Automobiļu diferenciālis: ierīce, darbības traucējumi un izvēles metode
saturs
Pilnvērtīgu SUV, dažu krosoveru un četru riteņu piedziņas pilsētas automašīnu tehniskajā dokumentācijā ir frāze "diferenciāļa bloķēšana". Mēs izdomāsim, kas tas ir, kāds ir tā mērķis automašīnā, kā tas darbojas, kā arī to, kā izvēlēties jaunu, lai aizstātu neveiksmīgo.
Kas ir mašīnas diferenciālis
Diferenciālis automašīnā ir transmisijas elements. Tas nodrošina neatkarīgu piedziņas riteņu rotāciju, bet tajā pašā laikā katram no tiem pārnes to pašu griezes momentu.
Šis elements ir īpaši svarīgs automašīnas stabilitātei līkumos. No fizikas mēs zinām, ka, pagriežoties, ritenis pusloka iekšpusē pārvietojas īsāku ceļu nekā ritenis apļa ārpusē. Piedziņas riteņu gadījumā tas nemaz nav jūtams.
Kas attiecas uz piedziņas riteņiem, ja transmisijā nebūtu diferenciāla, jebkura automašīna pagriezienu laikā ievērojami zaudētu stabilitāti. Problēma ir tā, ka, lai saglabātu saķeri, ārējiem un iekšējiem riteņiem, braucot līkumos, jāgriežas ar dažādu ātrumu. Pretējā gadījumā viens no riteņiem vai nu slīdētu, vai slīdētu.
Diferenciālis ir uzstādīts uz piedziņas ass. Transportlīdzekļiem ar pilnpiedziņu (SUV vai 4x4 klase) šis mehānisms ir pieejams uz visām asīm.
Dažās automašīnās diferenciālis tiek metināts īpaši, lai automašīna dreifētu. Piemērs tam ir divu riteņu piedziņas rallija automašīnas ar metinātu diferenciāli. Tomēr normālai braukšanai pilsētā labāk izmantot rūpnīcas diferenciāli vai, kā to sauc arī, atvērtu diferenciāli.
Diferenciālā vēsture un mērķis
Diferenciālis parādījās gandrīz vienlaikus ar transportlīdzekļu, kas aprīkoti ar iekšdedzes motoru, ražošanas sākšanu. Atšķirība bija tikai pāris gadi.
Pirmās automašīnas bija tik nestabilas ap līkumiem, ka inženieriem bija jāsaprot, kā vienu un to pašu vilci pārnest uz piedziņas riteņiem, bet vienlaikus tās jāpadara, lai līkumos varētu griezties ar dažādu ātrumu.
Lai gan nevar teikt, ka pats mehānisms tika izstrādāts pēc automašīnu parādīšanās ar iekšdedzes motoriem. Fakts ir tāds, ka, lai atrisinātu pirmo automašīnu vadāmību, tika aizņemts izstrādājums, kas iepriekš tika izmantots tvaika ratos.
Pašu mehānismu 1825. gadā izstrādāja inženieris no Francijas - Onesifors Pekers. Ferdinands Porše turpināja darbu pie bīdāmā riteņa automašīnā. Viņa uzņēmuma un ZF AG (Friedrichshafen) sadarbībā tika izstrādāts izciļņu diferenciālis (1935).
Masveida LSD diferenciāļu izmantošana sākās 1956. gadā. Šo tehnoloģiju izmantoja visi automašīnu ražotāji, jo tā pavēra jaunas iespējas četrriteņu transportlīdzekļiem.
Diferenciālā ierīce
Diferenciālis tika balstīts uz planētas pārnesumkārbu. Vienkārša pārnesumkārba sastāv no diviem pārnesumiem, kuriem ir atšķirīgs viena izmēra zobu skaits (pastāvīgai sietai).
Kad lielākais pārnesums griežas, mazākais veic vairāk apgriezienu ap savu asi. Planētas modifikācija nodrošina ne tikai griezes momenta pārnešanu uz piedziņas asi, bet arī pārveido to tā, lai piedziņas un piedziņas vārpstu ātrumi būtu atšķirīgi. Papildus parastajai pārnesumkārbai planētu pārnesumkārbās tiek izmantoti vairāki papildu elementi, kas mijiedarbojas ar trim galvenajiem.
Diferenciālis izmanto visu planētu pārnesumkārbu potenciālu. Sakarā ar to, ka šādam mehānismam ir divas brīvības pakāpes un tas ļauj mainīt pārnesumu attiecību, šādi mehānismi ir izrādījušies efektīvi, lai nodrošinātu ar dažādu ātrumu rotējošu piedziņas riteņu stabilitāti.
Diferenciālā ierīce ietver:
- Diferenciāls korpuss vai glāze. Tajā ir fiksēts viss planētas pārnesums un zobrati;
- Semiksijas pārnesumi (visbiežāk tiek izmantots saules tips). Paņemiet griezes momentu no satelītiem un pārsūtiet to uz piedziņas riteņiem;
- Galvenā pārnesuma piedziņas un piedziņas pārnesumi;
- Satelīti. Tie darbojas kā planētu zobrati. Ja automašīna ir viegla automašīna, tad vienā mehānismā būs divas šādas daļas. Apvidus automašīnās un kravas automašīnās planētu pārnesumam ir 4 satelīti.
Diferenciālās darbības shēma
Šādi mehānismi ir divu veidu - simetrisks un asimetrisks diferenciālis. Pirmā modifikācija spēj vienādi pārraidīt griezes momentu uz ass vārpstu. To darbību neietekmē piedziņas riteņu leņķiskais ātrums.
Otrā modifikācija nodrošina griezes momenta pielāgošanu starp piedziņas ass riteņiem, ja tie sāk griezties ar dažādu ātrumu. Bieži vien šāds diferenciālis tiek uzstādīts starp pilnpiedziņas transportlīdzekļa asīm.
Sīkāka informācija par diferenciāļa darbības režīmiem. Šādās situācijās mehānisms darbojas atšķirīgi:
- Automašīna iet taisni;
- Automašīna veic manevru;
- Piedziņas riteņi sāk slīdēt.
Diferenciālis darbojas šādi:
Ar taisnu kustību
Kad automašīna brauc taisni, satelīti ir vienkārši saikne starp ass pārnesumiem. Automašīnas riteņi griežas ar tādu pašu ātrumu, tāpēc kauss griežas kā viena caurule, kas savieno abas ass vārpstas.
Griezes moments vienmērīgi sadalās starp abiem riteņiem. Riteņu apgriezieni atbilst zobrata apgriezieniem.
Pagriežoties
Mašīnai veicot manevru, ritenis ārējā pagrieziena rādiusā veic vairāk apgriezienu nekā iekšējais pagrieziena rādiuss. Iekšējais ritenis piedzīvo lielu pretestību, jo palielinās ārējā riteņa griezes moments un ceļš neļauj tam griezties ar atbilstošu ātrumu.
Šajā gadījumā satelīti nonāk spēlē. Iekšējās ass vārpstas zobrats palēninās, tāpēc planetārais zobrats kausā sāk griezties pretējā virzienā. Šis mehānisms ļauj uzturēt automašīnas stabilitāti arī pie saspringtiem un saspringtiem pagriezieniem. Tas arī novērš pārmērīgu riepu nodilumu pie palēninošā riteņa.
Slīdot
Trešā situācija, kurā diferenciālis ir noderīgs, ir riteņu slīdēšana. Tas notiek, piemēram, kad automašīna nokļūst dubļos vai pārvietojas pa ledu. Šajā režīmā diferenciālis darbojas pēc pavisam cita principa nekā līkumos.
Fakts ir tāds, ka, slīdot, piekārtais ritenis sāk brīvi griezties, kas noved pie riteņa griezes momenta zuduma, kam ir pietiekama saķere ar ceļa virsmu. Ja diferenciālis darbotos pagrieziena režīmā, nokļūstot dubļos vai ledū, automašīna vispār apstātos, jo saķere tiktu pilnībā zaudēta.
Lai novērstu šo problēmu, inženieri ir izstrādājuši ierobežotu slīdēšanas diferenciāli. Par viņa darbu mēs runāsim nedaudz vēlāk. Pirmkārt, ir vērts apsvērt esošās diferenciālo modifikāciju un to atšķirības.
Diferenciālie veidi
Ja automašīnai ir viena piedziņas ass, tad tā tiks aprīkota ar šķērsass diferenciāli. Pilnpiedziņas transportlīdzeklim tiek izmantots centrālais diferenciālis. Automašīnās ar piedziņu ar priekšu šo mehānismu sauc arī par priekšējo diferenciāli, bet modeļus ar aizmugures piedziņas automašīnām - par aizmugurējo diferenciāli.
Šie mehānismi ir sadalīti trīs kategorijās pēc pārnesumu veida:
- Konusveida diferenciālis;
- Tārpu pārnesumu diferenciālis;
- Cilindriskais diferenciālis.
Viņi viens no otra atšķiras ar galveno un aksiālo zobratu formu. Koniskas modifikācijas ir uzstādītas priekšējo un aizmugurējo riteņu piedziņas transportlīdzekļos. Pilnpiedziņas modeļos tiek izmantoti cilindriskie, un tārpu pārnesumi ir piemēroti visu veidu transmisijām.
Atkarībā no automašīnas modeļa un ceļa apstākļiem, kādos darbojas transportlīdzeklis, būs noderīgi šāda veida diferenciāļi:
- Mehāniskā bloķēšana;
- Pašbloķējošais diferenciālis;
- Elektriskā bloķēšana.
Mehāniski bloķēti diferenciāļi
Šajā modifikācijā satelītus bloķē pats vadītājs, izmantojot īpašus slēdžus uz riteņiem. Kad mašīna atrodas taisnā līnijā vai pagriežas, diferenciālis darbosies normāli.
Tiklīdz automašīna ietriecas ceļā ar nestabilu virsmu, piemēram, iebrauc mežā ar dubļiem vai sniegotu ceļu, vadītājs pārvieto sviras vēlamajā pozīcijā, lai satelīti tiktu bloķēti.
Šajā režīmā planētas pārnesums nedarbojas, un automašīna principā ir bez diferenciāļa. Visi piedziņas riteņi griežas ar tādu pašu ātrumu, kas novērš slīdēšanu, un visu riteņu saķere tiek saglabāta.
Šādiem mehānismiem ir vienkāršāka ierīce un tie ir uzstādīti dažiem budžeta apvidus automobiļiem, piemēram, vietējiem UAZ transportlīdzekļiem. Tā kā, braucot lēnām pa dubļiem, riepas pārmērīgi nenodilst, šī konstrukcija nekaitē automašīnas riepām.
Ierobežots slīdēšanas diferenciālis
Šajā kategorijā ir vairāki mehānismu veidi. Šādu ierīču piemēri ir:
- LSD. Šādās pārnesumkārbās ar pārāk lielu vienas ass vārpstas rotāciju satelīti tiek automātiski bloķēti. Tas neļauj stabilajam ritenim zaudēt saķeri;
- Viskozs sajūgs. Šajos diferenciālos tiek izmantota viskoza viela uz silikona bāzes. Vēsā stāvoklī tas paliek šķidrā stāvoklī. Tiklīdz tā sāk sakarst un sajaukt, vielas īpašības mainās, un tā iegūst lipīgu struktūru, kas palielina tās viskozitāti. Šī īpašība palielinās, palielinoties asu vārpstu rotācijas atšķirībai. Viskozām sakabēm ir vairāki būtiski trūkumi. Pirmkārt, tie netiek remontēti. Kad viela zaudē savas īpašības, ir jāaizstāj viss bloks. Otrkārt, bloķēšana notiek, ja ir spēcīga riteņu slīdēšana, tāpēc automašīna ne vienmēr efektīvi tiek galā ar bezceļa apstākļiem. Neskatoties uz šiem trūkumiem, mehānisms atšķiras no budžeta cenas. Lielākā daļa zemo cenu krosoveru ir aprīkoti ar tieši šādiem diferenciāļiem.
- Torsens. Rumpis izmanto tārpu slēdzeni. Kad vienas ass vārpstas griezes momenta koeficients palielinās vai samazinās attiecībā pret otru ass vārpstu, bloķēšana tiek aktivizēta. Šo tehnoloģiju izmanto, piemēram, Audi transportlīdzekļos. Ierīci var klasificēt arī kā mehāniski bloķētus mehānismus. Tas tiek uzskatīts par visuzticamāko no visiem diferenciāļu veidiem un izceļas ar vienkāršību. Šī iemesla dēļ tie ir dārgi.
Elektriskā bloķēšana
Šādas atšķirības ir saistītas ar transportlīdzekļa elektroniku. Tie tiek uzskatīti par visdārgākajiem, jo tiem ir sarežģīta struktūra un bloķējošais disks. Šis mehānisms ir saistīts ar transportlīdzekļa ECU, kas saņem datus no sistēmām, kas uzrauga riteņu rotāciju, piemēram, ABS. Dažos transportlīdzekļos automātisko bloķēšanu var atspējot. Tam vadības panelī ir īpaša poga.
Elektronisko iespēju priekšrocība ir tā, ka tās ļauj iestatīt vairākas bloķēšanas pakāpes. Vēl viens šādu mehānismu pluss ir tas, ka tie lieliski palīdz tikt galā ar pārslodzi. Šādos modeļos griezes moments tiek piemērots ass pārnesumam, kas griežas ar mazāku ātrumu.
Vairāk par diferenciāļa bloķēšanu
Jebkuram šķērsasu diferenciālim ir ievērojams trūkums - griezes moments automātiski tiek piegādāts ritenim, kas griežas grūtāk. Tādēļ otrais ritenis, kuram ir pietiekama saķere, zaudē saķeri. Šī iemesla dēļ šāda pārnesumkārba nedos iespēju patstāvīgi izkļūt no dubļiem vai sniega kupenas.
Kā minēts iepriekš, problēma tiek atrisināta, bloķējot satelītus. Ir divi bloķēšanas režīmi:
- Pilnīga bloķēšana tiek veikta tāpēc, ka visi pārnesumkārbas elementi ir stingri savienoti. Tas nodrošina, ka ritenis ar vislabāko saķeri saņem pietiekamu griezes momentu;
- Daļēja bloķēšana ir iespējama, mainot bloķēšanas koeficientu. Kad automašīna brauc taisnā līnijā, šis koeficients ir 1. Tiklīdz satelīti tiek bloķēti simetriskajā diferenciālā, šis koeficients mainās no 3 līdz 5. Šajā gadījumā vērpšanas ritenis turpina griezties, bet tas saņem mazāku griezes momentu.
Šeit ir video par to, kāpēc diferenciālis ir bloķēts:
Diferenciālie darbības traucējumi
Ņemot vērā to, ka jebkura diferenciāla konstrukcijā tiek izmantota zobratu un asu mijiedarbība, šāds mehānisms ir jutīgs pret ātru nodilumu un sabrukšanu. Planētas mehānisma elementi ir pakļauti nopietnai slodzei, tāpēc bez pienācīgas apkopes tie ātri neizdosies.
Lai gan zobrati ir izgatavoti no izturīgiem materiāliem, mehānismam ir vērts pievērst uzmanību, ja braukšanas laikā ir palielināts troksnis, klauvēšana un vibrācija, kas iepriekš nebija. Arī satraucošs brīdis ir smērvielas noplūde. Vissliktākais, ja mehānisms ir iestrēdzis. Tomēr ar pienācīgu apkopi tas notiek reti.
Tiklīdz no pārnesumkārbas korpusa parādās eļļas noplūde, jums jāsazinās ar autoservisu. Jūs pats varat pārbaudīt mezglu. Papildus vizuālai pārbaudei pēc brauciena, pārnesumkārbā varat pārbaudīt eļļas temperatūru. Mehānisma normālas darbības laikā šis skaitlis būs aptuveni 60 grādi. Ja diferenciālis uzsilst daudz vairāk, tad jums vajadzētu lūgt speciālista padomu.
Eļļošanas līmenis un kvalitāte jāpārbauda kā daļa no ikdienas uzturēšanas. Katrs transmisijas eļļas ražotājs nosaka savus noteikumus tās nomaiņai. Neignorējiet šo ieteikumu, jo eļļā var būt mazas abrazīvas daļiņas, kas sabojā zobrata zobus, kā arī iznīcina eļļas plēvi, kas novērš metāla daļu berzi.
Ja vizuālas pārbaudes rezultātā tika novērota centra diferenciāļa noplūde vai līdzīga problēma ir novērojama ar priekšējo riteņu piedziņas automašīnas analogiem, eļļas blīvējums ir jānomaina. Smērvielu līmeņa pazemināšanās izraisa palielinātu detaļu berzi, kas ievērojami samazina ierīces darba laiku. Pārnesumkārbas darbība sausā stāvoklī padara satelītus, gultņus un aksiālos pārnesumus nelietojamus.
Diferenciālā pašdiagnostika tiek veikta šādi. Pirmkārt, paceliet automašīnas piedziņas asi. Transmisija tiek novirzīta uz neitrālu. Viens ritenis vispirms griežas vienā virzienā un pēc tam otrā virzienā. Tāda pati procedūra tiek veikta ar otro riteni.
Ar darba diferenciāli riteņi griezīsies bez spēles un trokšņa. Arī dažas kļūdas var novērst pats. Lai to izdarītu, pārnesumkārba tiek noņemta, izjaukta un visi tās elementi tiek mazgāti benzīnā (lai identificētu defektus). Šīs procedūras laikā jūs varat atrast satelītu pretreakciju un pārnesumu attīstību.
Nodilušie elementi tiek noņemti, un to vietā tiek uzstādītas jaunas daļas. Būtībā satelīti, gultņi un eļļas blīvslēgi ir jāmaina, jo tie ātrāk neizdodas. Satelīti tiek noregulēti, izvēloties pārnesumus ar minimālu atstarpi starp zobiem.
Šeit ir vēl viens video par diferenciālā gultņa priekšslodzes noregulēšanu:
Jauna diferenciāla atrašana
Neskatoties uz to, ka starpdisku vai centra diferenciāli ir viegli atrast automašīnu detaļu tirgū, tā izmaksas ir diezgan augstas (jauna detaļa var maksāt no simtiem līdz tūkstošiem dolāru). Šī iemesla dēļ lielākā daļa autobraucēju reti piekrīt mehānisma pilnīgai nomaiņai.
Jauno mehānismu vai tā atsevišķos elementus var atrast tāpat kā parastās auto daļas. Vieglākais veids ir doties uz veikalu un lūgt konkrētu daļu konkrētam transportlīdzeklim. Tomēr tas attiecas uz gadījumiem, kad transportlīdzeklis nav modernizēts. Pretējā gadījumā detaļa tiek izvēlēta pēc montāžas koda vai pēc automašīnas modeļa, no kura tika noņemta rezerves daļa.
Vislabāk daļu meklēt pēc automašīnas datiem, nevis pēc produkta koda, jo šos simbolus var atrast tikai pēc mehānisma demontāžas. Šajā mezglā ir daudz modifikāciju. Pat vienas markas automašīnām var izmantot dažādus diferenciāļus.
Ņemot vērā šo brīdi, ir ārkārtīgi grūti atrast perfektu analogu no citas automašīnas. Kas attiecas uz diferenciāļa iegādi sekundārajā tirgū, to atstāj paša automašīnas īpašnieka briesmas un risks, jo neviens neizjauks un nepārbaudīs detaļas stāvokli. Tas palielina risku nopirkt stipri nolietotu mehānismu.
Apkopojot, ir vērts teikt, ka bez diferenciāļa nav iespējams izveidot drošu un efektīvu automašīnu, lai gan fani, kas vērpja dimes uz sausa asfalta, ar to iebildīs.
Jautājumi un atbildes:
Kas ir diferenciālis automašīnā vienkāršā izteiksmē? Tas ir mehānisks elements, kas tiek uzstādīts starp piedziņas riteņa ass vārpstām. Griezes moments caur kardānu tiek pārsūtīts uz diferenciāļa korpusu, un pēc tam tas caur neatkarīgiem pārnesumiem tiek padots uz riteņiem.
Kam domāts diferenciālis automašīnā? Šis mehānisms nodrošina griezes momenta pārnešanu uz piedziņas riteņiem, bet, veicot manevrus vai braucot pāri nelīdzenumiem, ļauj riteņiem griezties dažādos ātrumos.
Kur automašīnā ir diferenciālis? Šis mehānisms ir uzstādīts uz piedziņas ass starp ass vārpstām. XNUMXWD un plug-in XNUMXWD modeļos tas ir uzstādīts uz katras ass.
Kurai automašīnai ir centrālais diferenciālis? Visām automašīnām ir šķērsasu diferenciālis (stāv starp ass vārpstām). Centrālais diferenciālis tiek izmantots tikai visu riteņu piedziņas automašīnu modeļos (tas ir uzstādīts starp asīm).
