Аутомобилски диференцијал: уређај, кварови и метода избора
Садржина
Техничка документација пуноправних теренца, неких кросовера и градских аутомобила са погоном на сва четири точка садржи фразу „блокада диференцијала“. Хајде да схватимо шта је то, која је његова сврха у аутомобилу, како то функционише, а такође и како да изаберемо нову која ће заменити пропалу.
Шта је машински диференцијал
Диференцијал у аутомобилу је елемент преноса. Обезбеђује независно окретање погонских точкова, али истовремено преноси исти обртни моменат на сваки од њих.
Овај елемент је посебно важан за стабилност аутомобила у завојима. Из физике знамо да приликом окретања точак на унутрашњој страни полукруга пролази краћу путању него точак на спољној страни круга. У случају погонских точкова, то се уопште не осећа.
Што се тиче погонских точкова, да није било диференцијала у мењачу, било који аутомобил би значајно изгубио стабилност у завојима. Проблем је у томе што се спољни и унутрашњи точкови морају окретати различитим брзинама у завојима како би се одржало пријањање. У супротном, један од точкова би или клизнуо или склизнуо.
Диференцијал је постављен на погонску осовину. У случају возила са погоном на сва четири точка (СУВ или класа 4к4), овај механизам је доступан на свим осовинама.
У неким аутомобилима диференцијал је заварен посебно да би аутомобил наставио да заноси. Пример за то су рели аутомобили са завареним диференцијалом са погоном на два точка. Међутим, за редовну градску вожњу боље је користити фабрички диференцијал или, како се још назива, отворени диференцијал.
Историја диференцијала и сврха
Дизајн диференцијала појавио се готово истовремено са почетком производње возила опремљених мотором са унутрашњим сагоревањем. Разлика је била само неколико година.
Први аутомобили су били толико нестабилни у завојима да су инжењери морали да се слажу како да пренесу исти потисак на погонске точкове, али да их истовремено направе тако да се могу окретати различитим брзинама у завојима.
Иако се не може рећи да је сам механизам развијен након појаве аутомобила са моторима са унутрашњим сагоревањем. Чињеница је да је за решавање руковања првим аутомобилима позајмљен развој који се раније користио на парним вагонима.
Сам механизам развио је инжењер из Француске - Онесифор Пеккер 1825. године. Фердинанд Порсцхе наставио је рад на клизачу у аутомобилу. У сарадњи његове компаније и ЗФ АГ (Фриедрицхсхафен), развијен је брегасти диференцијал (1935).
Масовна употреба ЛСД диференцијала започела је 1956. Технологију су користили сви произвођачи аутомобила, јер је отворила нове могућности за возила на четири точка.
Диференцијални уређај
Диференцијал је заснован на планетарном мењачу. Једноставни мењач састоји се од два зупчаника који имају различит број зубаца исте величине (за стално укључивање).
Када се окреће већи зупчаник, мањи прави више обртаја око своје осе. Планетарна модификација обезбеђује не само пренос обртног момента на погонску осовину, већ га и претвара тако да се брзине погонског и погонског вратила разликују. Поред уобичајеног мењача у планетарним преносницима, користи се неколико додатних елемената који су у интеракцији са три главна.
Диференцијал користи пуни потенцијал планетарних мењача. Због чињенице да такав механизам има два степена слободе и омогућава вам да промените преносни однос, такви механизми су се показали ефикасним за обезбеђивање стабилности погонских точкова који се окрећу при различитим брзинама.
Диференцијални уређај укључује:
- Кућиште или шоља диференцијала. У њему су фиксирани читав планетарни зупчаник и зупчаници;
- Полуосовински зупчаници (најчешће се користи соларни тип). Примање обртног момента са сателита и пренос на погонске точкове;
- Погонски и погонски зупчаници главног преноса;
- Сателити. Они функционишу као планетарни зупчаници. Ако је аутомобил путнички аутомобил, тада ће бити два таква дела у једном механизму. У теренцима и камионима, планетарни зупчаник има 4 сателита.
Дијаграм диференцијалног рада
Постоје две врсте таквих механизама - симетрични и асиметрични диференцијал. Прва модификација је у стању да подједнако преноси обртни момент на осовинско вратило. На њихов рад не утичу угаоне брзине погонских точкова.
Друга модификација омогућава подешавање обртног момента између точкова погонске осовине ако почну да се окрећу различитим брзинама. Често се такав диференцијал поставља између осовина возила са погоном на сва четири точка.
Више детаља о начинима рада диференцијала. Механизам делује другачије у таквим ситуацијама:
- Аутомобил иде равно;
- Аутомобил прави маневар;
- Погонски точкови почињу да клизе.
Ево како функционише диференцијал:
Равним покретом
Када аутомобил иде право, сателити су једноставно веза између осовинских зупчаника. Точкови аутомобила ротирају се истом брзином, па се чаша окреће као једна цев која повезује обе осовинске осовине.
Обртни моменат се равномерно распоређује између два точка. Број обртаја точкова одговара обртајима зупчаника.
При окретању
Када машина маневрише, точак у спољном радијусу окретања прави више обртаја од оног у унутрашњем радијусу окретања. Унутрашњи точак наилази на велики отпор јер се обртни моменат спољног точка повећава, а пут спречава његово ротирање одговарајућом брзином.
У овом случају, сателити ступају у игру. Зупчаник осовине унутрашње осовине успорава, због чега планетарни зупчаник у чаши почиње да се окреће у супротном смеру. Овај механизам вам омогућава да одржите стабилност аутомобила, чак и при уским и тесним завојима. Такође спречава прекомерно хабање гума на точку за успоравање.
При клизању
Трећа ситуација у којој је диференцијал користан је клизање точка. То се, на пример, дешава када аутомобил упадне у блато или се креће по леду. У овом режиму диференцијал ради на потпуно другом принципу него у завојима.
Чињеница је да приликом клизања овјешени точак почиње слободно да се окреће, што доводи до губитка обртног момента на точку који има довољно пријањања за површину пута. Ако би диференцијал радио у режиму завоја, улазећи у блато или лед, аутомобил би се потпуно зауставио, јер би вуча била потпуно изгубљена.
Да би се елиминисао овај проблем, инжењери су развили диференцијал ограниченог клизања. О његовом раду разговараћемо мало касније. Прво, вреди размотрити постојеће модификације диференцијала и њихове разлике.
Диференцијални типови
Ако аутомобил има једну погонску осовину, тада ће бити опремљен диференцијалом са попречном осовином. Возило на сва четири точка користи средишњи диференцијал. На аутомобилима са погоном на предње точкове овај механизам се назива и предњим диференцијалом, а модели у аутомобилима са задњим погоном називају се задњим диференцијалом.
Ови механизми су подељени у три категорије према врсти зупчаника:
- Косни диференцијал;
- Пужни диференцијал;
- Цилиндрични диференцијал.
Они се међусобно разликују у облику главног и аксијалног зупчаника. Конусне модификације су уграђене у возила са погоном на предње и задње точкове. Цилиндрични се користе у моделима са погоном на сва четири точка, а пужни преносници су погодни за све врсте преносника.
У зависности од модела аутомобила и стања на путу у којем се возилом користе, биће корисне следеће врсте диференцијала:
- Механичка блокада;
- Самоблокирајући диференцијал;
- Електрично закључавање.
Механички закључани диференцијали
У овој модификацији, сателите блокира сам возач помоћу посебних прекидача на точковима. Када је возило у правој линији или се окреће, диференцијал ће радити нормално.
Чим аутомобил налети на пут нестабилне површине, на пример, залети у шуму с блатом или снежни пут, возач помери ручице у жељени положај, тако да су сателити блокирани.
У овом режиму планетарни зупчаник не ради, а аутомобил је у принципу без диференцијала. Сви погонски точкови ротирају се истом брзином, што спречава клизање, а вуча се одржава на свим точковима.
Такви механизми имају једноставнији уређај и инсталирају се на неким буџетским теренцима, на пример у домаћим УАЗ-има. Будући да се гуме не троше прекомерно током лагане вожње кроз блато, овај дизајн не штети гумама аутомобила.
Самоблокирајући диференцијал
У овој категорији постоји неколико врста механизама. Примери таквих уређаја су:
- ЛСД. У таквим мењачима, са прекомерно великом ротацијом једног од осовинских вратила, сателити се аутоматски закључавају. Ово спречава стабилни точак да изгуби вучу;
- Вискозна квачила. Ови диференцијали користе вискозну супстанцу на бази силикона. У хладном стању остаје у течном стању. Чим почне да се загрева и меша, својства супстанце се мењају и она добија лепљиву структуру, што повећава њену вискозност. Ова карактеристика се повећава са повећањем разлике у ротацији осовинских осовина. Вискозне спојнице имају неколико значајних недостатака. Прво, они се не поправљају. Када супстанца изгуби својства, треба заменити читав блок. Друго, блокирање се дешава када точак јако клизи, па се аутомобил не може увек ефикасно носити са условима на терену. Упркос овим недостацима, механизам се разликује у буџетској цени. Већина јефтиних кросовера опремљена је управо таквим диференцијалима.
- Торсен. Торзо користи црвну браву. Када се коефицијент обртног момента на једној осовини повећа или смањи у односу на другу осовину, активира се блокада. Ова технологија се користи, на пример, у Ауди возилима. Уређај се такође може класификовати као механички закључан механизам. Сматра се најпоузданијим од свих врста диференцијала и одликује се једноставношћу. Из тог разлога, они су скупи.
Електрично закључавање
Такви диференцијали повезани су са електроником возила. Сматрају се најскупљима јер имају сложену структуру и блокадни погон. Овај механизам повезан је са ЕЦУ-ом возила који прима податке из система који надгледају ротацију точкова, попут АБС-а. У неким возилима аутоматско закључавање може бити онемогућено. За ово постоји посебно дугме на контролној табли.
Предност електронских опција је што вам омогућавају подешавање неколико степени блокирања. Још један плус таквих механизама је што савршено помажу у суочавању са прекомерним управљањем. У таквим моделима обртни моменат се примењује на осовински пренос који се окреће мањом брзином.
Више о блокади диференцијала
Било који диференцијал са попречном осовином има значајан недостатак - обртни моменат се аутоматски испоручује на точак, који се јаче окреће. Због тога други точак, који има довољно вуче, губи вучу. Из тог разлога, такав мењач неће пружити прилику да се самостално извуче из блата или снежног наноса.
Као што је раније поменуто, проблем се решава блокирањем сателита. Постоје два начина блокирања:
- Потпуно блокирање се врши због чињенице да су сви елементи мењача круто повезани. Ово осигурава да точак са најбољим приањањем добије довољан обртни моменат;
- Делимично блокирање је могуће променом фактора блокирања. Када се аутомобил вози праволинијски, овај коефицијент је 1. Чим се сателити закључају у симетричном диференцијалу, тај коефицијент се мења са 3 на 5. У овом случају точак се и даље окреће, али прима мање обртног момента.
Ево видеозаписа о томе зашто је диференцијал блокиран:
Диференцијални кварови
Узимајући у обзир да дизајн било ког диференцијала користи интеракцију зупчаника и осовина, такав механизам је подложан брзом хабању и квару. Елементи планетарног механизма су под озбиљним оптерећењем, стога, без одговарајућег одржавања, брзо ће пропасти.
Иако су зупчаници направљени од издржљивих материјала, вреди обратити пажњу на механизам уколико дође до повећања буке, куцања и вибрација током вожње, којих раније није било. Алармантан тренутак је и цурење мазива. Најгоре од свега ако је механизам заглављен. Међутим, уз правилно одржавање то се ретко дешава.
Морате контактирати сервис аутомобила чим се појави цурење уља из кућишта мењача. Чвор можете сами проверити. Поред визуелног прегледа након путовања, можете проверити и температуру уља у кућишту мењача. Током нормалног рада механизма, ова цифра ће бити око 60 степени. Ако се диференцијал загрева много више, треба потражити савет специјалисте.
У оквиру редовног одржавања треба проверити ниво и квалитет мазива. Сваки произвођач уља за пренос успоставља своје прописе за његову замену. Не занемарујте ову препоруку, јер уље може садржавати мале абразивне честице које ће оштетити зубе зупчаника, као и уништити уљни филм који спречава трење металних делова.
Ако је, као резултат визуелног прегледа, примећено цурење централног диференцијала или је сличан проблем примећен код аналога аутомобила са предњим погоном, заптивку треба заменити. Смањење нивоа мазива доводи до повећаног трења делова, што значајно смањује радни век уређаја. Суво покретање мењача чини сателите, лежајеве и аксијалне зупчанике неупотребљивим.
Само-дијагноза диференцијала врши се на следећи начин. Прво подигните погонску осовину аутомобила. Мењач је пребачен у неутрални положај. Један точак се прво окреће у једном, а затим у другом смеру. Исти поступак се ради и са другим точком.
Са радним диференцијалом, точкови ће се окретати без зазора и буке. Такође, неке грешке можете сами уклонити. Да би то учинили, мењач се уклања, раставља и сви његови елементи се оперу у бензину (да би се идентификовале неисправне тачке). Током овог поступка можете пронаћи реакцију сателита и развој на зупчаницима.
Отрошени елементи се уклањају, а уместо њих постављају се нови делови. У основи, сателити, лежајеви и уљне заптивке подлежу замени јер брже отказују. Сателити се подешавају одабиром брзина са минималним зазором између зуба.
Ево још једног видео снимка о подешавању предоптерећења лежајева диференцијала:
Проналажење новог диференцијала
Упркос чињеници да је међуцилиндар или средишњи диференцијал лако пронаћи на тржишту ауто-делова, његова цена је прилично висока (нови део може коштати од стотина до хиљада долара). Из тог разлога, већина аутомобилиста ретко пристаје на потпуну замену механизма.
Нови механизам или његови појединачни елементи могу се наћи на исти начин као и редовни ауто-делови. Најлакши начин је да одете до продавнице и затражите одређени део за дато возило. Међутим, ово важи ако возило није надограђено. Иначе, део се бира према коду склопа или према моделу аутомобила из којег је резервни део уклоњен.
Најбоље је део потражити према подацима аутомобила, а не према коду производа, јер се ови симболи могу наћи тек након демонтаже механизма. Овај чвор има пуно модификација. Чак и за исту марку аутомобила могу се користити различити диференцијали.
С обзиром на овај тренутак, изузетно је тешко пронаћи савршени аналог из другог аутомобила. Што се тиче куповине диференцијала на секундарном тржишту, ово је препуштено ризику и ризику самог власника аутомобила, јер нико неће раставити и проверити стање дела. Ово повећава ризик од куповине тешко истрошеног механизма.
Резимирајући, треба рећи да је без диференцијала немогуће створити сигуран и ефикасан аутомобил, иако ће се љубитељи извртања новчића на сувом асфалту с тим расправљати.
Питања и одговори:
Шта је диференцијал у аутомобилу једноставним речима? То је механички елемент који се уграђује између осовина погонског точка. Обртни момент се преноси на кућиште диференцијала преко кардана, а затим се преко независних зупчаника напаја на точкове.
Чему служи диференцијал у аутомобилу? Овај механизам обезбеђује пренос обртног момента на погонске точкове, али при извођењу маневара или при вожњи преко неравнина омогућава точковима да се ротирају различитим брзинама.
Где је диференцијал у ауту? Овај механизам је инсталиран на погонској осовини између осовинских вратила. У XNUMXВД и плуг-ин XNUMXВД моделима, уграђен је на сваку осовину.
Који аутомобил има средишњи диференцијал? Сви аутомобили имају међуосовински диференцијал (стоји између осовина). Средишњи диференцијал се користи само у моделима аутомобила са погоном на све точкове (инсталиран је између осовина).
