Մեքենայի դիֆերենցիալ. Գործողության տեսակներն ու առանձնահատկությունները
Պարունակություն
անվճար (առանց արգելափակման);
ձեռքով արգելափակումով;
ավտոմատ փականով։
Դիֆերենցիալը մեխանիզմ է, որը փոխանցում է մոմենտը մեկ աղբյուրից երկու սպառողին: Դրա հիմնական առանձնահատկությունը էներգիան վերաբաշխելու և սպառողների պտտման տարբեր անկյունային արագություններ ապահովելու ունակությունն է: Ինչ վերաբերում է ճանապարհային տրանսպորտային միջոցին, ապա դա նշանակում է, որ անիվները կարող են տարբեր ուժեր ստանալ և տարբեր արագություններով պտտվել դիֆերենցիալի միջով:
Դիֆերենցիալը ավտոմեքենայի փոխանցման կարևոր տարր է: Փորձենք պարզել, թե ինչու:
Ինչու չեք կարող անել առանց դիֆերենցիալի
Խստորեն ասած, դուք կարող եք անել առանց դիֆերենցիալի: Բայց միայն այնքան ժամանակ, քանի դեռ մեքենան շարժվում է անթերի գծով, առանց որևէ տեղ շրջվելու, իսկ անվադողերը նույնն են և հավասարաչափ փչված։ Այլ կերպ ասած, քանի դեռ բոլոր անիվները անցնում են նույն տարածությունը և պտտվում են նույն արագությամբ:
Բայց երբ մեքենան մտնում է շրջադարձ, անիվները պետք է այլ տարածություն անցնեն։ Ակնհայտ է, որ արտաքին կորն ավելի երկար է, քան ներքին կորը, ուստի դրա վրա գտնվող անիվները պետք է ավելի արագ պտտվեն, քան ներքին կորի անիվները: Երբ առանցքը տանող չէ, իսկ անիվները միմյանցից կախված չեն, ուրեմն խնդիր չկա։
Մեկ այլ բան է առաջատար կամուրջը: Նորմալ հսկողության համար ռոտացիան փոխանցվում է երկու անիվներին: Իրենց կոշտ կապով նրանք կունենային նույն անկյունային արագությունը և հակված կլինեին շրջադարձով անցնել նույն տարածությունը: Շրջելը դժվար կլիներ և կհանգեցներ սայթաքման, անվադողերի մաշվածության ավելացման և ավելորդ լարվածության: Շարժիչի հզորության մի մասը կսայթաքի, ինչը նշանակում է, որ վառելիքը վատնվելու է: Նման մի բան, թեև ոչ այնքան ակնհայտ, տեղի է ունենում այլ իրավիճակներում՝ կոպիտ ճանապարհներով վարելիս, անիվների անհավասար բեռնվածության, անվադողերի անհավասար ճնշումների, անվադողերի մաշվածության տարբեր աստիճանի:
Այստեղ է, որ օգնության է հասնում: Այն փոխանցում է պտույտը երկու առանցքների լիսեռներին, սակայն անիվների պտտման անկյունային արագությունների հարաբերակցությունը կարող է կամայական լինել և արագ փոփոխվել՝ կախված կոնկրետ իրավիճակից՝ առանց վարորդի միջամտության:
Դիֆերենցիալների տեսակները
Դիֆերենցիալները լինում են սիմետրիկ և ասիմետրիկ: Սիմետրիկ սարքերը փոխանցում են նույն ոլորող մոմենտը երկու շարժվող լիսեռներին, ասիմետրիկ սարքեր օգտագործելիս փոխանցվող ոլորող մոմենտները տարբեր են:
Ֆունկցիոնալ առումով դիֆերենցիալները կարող են օգտագործվել որպես միջանիվային և միջառանցքային դիֆերենցիալներ: Interwheel-ը փոխանցում է մոմենտը մեկ առանցքի անիվներին: Առջևի քարշակ մեքենայում այն գտնվում է փոխանցման տուփի մեջ, հետևի անիվի մեքենայի մեջ, հետևի առանցքի պատյանում:
Լիաքարշ մեքենայում մեխանիզմները տեղադրված են երկու առանցքների բեռնախցիկների մեջ։ Եթե լիաքարշակը մշտական է, ապա փոխանցման պատյանում տեղադրված է նաև կենտրոնական դիֆերենցիալ: Այն փոխանցում է փոխանցումատուփից ռոտացիան երկու շարժիչ առանցքներին:
Առանցքի դիֆերենցիալը միշտ սիմետրիկ է, բայց առանցքի դիֆերենցիալը սովորաբար ասիմետրիկ է, առջևի և հետևի առանցքների միջև պտտման տիպիկ տոկոսը 40/60 է, չնայած այն կարող է տարբեր լինել:
Արգելափակման հնարավորությունը և մեթոդը որոշում են դիֆերենցիալների մեկ այլ դասակարգում.
Արգելափակումը կարող է լինել կամ ամբողջական կամ մասնակի:
Ինչպես է դիֆերենցիալը աշխատում և ինչու արգելափակել այն
Իրականում դիֆերենցիալը մոլորակային տիպի մեխանիզմ է։ Ամենապարզ սիմետրիկ խաչաձև առանցքի դիֆերենցիալում կան չորս թեք շարժակներ՝ երկու կիսասռնի (1) գումարած երկու արբանյակ (4): Շղթան աշխատում է մեկ արբանյակով, սակայն երկրորդն ավելացվում է սարքն ավելի հզոր դարձնելու համար: Բեռնատարներում և ամենագնացներում տեղադրված են երկու զույգ արբանյակներ։
Բաժակը (մարմինը) (5) արբանյակների համար կրող է: Դրանում կոշտ ամրացված է մեծ շարժիչ հանդերձանք (2): Այն փոխանցումատուփից պտտող մոմենտ է ստանում վերջնական շարժիչ հանդերձանքի միջոցով (3):
Ուղիղ ճանապարհի վրա անիվները, հետևաբար և նրանց անիվները, պտտվում են նույն անկյունային արագությամբ: Արբանյակները պտտվում են անիվի առանցքների շուրջ, բայց չեն պտտվում իրենց սեփական առանցքների շուրջ: Այսպիսով, նրանք պտտում են կողային փոխանցումները՝ տալով նրանց նույն անկյունային արագությունը։
Անկյունում ներքին (փոքր) աղեղի վրա գտնվող անիվն ավելի շատ շարժման դիմադրություն ունի և, հետևաբար, դանդաղեցնում է այն: Քանի որ համապատասխան կողային հանդերձանքը նույնպես սկսում է ավելի դանդաղ պտտվել, դա հանգեցնում է արբանյակների պտտմանը: Նրանց պտույտը սեփական առանցքի շուրջը հանգեցնում է արտաքին անիվի առանցքի լիսեռի հանդերձանքի պտույտների ավելացմանը:
Նմանատիպ իրավիճակ կարող է առաջանալ այն դեպքերում, երբ անվադողերը անբավարար կպչում են ճանապարհին: Օրինակ՝ անիվը հարվածում է սառույցին և սկսում սահել։ Սովորական ազատ դիֆերենցիալը ռոտացիան կփոխանցի այնտեղ, որտեղ ավելի քիչ դիմադրություն կա: Արդյունքում սահող անիվն էլ ավելի արագ կպտտվի, մինչդեռ հակառակ անիվը գործնականում կանգ կառնի։ Արդյունքում մեքենան չի կարողանա շարունակել շարժվել։ Ավելին, պատկերը հիմնովին չի փոխվի լիաքարշակի դեպքում, քանի որ կենտրոնական դիֆերենցիալը նույնպես ամբողջ ուժը կփոխանցի այնտեղ, որտեղ ավելի քիչ դիմադրության է հանդիպում, այսինքն՝ հողաթափ անիվով առանցքին։ Արդյունքում, նույնիսկ չորս անիվի մեքենան կարող է խցանվել, եթե միայն մեկ անիվը սահում է:
Այս երևույթը լրջորեն խաթարում է ցանկացած մեքենայի անցանելիությունը և բացարձակապես անընդունելի է արտաճանապարհային մեքենաների համար։ Դուք կարող եք շտկել իրավիճակը՝ արգելափակելով դիֆերենցիալը:
Փականների տեսակները
Լրիվ հարկադիր արգելափակում
Դուք կարող եք ձեռքով ամբողջությամբ արգելափակել՝ խցանելով արբանյակները, որպեսզի զրկեք նրանց սեփական առանցքի շուրջ պտտվելու հնարավորությունից: Մեկ այլ միջոց է դիֆերենցիալ գավաթը առանցքի լիսեռի հետ կոշտ ներգրավման մեջ մտնելը: Երկու անիվները կպտտվեն նույն անկյունային արագությամբ:
Այս ռեժիմը միացնելու համար պարզապես անհրաժեշտ է սեղմել վահանակի վրա գտնվող կոճակը: Շարժիչի միավորը կարող է լինել մեխանիկական, հիդրավլիկ, օդաճնշական կամ էլեկտրական: Այս սխեման հարմար է ինչպես միջանիվների, այնպես էլ կենտրոնական դիֆերենցիալների համար: Դուք կարող եք այն միացնել, երբ մեքենան կանգնած է, և դուք պետք է այն օգտագործեք միայն ցածր արագությամբ, երբ վարում եք կոշտ տեղանքով: Սովորական ճանապարհից դուրս գալուց հետո կողպեքը պետք է անջատվի, հակառակ դեպքում բեռնաթափումը նկատելիորեն կվատթարանա: Այս ռեժիմի չարաշահումը կարող է վնասել առանցքի լիսեռին կամ հարակից մասերին:
Ավելի մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում ինքնափակվող դիֆերենցիալները: Նրանք չեն պահանջում վարորդի միջամտություն և աշխատում են ավտոմատ կերպով, երբ անհրաժեշտություն է առաջանում: Քանի որ նման սարքերում արգելափակումը թերի է, առանցքի լիսեռների վնասման հավանականությունը փոքր է:
Սկավառակի (շփման) փական
Սա ինքնափակվող դիֆերենցիալի ամենապարզ տարբերակն է: Մեխանիզմը համալրված է շփման սկավառակների հավաքածուով: Նրանք սերտորեն տեղավորվում են միմյանց հետ և մեկի միջոցով կոշտ ամրացված են առանցքի առանցքներից մեկի և բաժակի մեջ:
Ամբողջ կառուցվածքը պտտվում է որպես ամբողջություն, մինչև անիվների պտտման արագությունը տարբերվի։ Այնուհետև սկավառակների միջև շփում է առաջանում, ինչը սահմանափակում է արագության տարբերության աճը։
Մածուցիկ միացում
Նմանատիպ գործողության սկզբունք ունի մածուցիկ զուգավորումը (մածուցիկ զուգավորում): Միայն այստեղ դրանց վրա կիրառված պերֆորացիաներով սկավառակները տեղադրվում են կնքված տուփի մեջ, որի ամբողջ ազատ տարածությունը լցված է սիլիկոնային հեղուկով։ Նրա տարբերակիչ առանձնահատկությունը խառնման ժամանակ մածուցիկության փոփոխությունն է։ Քանի որ սկավառակները պտտվում են տարբեր արագություններով, հեղուկը գրգռվում է, և որքան ուժեղ է խառնումը, այնքան հեղուկը դառնում է ավելի մածուցիկ՝ հասնելով գրեթե պինդ վիճակի։ Երբ ռոտացիոն արագությունն անջատվում է, հեղուկի մածուցիկությունը արագորեն նվազում է, և դիֆերենցիալը բացվում է:
Մածուցիկ զուգավորումն ունի բավականին մեծ չափեր, հետևաբար այն ավելի հաճախ օգտագործվում է որպես կենտրոնական դիֆերենցիալ հավելում, իսկ երբեմն դրա փոխարեն՝ այս դեպքում հանդես գալով որպես կեղծ դիֆերենցիալ։
Մածուցիկ զուգավորումն ունի մի շարք թերություններ, որոնք զգալիորեն սահմանափակում են դրա օգտագործումը: Սրանք իներցիա, զգալի ջեռուցում և վատ համատեղելիություն ABS-ի հետ:
Թորսեն
Անունը գալիս է Torque Sensing-ից, այսինքն՝ «ընկալող ոլորող մոմենտ»: Այն համարվում է ամենաարդյունավետ ինքնափակվող դիֆերենցիալներից մեկը: Մեխանիզմը օգտագործում է ճիճու հանդերձանք: Դիզայնն ունի նաև շփման տարրեր, որոնք լրացուցիչ փոխանցում են ոլորող մոմենտ, երբ սայթաքում է տեղի ունենում:
Այս մեխանիզմի երեք տեսակ կա. Նորմալ ճանապարհային քարշի պայմաններում T-1 և T-2 սորտերը գործում են որպես սիմետրիկ տիպի դիֆերենցիալներ:
Երբ անիվներից մեկը կորցնում է ձգումը, T-1-ը կարողանում է վերաբաշխել ոլորող մոմենտը 2,5-ից 1-ից 6-ից 1-ի և նույնիսկ ավելին: Այսինքն՝ լավագույն բռնելով անիվը ավելի մեծ ոլորող մոմենտ կստանա, քան սահող անիվը՝ նշված համամասնությամբ: T-2 բազմազանության մեջ այս ցուցանիշն ավելի ցածր է` 1,2-ից 1-ից 3-ից 1-ը, բայց ավելի քիչ հակահարված կա, թրթռում և աղմուկ:
Torsen T-3-ն ի սկզբանե մշակվել է որպես ասիմետրիկ դիֆերենցիալ 20 ... 30% արգելափակման արագությամբ:
QUAIFE
Quife դիֆերենցիալն անվանվել է անգլիացի ինժեների պատվին, ով մշակել է այս սարքը: Դիզայնով այն պատկանում է ճիճու տեսակին, ինչպես Թորսենը։ Նրանից այն տարբերվում է արբանյակների քանակով և դրանց տեղադրմամբ։ Quaife-ը բավականին տարածված է մեքենաների թյունինգի սիրահարների շրջանում:
