Differenziale automobilistico: dispositivo, malfunzionamenti e metodo di selezione
Dispositivo auto

Differenziale automobilistico: dispositivo, malfunzionamenti e metodo di selezione

Nella documentazione tecnica di SUV a tutti gli effetti, alcuni crossover e city car a quattro ruote motrici, c'è la frase "bloccaggio del differenziale". Scopriremo cos'è, qual è il suo scopo nell'auto, come funziona e anche come sceglierne uno nuovo per sostituire quello guasto.

Cos'è il differenziale macchina

Il differenziale in un'auto è un elemento di trasmissione. Fornisce una rotazione indipendente delle ruote motrici, ma allo stesso tempo trasmette la stessa coppia a ciascuna di esse.

Questo elemento è particolarmente importante per la stabilità dell'auto in curva. Sappiamo dalla fisica che quando gira, una ruota all'interno di un semicerchio percorre un percorso più breve di una ruota all'esterno di un cerchio. Nel caso delle ruote motrici, questo non si avverte affatto.

Per quanto riguarda le ruote motrici, se non ci fosse il differenziale nella trasmissione, qualsiasi macchina perderebbe notevolmente stabilità durante le curve. Il problema è che le ruote esterne e interne devono ruotare a velocità diverse in curva per mantenere la trazione. Altrimenti, una delle ruote scivolerebbe o scivolerebbe.

Differenziale automobilistico: dispositivo, malfunzionamenti e metodo di selezione

Il differenziale è installato sull'asse motore. Nel caso di veicoli con trazione integrale (classe SUV o 4x4), questo meccanismo è disponibile su tutti gli assi.

In alcune auto, il differenziale è saldato appositamente per far andare la macchina alla deriva. Un esempio di questo sono le auto da rally a due ruote motrici con differenziale saldato. Tuttavia, per la normale guida in città, è meglio utilizzare un differenziale di fabbrica o, come viene anche chiamato, un differenziale aperto.

Storia e scopo differenziale

Il design del differenziale è apparso quasi contemporaneamente all'avvio della produzione di veicoli dotati di motore a combustione interna. La differenza era solo un paio d'anni.

Le prime auto erano così instabili in curva che gli ingegneri hanno dovuto interrogarsi su come trasferire la stessa spinta alle ruote motrici, ma allo stesso tempo farle in modo che potessero ruotare a velocità diverse in curva.

Sebbene non si possa dire che il meccanismo stesso sia stato sviluppato dopo la comparsa di automobili con motori a combustione interna. Il fatto è che per risolvere la gestione delle prime auto, è stato preso in prestito uno sviluppo che era stato precedentemente utilizzato sulle carrozze a vapore.

Differenziale automobilistico: dispositivo, malfunzionamenti e metodo di selezione

Il meccanismo stesso è stato sviluppato da un ingegnere francese, Onesifor Pekker nel 1825. Ferdinand Porsche ha continuato il lavoro sulla ruota di slittamento in macchina. In collaborazione tra la sua azienda e ZF AG (Friedrichshafen), è stato sviluppato un differenziale a camme (1935).

L'uso massiccio dei differenziali di LSD iniziò nel 1956. La tecnologia è stata utilizzata da tutte le case automobilistiche in quanto ha aperto nuove possibilità per i veicoli a quattro ruote.

Dispositivo differenziale

Il differenziale era basato su un riduttore epicicloidale. Un cambio semplice è costituito da due ingranaggi che hanno un numero diverso di denti della stessa dimensione (per un innesto costante).

Quando l'ingranaggio più grande ruota, quello più piccolo fa più giri attorno al proprio asse. La modifica planetaria fornisce non solo la trasmissione della coppia all'asse motore, ma la converte in modo che le velocità degli alberi motore e condotto siano diverse. Oltre alla consueta trasmissione ad ingranaggi nei riduttori epicicloidali, vengono utilizzati diversi elementi aggiuntivi che interagiscono con tre principali.

Differenziale automobilistico: dispositivo, malfunzionamenti e metodo di selezione

Il differenziale utilizza tutto il potenziale dei riduttori epicicloidali. A causa del fatto che un tale meccanismo ha due gradi di libertà e consente di modificare il rapporto di trasmissione, tali meccanismi si sono dimostrati efficaci per garantire la stabilità delle ruote motrici che ruotano a velocità diverse.

Il dispositivo differenziale include:

  • Alloggiamento o tazza differenziale. L'intero ingranaggio planetario e gli ingranaggi sono fissati in esso;
  • Ingranaggi semiasse (il tipo solare è più spesso utilizzato). Ricevere la coppia dai satelliti e trasmetterla alle ruote motrici;
  • Ingranaggi condotti e conduttori del trasferimento principale;
  • Satelliti. Funzionano come ingranaggi planetari. Se l'auto è un'autovettura, allora ci saranno due di queste parti in un meccanismo. In SUV e camion, l'ingranaggio planetario ha 4 satelliti.

Diagramma di funzionamento differenziale

Esistono due tipi di tali meccanismi: differenziale simmetrico e asimmetrico. La prima modifica è in grado di trasmettere equamente la coppia al semiasse. Il loro funzionamento non è influenzato dalle velocità angolari delle ruote motrici.

La seconda modifica prevede la regolazione della coppia tra le ruote dell'assale motore, se iniziano a ruotare a velocità diverse. Spesso, un tale differenziale è installato tra gli assi di un veicolo a trazione integrale.

Maggiori dettagli sulle modalità di funzionamento del differenziale. Il meccanismo funziona in modo diverso in tali situazioni:

  • L'auto va dritto;
  • L'auto sta facendo una manovra;
  • Le ruote motrici iniziano a slittare.

Ecco come funziona il differenziale:

Come funziona il differenziale autostuk.ru?

Con movimento diritto

Quando l'auto procede dritta, i satelliti sono semplicemente il collegamento tra gli ingranaggi dell'asse. Le ruote dell'auto ruotano alla stessa velocità, quindi la tazza ruota come un unico tubo che collega entrambi i semiassi.

La coppia è distribuita uniformemente tra le due ruote. I giri della ruota corrispondono ai giri del pignone.

Quando si gira

Quando la macchina manovra, la ruota nel raggio di sterzata esterno compie più giri di quella nel raggio di sterzata interno. La ruota interna incontra molta resistenza poiché la coppia per la ruota esterna aumenta e la strada impedisce che ruoti alla velocità appropriata.

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In questo caso entrano in gioco i satelliti. La ruota dentata del semiasse interno rallenta, a causa della quale l'ingranaggio planetario nella tazza inizia a ruotare nella direzione opposta. Questo meccanismo consente di mantenere la stabilità dell'auto, anche nelle curve strette e strette. Inoltre previene l'usura eccessiva dei pneumatici sulla ruota in decelerazione.

Quando si scivola

La terza situazione in cui il differenziale è utile è lo slittamento delle ruote. Ciò accade, ad esempio, quando un'auto entra nel fango o si muove sul ghiaccio. In questa modalità, il differenziale funziona su un principio completamente diverso rispetto alle curve.

Il fatto è che quando slitta, la ruota sospesa inizia a ruotare liberamente, il che porta a una perdita di coppia sulla ruota che ha un'aderenza sufficiente alla superficie stradale. Se il differenziale funzionasse in modalità curva, entrando nel fango o nel ghiaccio, l'auto si fermerebbe del tutto, poiché la trazione sarebbe completamente persa.

Per eliminare questo problema, gli ingegneri hanno sviluppato un differenziale a slittamento limitato. Parleremo del suo lavoro un po 'più tardi. Innanzitutto, vale la pena considerare le modifiche esistenti dei differenziali e le loro differenze.

Tipi differenziali

Se l'auto ha un asse motore, sarà dotata di un differenziale ad asse incrociato. Un veicolo a trazione integrale utilizza un differenziale centrale. Sulle auto a trazione anteriore, questo meccanismo è anche chiamato differenziale anteriore e i modelli nelle auto a trazione posteriore sono chiamati differenziale posteriore.

Differenziale automobilistico: dispositivo, malfunzionamenti e metodo di selezione

Questi meccanismi sono suddivisi in tre categorie in base al tipo di ingranaggi:

Si differenziano tra loro per la forma degli ingranaggi principali e assiali. Le modifiche coniche sono installate nei veicoli a trazione anteriore e posteriore. Quelli cilindrici sono utilizzati nei modelli a trazione integrale e gli ingranaggi a vite senza fine sono adatti a tutti i tipi di trasmissioni.

A seconda del modello di auto e delle condizioni stradali in cui viene utilizzato il veicolo, saranno utili i seguenti tipi di differenziali:

  1. Interblocco meccanico;
  2. Differenziale autobloccante;
  3. Interblocco elettrico.

Differenziali bloccati meccanicamente

In questa modifica, i satelliti vengono bloccati dal conducente stesso utilizzando speciali interruttori sulle ruote. Quando il veicolo è in linea retta o svolta, il differenziale funzionerà normalmente.

Non appena un'auto colpisce una strada con una superficie instabile, ad esempio, entra in una foresta con fango o una strada innevata, il conducente sposta le leve nella posizione desiderata, in modo che i satelliti siano bloccati.

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In questa modalità, l'ingranaggio planetario non funziona e l'auto, in linea di principio, è senza differenziale. Tutte le ruote motrici ruotano alla stessa velocità, il che impedisce lo slittamento e la trazione viene mantenuta su tutte le ruote.

Tali meccanismi hanno un dispositivo più semplice e sono installati su alcuni SUV economici, come nei veicoli UAZ domestici. Poiché i pneumatici non si consumano eccessivamente quando si guida lentamente nel fango, questo design non danneggia i pneumatici dell'auto.

Differenziale autobloccante

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Esistono diversi tipi di meccanismi in questa categoria. Esempi di tali dispositivi sono:

Interblocco elettrico

Tali differenziali sono associati all'elettronica del veicolo. Sono considerati i più costosi perché hanno una struttura complessa e un'unità di blocco. Questo meccanismo è associato all'ECU del veicolo, che riceve i dati dai sistemi che monitorano la rotazione delle ruote, come l'ABS. In alcuni veicoli, il blocco automatico può essere disabilitato. Per questo, c'è un pulsante speciale sul pannello di controllo.

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Il vantaggio delle opzioni elettroniche è che consentono di impostare diversi gradi di blocco. Un altro vantaggio di tali meccanismi è che aiutano perfettamente a far fronte al sovrasterzo. In tali modelli, la coppia viene applicata all'ingranaggio dell'asse, che ruota a una velocità inferiore.

Maggiori informazioni sul bloccaggio del differenziale

Qualsiasi differenziale dell'asse trasversale ha un inconveniente significativo: la coppia viene fornita automaticamente alla ruota, che ruota più forte. Per questo motivo, la seconda ruota, che ha una trazione sufficiente, perde trazione. Per questo motivo, un tale cambio non darà l'opportunità di uscire autonomamente dal fango o dal cumulo di neve.

Come accennato in precedenza, il problema viene risolto bloccando i satelliti. Esistono due modalità di blocco:

Ecco un video sul motivo per cui il differenziale è bloccato:

Malfunzionamenti differenziali

Dato che la progettazione di qualsiasi differenziale utilizza l'interazione di ingranaggi e assi, un tale meccanismo è suscettibile di rapida usura e guasto. Gli elementi del meccanismo planetario sono sottoposti a un carico serio, quindi, senza una corretta manutenzione, falliranno rapidamente.

Sebbene gli ingranaggi siano realizzati con materiali durevoli, vale la pena prestare attenzione al meccanismo se durante la guida aumentano il rumore, i colpi e le vibrazioni, che prima non c'erano. Un altro momento allarmante è la perdita di lubrificante. Peggio ancora, se il meccanismo è bloccato. Tuttavia, con una corretta manutenzione, ciò accade raramente.

È necessario contattare un servizio di assistenza auto non appena appare una perdita di olio dall'alloggiamento del cambio. Puoi controllare tu stesso il nodo. Oltre a un'ispezione visiva dopo un viaggio, è possibile controllare la temperatura dell'olio nella scatola degli ingranaggi. Durante il normale funzionamento del meccanismo, questa cifra sarà di circa 60 gradi. Se il differenziale si riscalda molto di più, dovresti chiedere il parere di uno specialista.

Nell'ambito della manutenzione ordinaria, è necessario controllare il livello e la qualità del lubrificante. Ogni produttore di olio per trasmissioni stabilisce le proprie norme per la sua sostituzione. Non ignorare questa raccomandazione, poiché l'olio può contenere piccole particelle abrasive che danneggeranno i denti degli ingranaggi, oltre a distruggere la pellicola d'olio che impedisce l'attrito delle parti metalliche.

Se, a seguito dell'ispezione visiva, è stata rilevata una perdita del differenziale centrale o si osserva un problema simile con gli analoghi di un'auto a trazione anteriore, il paraolio deve essere sostituito. Una diminuzione del livello di lubrificante porta ad un maggiore attrito delle parti, che riduce significativamente la vita utile del dispositivo. Il funzionamento a secco del cambio rende inutilizzabili i satelliti, i cuscinetti e gli ingranaggi assiali.

Differenziale automobilistico: dispositivo, malfunzionamenti e metodo di selezione

L'autodiagnosi del differenziale viene eseguita come segue. Innanzitutto, solleva l'asse motore dell'auto. La trasmissione viene spostata in folle. Una ruota ruota prima in una direzione e poi nell'altra. La stessa procedura viene eseguita con la seconda ruota.

Con un differenziale funzionante, le ruote gireranno senza gioco e rumore. Inoltre, alcuni difetti possono essere eliminati da soli. Per fare ciò, il cambio viene rimosso, smontato e tutti i suoi elementi vengono lavati a benzina (per identificare i punti difettosi). Durante questa procedura è possibile trovare il gioco dei satelliti e lo sviluppo sugli ingranaggi.

Gli elementi usurati vengono rimossi e vengono invece installate nuove parti. Fondamentalmente, satelliti, cuscinetti e paraoli sono soggetti a sostituzione, poiché si guastano più velocemente. I satelliti vengono regolati selezionando ingranaggi con una distanza minima tra i denti.

Ecco un altro video su come regolare il precarico del cuscinetto differenziale:

Trovare un nuovo differenziale

Nonostante il fatto che un differenziale inter-ruota o centrale sia facile da trovare nel mercato dei ricambi auto, il suo costo è piuttosto alto (una nuova parte può costare da centinaia a migliaia di dollari). Per questo motivo, la maggior parte degli automobilisti raramente accetta una sostituzione completa del meccanismo.

Un nuovo meccanismo oi suoi singoli elementi possono essere trovati allo stesso modo dei normali ricambi auto. Il modo più semplice è andare in un negozio e chiedere una parte specifica per un dato veicolo. Tuttavia, questo vale se il veicolo non è stato aggiornato. In caso contrario, la parte viene selezionata in base al codice unità o in base al modello di auto da cui è stato rimosso il pezzo di ricambio.

È meglio cercare una parte in base ai dati dell'auto e non in base al codice del prodotto, poiché questi simboli possono essere trovati solo dopo aver smontato il meccanismo. Questo nodo ha molte modifiche. Anche per la stessa marca di auto possono essere utilizzati differenziali differenti.

Differenziale automobilistico: dispositivo, malfunzionamenti e metodo di selezione

Dato questo momento, è estremamente difficile trovare l'analogo perfetto da un'altra macchina. Per quanto riguarda l'acquisto di un differenziale sul mercato secondario, questo è lasciato a rischio e pericolo dello stesso proprietario dell'auto, poiché nessuno smonterà e controllerà le condizioni del pezzo. Ciò aumenta il rischio di acquistare un meccanismo molto usurato.

Riassumendo, vale la pena dire che senza un differenziale è impossibile creare un'auto sicura ed efficiente, anche se i fan dei penny rotanti sull'asfalto asciutto ne discuteranno.

Domande e risposte:

Cos'è un differenziale in un'auto in termini semplici? È un elemento meccanico che viene installato tra i semiassi delle ruote motrici. La coppia viene trasmessa alla scatola differenziale tramite il cardano, quindi viene inviata alle ruote tramite ingranaggi indipendenti.

A cosa serve un differenziale in un'auto? Questo meccanismo fornisce la trasmissione della coppia alle ruote motrici, ma quando si eseguono manovre o durante la guida su dossi, consente alle ruote di ruotare a velocità diverse.

Dov'è il differenziale nell'auto? Questo meccanismo è installato sull'asse motore tra i semiassi. Nei modelli XNUMXWD e plug-in XNUMXWD, è installato su ciascun asse.

Quale macchina ha un differenziale centrale? Tutte le auto hanno un differenziale a croce (supporti tra i semiassi). Il differenziale centrale viene utilizzato solo nei modelli di auto a trazione integrale (è installato tra gli assi).

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