से, सड़क के स्थिर खंड पर पहिया गतिहीन रहता है, और निलंबित पहिया अधिकतम गति से घूमता है। इस प्रभाव को खत्म करने के लिए, एक डिफरेंशियल लॉक की आवश्यकता होती है (इस प्रक्रिया का विस्तार से वर्णन किया गया है एक और समीक्षा में). लॉकिंग तंत्र के बिना, कार अक्सर तब रुकती है जब कम से कम एक पहिया फिसलने लगता है।
आइए देखें कि टॉर्सन डिफरेंशियल तीन अलग-अलग ड्राइविंग मोड में कैसे काम करता है।
एक सीधी रेखा में
जैसा कि हमने पहले ही ऊपर उल्लेख किया है, जब कार सड़क के सीधे खंड पर चलती है, तो टॉर्क का आधा हिस्सा प्रत्येक अग्रणी धुरी शाफ्ट को आपूर्ति की जाती है। इस कारण से, ड्राइव पहिये समान गति से घूमते हैं। इस मोड में, तंत्र दो ड्राइविंग पहियों के कठोर युग्मन जैसा दिखता है।
उपग्रह आराम की स्थिति में हैं - वे बस तंत्र कप के साथ घूमते हैं। अंतर के प्रकार (लॉकिंग या फ्री) के बावजूद, ऐसी ड्राइविंग स्थितियों के तहत, तंत्र समान व्यवहार करेगा, क्योंकि दोनों पहिये एक ही सतह पर हैं, और समान प्रतिरोध का सामना करते हैं।
मुड़ते समय
किसी मोड़ से गुजरते समय, आंतरिक अर्धवृत्त का पहिया मोड़ के बाहर वाले की तुलना में कम गति करता है। इस मामले में, अंतर का कार्य प्रकट होता है। यह एक मानक मोड है जिसमें ड्राइव पहियों की गति में अंतर की भरपाई के लिए तंत्र सक्रिय होते हैं।
जब कार खुद को ऐसी स्थितियों में पाती है (और ऐसा अक्सर होता है, क्योंकि इस प्रकार का परिवहन ट्रेन की तरह पूर्व-निर्धारित ट्रैक पर नहीं चलता है), तो उपग्रह अपनी धुरी पर घूमना शुरू कर देते हैं। इस मामले में, तंत्र के शरीर और सेमीएक्स के गियर के साथ संबंध नहीं खोया जाता है।
चूंकि पहिये अपना कर्षण नहीं खोते हैं (टायर और सड़क के बीच घर्षण समान रूप से होता है), टॉर्क 50 से 50 प्रतिशत के समान अनुपात में डिवाइस में प्रवाहित होता रहता है। यह डिज़ाइन इस मायने में खास है कि पहियों के घूमने की अलग-अलग गति पर, जो पहिया तेजी से घूमता है, उसे दूसरे की तुलना में अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है, जो कम गति पर चलता है।
डिवाइस के संचालन के इस स्तर के कारण, चरखे पर दिखाई देने वाला प्रतिरोध समाप्त हो जाता है। अग्रणी अर्ध-अक्षों के कठोर बंधन वाले मॉडल में, इस प्रभाव को समाप्त नहीं किया जा सकता है।
फिसलते समय
जब कार का एक पहिया फिसलने लगता है तो फ्री डिफरेंशियल की गुणवत्ता गिर जाती है। ऐसा होता है, उदाहरण के लिए, जब वाहन कीचड़ भरी गंदगी वाली सड़क या सड़क के आंशिक रूप से बर्फ वाले हिस्से में प्रवेश करता है। चूंकि सड़क धुरी शाफ्ट के घूर्णन का विरोध करना बंद कर देती है, इसलिए बिजली को मुक्त पहिये पर ले जाया जाता है। स्वाभाविक रूप से, ऐसी स्थिति में कर्षण भी गायब हो जाता है (स्थिर सतह पर स्थित एक पहिया गतिहीन रहता है)।
यदि कार में मुक्त सममितीय अंतर स्थापित किए जाते हैं, तो इस मामले में न्यूटन/मीटर केवल समान अनुपात में वितरित किए जाते हैं। इसलिए, यदि एक पहिये पर जोर गायब हो जाता है (उसका मुक्त घूमना शुरू हो जाता है), तो दूसरा स्वचालित रूप से इसे खो देता है। पहिए सड़क पकड़ना बंद कर देते हैं और कार धीमी हो जाती है। बर्फ या कीचड़ पर रुकने की स्थिति में, वाहन आगे नहीं बढ़ पाएगा, क्योंकि चलते समय पहिए तुरंत फिसल जाते हैं (सड़क की स्थिति के आधार पर)।
यह निश्चित रूप से मुक्त अंतरों का मुख्य नुकसान है। जब कर्षण खो जाता है, तो आंतरिक दहन इंजन की सारी शक्ति निलंबित पहिये में चली जाती है, और यह बस बेकार में घूमता है। जब स्थिर कर्षण वाले पहिये पर कर्षण खो जाता है तो थॉर्सन तंत्र लॉक करके इस प्रभाव का प्रतिकार करता है।
डिवाइस और मुख्य घटक
टॉर्सन संशोधन डिज़ाइन में निम्न शामिल हैं:
- गोले या कप. यह तत्व अंतिम ड्राइव शाफ्ट (कप में लगा चालित गियर) से न्यूटन/मीटर प्राप्त करता है। आवास में दो धुरी शाफ्ट हैं, जिनसे उपग्रह जुड़े हुए हैं;
- आधा शाफ्ट गियर (दूसरा नाम सन गियर है). उनमें से प्रत्येक को उसके पहिये के आधे शाफ्ट के लिए डिज़ाइन किया गया है, और उन पर स्प्लिन और एक्सल/आधा शाफ्ट के माध्यम से रोटेशन प्रसारित करता है;
- दाएँ और बाएँ उपग्रह. एक ओर, वे साइड गियर से जुड़े होते हैं, और दूसरी ओर, तंत्र आवास से। थॉर्सन डिफरेंशियल में, निर्माता ने 4 उपग्रह रखने का निर्णय लिया;
- आउटपुट शाफ्ट.
सेल्फ-लॉकिंग के साथ टॉर्सन डिफरेंशियल सबसे उन्नत प्रकार के तंत्र हैं जो एक्सल शाफ्ट के बीच टॉर्क का पुनर्वितरण प्रदान करते हैं, लेकिन साथ ही निलंबित व्हील के बेकार घुमाव को रोकते हैं। इस तरह के संशोधनों का उपयोग ऑडी के क्वाट्रो ऑल-व्हील ड्राइव के साथ-साथ प्रसिद्ध वाहन निर्माताओं के मॉडल में भी किया जाता है।
सेल्फ-लॉकिंग डिफरेंशियल टॉर्सन के प्रकार
थॉर्सन डिफरेंशियल के संशोधनों को विकसित करने वाले डिजाइनरों ने तीन प्रकार के इन तंत्रों का निर्माण किया है। वे अपने डिज़ाइन में एक-दूसरे से भिन्न होते हैं, और विशिष्ट वाहन प्रणालियों में उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
सभी डिवाइस मॉडल को टी मार्कर से चिह्नित किया गया है। प्रकार के आधार पर, अंतर का अपना लेआउट और कार्यकारी भागों का आकार होगा। यह बदले में तंत्र की दक्षता को प्रभावित करता है। यदि इसे गलत नोड में रखा गया है, तो हिस्से जल्दी ही विफल हो जाएंगे। इस कारण से, प्रत्येक इकाई या प्रणाली का अपना अंतर होता है।
यहां बताया गया है कि प्रत्येक प्रकार का टॉर्सन अंतर किस लिए है:
- Т1. इसका उपयोग इंटरव्हील डिफरेंशियल के रूप में किया जाता है, लेकिन इसे एक्सल के बीच पल को पुनर्वितरित करने के लिए स्थापित किया जा सकता है। अवरोधन की एक छोटी सी डिग्री है और अगले संशोधन की तुलना में बाद में जब्त हो जाती है;
- Т2. यदि वाहन ऑल-व्हील ड्राइव से सुसज्जित है, तो इसे ड्राइविंग पहियों के साथ-साथ ट्रांसफर केस में भी स्थापित किया जाता है। पिछले संस्करण की तुलना में, तंत्र थोड़ा पहले लॉक हो जाता है। इस प्रकार का उपकरण अक्सर नागरिक कार मॉडलों पर उपयोग किया जाता है। इस श्रेणी में T2R का एक संशोधन भी है। इस तंत्र के हिस्से बहुत अधिक टॉर्क का सामना करने में सक्षम हैं। इस कारण इसे केवल शक्तिशाली कारों पर ही लगाया जाता है।
- Т3. पिछले संस्करणों की तुलना में, इस प्रकार के उपकरण के आयाम छोटे हैं। डिज़ाइन सुविधा आपको नोड्स के बीच पावर टेक-ऑफ के अनुपात को बदलने की अनुमति देती है। इस कारण से, यह उत्पाद केवल एक्सल के बीच स्थानांतरण मामले में स्थापित किया गया है। ऑल-व्हील ड्राइव में, टॉर्सन डिफरेंशियल से सुसज्जित, एक्सल के साथ टॉर्क का वितरण सड़क की स्थिति के आधार पर बदल जाएगा।
प्रत्येक प्रकार के तंत्र को एक पीढ़ी भी कहा जाता है। उनमें से प्रत्येक की डिज़ाइन सुविधाओं पर विचार करें।
टॉर्सन की पीढ़ियों में अंतर
संचालन के सिद्धांत और पहली पीढ़ी (T1) के उपकरण पर पहले चर्चा की गई थी। डिज़ाइन में, वर्म जोड़े को प्रमुख धुरी शाफ्ट से जुड़े उपग्रहों और गियर द्वारा दर्शाया जाता है। उपग्रह पेचदार दांतों का उपयोग करके गियर से जुड़े होते हैं, और उनकी धुरी प्रत्येक धुरी शाफ्ट के लंबवत स्थित होती है। उपग्रहों का आपस में आसंजन सीधे दांतों द्वारा किया जाता है।
यह तंत्र ड्राइव पहियों को अपनी गति से घूमने की अनुमति देता है, जिससे कॉर्नरिंग करते समय प्रतिरोध समाप्त हो जाता है। उस समय जब पहियों में से एक फिसलना शुरू हो जाता है, तो वर्म पेयर को वेज कर दिया जाता है, और तंत्र दूसरे पहिये पर अधिक टॉर्क स्थानांतरित करने का प्रयास करता है। यह संशोधन सबसे शक्तिशाली है, और इसलिए इसका उपयोग अक्सर विशेष वाहनों में किया जाता है। यह उच्च टॉर्क संचारित करने में सक्षम है और इसमें उच्च घर्षण बल है।
अंतर थॉर्सन (T2) की दूसरी पीढ़ी उपग्रहों के स्थान में पिछले संशोधन से भिन्न है। उनकी धुरी लंबवत नहीं, बल्कि अर्ध-अक्ष के अनुदिश स्थित होती है। तंत्र के मामले में विशेष अवकाश (जेब) बनाये जाते हैं। उनके पास उपग्रह हैं. जब तंत्र अनलॉक होता है, तो युग्मित उपग्रह सक्रिय हो जाते हैं, जिनके तिरछे दांत होते हैं। इस संशोधन की विशेषता कम घर्षण बल है, और तंत्र पहले लॉक हो जाता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, इस पीढ़ी का एक अधिक शक्तिशाली संस्करण है, जिसका उपयोग उच्च प्रदर्शन इंजन वाली कारों पर किया जाता है।
संरचनात्मक रूप से, यह संशोधन जुड़ाव के प्रकार में मानक समकक्ष से भिन्न है। तंत्र के डिज़ाइन में एक स्प्लिंड क्लच होता है, जिसके बाहरी तरफ पेचदार दांत होते हैं। यह क्लच सन गियर को जोड़ता है। सड़क की स्थिति के आधार पर, इस डिज़ाइन में संलग्न घटकों के बीच एक चर घर्षण बल होता है।
तीसरी पीढ़ी (T3) के लिए, इस तंत्र में एक ग्रहीय संरचना है। ड्राइव गियर उपग्रहों के समानांतर स्थापित किया गया है (उनके पास एक पेचदार आकार के दांत हैं)। अर्ध-अक्ष के गियर में दांतों की तिरछी व्यवस्था होती है।
अपने मॉडलों में, प्रत्येक निर्माता तंत्र की इन पीढ़ियों का अपने तरीके से उपयोग करता है। सबसे पहले, यह इस बात पर निर्भर करता है कि कार में क्या विशेषताएं होनी चाहिए, उदाहरण के लिए, क्या उसे प्लग-इन ऑल-व्हील ड्राइव या प्रत्येक व्हील के लिए अलग से टॉर्क वितरण की आवश्यकता है। इस कारण से, वाहन खरीदने से पहले, यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि ऑटोमेकर इस मामले में किस अंतर का संशोधन उपयोग करता है, साथ ही इसे कैसे संचालित किया जा सकता है।
टॉर्सन डिफरेंशियल लॉक
आम तौर पर, एक स्व-लॉकिंग तंत्र एक मानक अंतर की तरह काम करता है - यह ड्राइव पहियों की गति में अंतर को समाप्त करता है। डिवाइस को केवल आपातकालीन स्थितियों में ही ब्लॉक किया जाता है। ऐसी परिस्थितियों का एक उदाहरण उनमें से किसी एक का अस्थिर सतह (बर्फ या कीचड़) पर फिसलना है। यही बात इंटरएक्सल तंत्र की लॉकिंग पर भी लागू होती है। यह फ़ंक्शन ड्राइवर को सहायता के बिना सड़क के एक कठिन हिस्से से बाहर निकलने की अनुमति देता है।
जब लॉकअप होता है, तो अतिरिक्त टॉर्क (निलंबित पहिया बेकार घूमता है) को उस पहिये पर पुनः वितरित किया जाता है जिसमें सबसे अच्छा कर्षण होता है (यह पैरामीटर इस पहिये के घूमने के प्रतिरोध से निर्धारित होता है)। यही प्रक्रिया इंटर-एक्सल ब्लॉकिंग के साथ भी होती है। निलंबित धुरी को न्यूटन/मीटर कम मिलता है, और सबसे अच्छी पकड़ वाला धुरी काम करना शुरू कर देता है।
कौन सी कारें थॉर्सन डिफरेंशियल से सुसज्जित हैं?
स्व-लॉकिंग तंत्र का सुविचारित संशोधन विश्व-प्रसिद्ध वाहन निर्माताओं द्वारा सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। इस सूची में शामिल हैं:
- होंडा;
- टोयोटा;
- सुबारू;
- ऑडी;
- अल्फा रोमियो;
- जनरल मोटर्स (लगभग सभी हमर मॉडल में)।
और यह पूरी सूची नहीं है. अक्सर, एक ऑल-व्हील ड्राइव वाहन सेल्फ-लॉकिंग डिफरेंशियल से सुसज्जित होता है। इसकी उपलब्धता के बारे में विक्रेता से जांच करना आवश्यक है, क्योंकि ट्रांसमिशन जो दोनों एक्सल तक टॉर्क पहुंचाता है, वह हमेशा डिफ़ॉल्ट रूप से इस तंत्र से सुसज्जित नहीं होता है। उदाहरण के लिए, इस उपकरण के स्थान पर मल्टी-प्लेट घर्षण या चिपचिपा क्लच लगाया जा सकता है।
इसके अलावा, इस तंत्र को स्पोर्टी विशेषताओं वाली कार पर स्थापित किए जाने की अधिक संभावना है, भले ही वह फ्रंट- या रियर-व्हील ड्राइव मॉडल हो। एक मानक फ्रंट व्हील ड्राइव वाहन डिफरेंशियल लॉक से सुसज्जित नहीं है क्योंकि ऐसे वाहन के लिए कुछ स्पोर्ट्स ड्राइविंग कौशल की आवश्यकता होगी।
फायदे और नुकसान
तो, थॉर्सन प्रकार का अंतर ड्राइवर को किसी की मदद के बिना सड़क के कठिन हिस्सों को पार करने में मदद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस लाभ के अलावा, डिवाइस के कई अन्य फायदे हैं:
- किसी आपात स्थिति में यह हमेशा अधिकतम सटीकता के साथ काम करता है;
- अस्थिर सड़क सतहों पर ट्रांसमिशन का सुचारू संचालन प्रदान करता है;
- काम की प्रक्रिया में, यह बाहरी शोर का उत्सर्जन नहीं करता है, जिसके कारण यात्रा के दौरान आराम प्रभावित होगा (बशर्ते कि तंत्र काम कर रहा हो);
- डिवाइस का डिज़ाइन ड्राइवर को एक्सल या व्यक्तिगत पहियों के बीच टॉर्क पुनर्वितरण की प्रक्रिया को नियंत्रित करने की आवश्यकता से पूरी तरह मुक्त कर देता है। भले ही वाहन के ऑन-बोर्ड सिस्टम में कई ट्रांसमिशन मोड हों, लॉक स्वचालित रूप से होता है;
- टॉर्क पुनर्वितरण की प्रक्रिया ब्रेक सिस्टम की दक्षता को प्रभावित नहीं करती है;
- यदि चालक वाहन निर्माता की सिफारिशों के अनुसार वाहन चलाता है, तो अंतर तंत्र को विशेष रखरखाव की आवश्यकता नहीं होती है। एक अपवाद ट्रांसमिशन मामले में स्नेहन के स्तर को नियंत्रित करने की आवश्यकता है, साथ ही तेल को बदलने की आवश्यकता है (परिवर्तन अंतराल वाहन निर्माता द्वारा इंगित किया गया है);
- जब फ्रंट-व्हील ड्राइव वाली कार पर स्थापित किया जाता है, तो तंत्र वाहन की शुरुआत की सुविधा देता है (मुख्य बात ड्राइव पहियों के टूटने से बचना है), और बदले में चालक के कार्यों की प्रतिक्रिया को और अधिक स्पष्ट बनाता है।
इस तथ्य के बावजूद कि इस तंत्र के कई सकारात्मक पहलू हैं, यह नुकसान से रहित नहीं है। उनमें से:
- डिवाइस की बड़ी कीमत. इसका कारण संरचना के उत्पादन और संयोजन की जटिलता है;
- इस तथ्य के कारण कि ट्रांसमिशन में एक अतिरिक्त इकाई दिखाई देती है, जिसमें एक छोटा प्रतिरोध (गियर के बीच घर्षण) बनता है, एक समान तंत्र से सुसज्जित मशीन को अधिक ईंधन की आवश्यकता होगी। कुछ शर्तों के तहत, कार अपने समकक्ष की तुलना में अधिक प्रचंड होगी, जिसमें केवल एक ड्राइव एक्सल है;
- छोटी दक्षता;
- भागों में गड़बड़ी की उच्च संभावना है, क्योंकि इसके उपकरण में बड़ी संख्या में गियर घटक होते हैं (अक्सर ऐसा खराब उत्पाद गुणवत्ता या असामयिक रखरखाव के कारण होता है);
- ऑपरेशन के दौरान, तंत्र बहुत गर्म होता है, इसलिए ट्रांसमिशन के लिए एक विशेष स्नेहक का उपयोग किया जाता है, जो उच्च तापमान पर खराब नहीं होता है;
- लोड किए गए घटक उच्च पहनने के अधीन हैं (लॉकिंग की आवृत्ति और ऑफ-रोड पर काबू पाने की प्रक्रिया में ड्राइवर द्वारा उपयोग की जाने वाली ड्राइविंग शैली के आधार पर);
- किसी एक पहिए पर कार का संचालन, जो दूसरों से अलग है, अवांछनीय है, क्योंकि यह अंतर तंत्र पर भार डालता है, जिससे इसके कुछ हिस्सों में तेजी से घिसाव होता है।
फ्रंट-व्हील ड्राइव कार का आधुनिकीकरण विशेष ध्यान देने योग्य है (मुक्त अंतर को स्व-ब्लॉक द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है)। इस तथ्य के बावजूद कि मोड़ पर कार तेज हो जाती है, गहन त्वरण के समय कार सड़क की सतह के प्रति संवेदनशील होती है। इस बिंदु पर, कार "घबराई हुई" हो जाती है, इसे एक ढीली सतह पर खींचा जाता है, और चालक को अधिक एकाग्रता और अधिक सक्रिय स्टीयरिंग की आवश्यकता होती है। फ़ैक्टरी उपकरण की तुलना में, यह संशोधन लंबी यात्राओं पर कम आरामदायक है।
जहाँ तक आपातकालीन स्थितियों का सवाल है, ऐसी मशीन कम आज्ञाकारी होती है और फ़ैक्टरी संस्करण की तरह पूर्वानुमानित नहीं होती है। जिन लोगों ने इस तरह के आधुनिकीकरण का निर्णय लिया है, उन्होंने अपने अनुभव से देखा है कि ये परिवर्तन स्पोर्टी ड्राइविंग कौशल के उपयोग की अनुमति देते हैं। लेकिन अगर वे नहीं हैं, तो आपको कार में ऐसे सुधार नहीं करने चाहिए। इनका असर सिर्फ स्पोर्ट मोड या गंदी देहाती सड़कों पर ही काम आएगा।
इसके अलावा, मोटर चालक को सेल्फ-लॉकिंग तंत्र स्थापित करने के अलावा, ड्राइविंग की तीक्ष्णता को महसूस करने के लिए कार के अन्य मापदंडों को सही ढंग से कॉन्फ़िगर करना होगा। अन्यथा, यात्री कार एक एसयूवी की तरह व्यवहार करेगी, जिन स्थितियों में इस वाहन का अधिक बार उपयोग किया जाता है, ये विशेषताएं आवश्यक नहीं हैं।
समीक्षा के अंत में, हम थॉर्सन सेल्फ-लॉकिंग डिफरेंशियल के संचालन और इसके निर्माण के इतिहास के बारे में एक अतिरिक्त वीडियो पेश करते हैं:
प्रश्न और उत्तर:
टॉर्सन डिफरेंशियल कैसे काम करता है? तंत्र उस क्षण को महसूस करता है जब पहियों में से एक कर्षण खो देता है, टोक़ में अंतर के कारण, अंतर के गियर संलग्न होते हैं, और एक पहिया मुख्य बन जाता है।
टॉर्सन अंतर पारंपरिक अंतर से किस प्रकार भिन्न है? एक पारंपरिक अंतर दोनों पहियों पर कर्षण का समान वितरण प्रदान करता है। जब एक पहिया फिसलता है, तो दूसरे पर जोर गायब हो जाता है। टॉर्सन, फिसलते समय, टॉर्क को लोड किए गए एक्सल शाफ्ट पर पुनर्निर्देशित करता है।
टॉर्सन का उपयोग कहाँ किया जाता है? इंटरव्हील सेल्फ-लॉकिंग डिफरेंशियल, साथ ही एक इंटरएक्सल तंत्र जो दूसरे एक्सल को जोड़ता है। ऑल-व्हील ड्राइव वाहनों में इस तरह के अंतर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
