Diferenciāls. Kas tas ir un kāpēc to lieto?

Lai vadītu automašīnu, nepietiek ar dzinēju ar ātrumkārbu. Diferenciālis ir nepieciešams arī riteņu kustībai.

Vienkārši sakot, diferenciālis kalpo, lai nodrošinātu, ka piedziņas ass riteņi negriežas ar tādu pašu ātrumu. Zinātniskāk runājot, diferenciāļa uzdevums ir kompensēt piedziņas ass riteņu kardānvārpstu griešanās biežuma atšķirību, kad tās pārvietojas pa dažāda garuma sliedēm.

Diferenciāli bieži sauc par diferenciāli no vārda diferenciālis. Interesanti, ka tas nav autobūves laikmeta sākuma izgudrojums. Diferenciāli pirms vairākiem gadsimtiem izgudroja ķīnieši.

Pagriezieniem

Diferenciāļa ideja ir ļaut automašīnai veikt pagriezienus. Nu, uz piedziņas ass, kad automašīna brauc līkumos, ārējam ritenim ir jānobrauc lielāks attālums nekā iekšējam ritenim. Tādējādi ārējais ritenis griežas ātrāk nekā iekšējais ritenis. Diferenciālis ir nepieciešams, lai novērstu abu riteņu griešanos ar vienādu ātrumu. Ja tā nebūtu, viens no piedziņas ass riteņiem slīdētu pa ceļa segumu.

Skatīt arī Automašīnu piedziņas savienojumi – kā braukt, tos nesabojājot 

Diferenciālis ne tikai to novērš, bet arī novērš nevēlamu spriedzi transmisijā, kas savukārt var izraisīt bojājumus, palielināt degvielas patēriņu un palielināt riepu nodilumu.

Mehānisma dizains

Diferenciālis sastāv no vairākiem koniskiem zobratiem, kas ievietoti rotējošā korpusā. Tas ir savienots ar vainaga riteni. Griezes momenta pārnešana no pārnesumkārbas (un no dzinēja) uz piedziņas riteņiem notiek, kad tā sauktā uzbrukuma vārpsta dzen iepriekš minēto gredzenveida zobratu caur īpašu hipoidālo zobratu (tam ir savītas asis un lokveida zobu līnijas, kas ļauj pārnest). lielas kravas).

Priekšējo riteņu piedziņas transportlīdzekļos gredzenveida zobratam ir taisni vai spirālveida zobi, kas atrodas gar vārpstas ārējo apkārtmēru. Šāda veida risinājums ir vienkāršāks un lētāks ražošanā un ekspluatācijā (diferenciālis ir apvienots ar ātrumkārbu), kas izskaidro, kāpēc tirgū dominē priekšējo riteņu piedziņas transportlīdzekļi.

Skatiet arī sadaļu Power Always on Four Wheels, kas ir 4 × 4 piedziņas sistēmu pārskats. 

Aizmugurējo riteņu piedziņas automašīnās diferenciālis ir paslēpts īpašā metāla korpusā. Tas ir skaidri redzams zem šasijas - starp piedziņas riteņiem ir raksturīgs elements, ko sauc par aizmugurējo asi.

Vidū ir krusts, uz kura ir uzstādīti zobrati, ko sauc par satelītiem, jo ​​tie griežas ap šo elementu braukšanas virzienā, izraisot zobratu griešanos, kas savukārt nodod piedziņu uz automašīnas riteņiem. Ja transportlīdzekļa riteņi griežas ar dažādu ātrumu (piemēram, transportlīdzeklis veic pagriezienu), satelīti turpina griezties uz zirnekļa rokām.

Nav slīdēšanas

Tomēr dažreiz diferenciāli ir grūti īstenot. Tas notiek, kad viens no transportlīdzekļa riteņiem atrodas uz slidenas virsmas, piemēram, uz ledus. Pēc tam diferenciālis nodod gandrīz visu griezes momentu šim ritenim. Tas ir tāpēc, ka ritenim ar vislabāko saķeri ir jāizmanto lielāks griezes moments, lai pārvarētu diferenciāļa iekšējo berzi.

Šī problēma ir atrisināta sporta automašīnās, īpaši pilnpiedziņas automašīnās. Šajos transportlīdzekļos parasti tiek izmantoti augstas pretestības diferenciāļi, kas spēj pārnest lielāko daļu griezes momenta uz riteni ar vislabāko saķeri.

Diferenciāļa dizainā ir izmantoti sajūgi starp sānu pārnesumiem un korpusu. Kad viens no riteņiem zaudē saķeri, viens no sajūgiem sāk neitralizēt šo parādību ar savu berzes spēku.

Skatiet arī Turbo automašīnā – vairāk jaudas, bet arī apgrūtinājumi. Vadīt 

Tomēr šis nav vienīgais transmisijas risinājums, ko izmanto 4 × 4 transportlīdzekļos. Lielākajai daļai šo transportlīdzekļu joprojām ir centrālais diferenciālis (bieži dēvēts par centra diferenciāli), kas kompensē rotācijas ātruma atšķirību starp dzenošajām asīm. Šis risinājums novērš nevajadzīgu spriegumu veidošanos transmisijā, kas negatīvi ietekmē transmisijas sistēmas izturību.

Turklāt centrālais diferenciālis arī sadala griezes momentu starp priekšējo un aizmugurējo asi. Lai uzlabotu saķeri, katram sevi cienošam SUV ir arī ātrumkārba, t.i. mehānisms, kas palielina uz riteņiem pārnesto griezes momentu uz ātruma rēķina.

Visbeidzot, visaktīvākajiem SUV ir paredzētas automašīnas, kas aprīkotas ar centra diferenciāļiem un diferenciāļa bloķēšanu.

Pēc eksperta domām

Jerzy Staszczyk, mehāniķis no Slupskas

Diferenciālis ir pastāvīgs automašīnas elements, bet tikai tad, ja to izmanto pareizi. Piemēram, viņam netiek doti pēkšņi starti ar riepām. Protams, jo vecāka automašīna, jo vairāk nolietojusies tā piedziņas sistēma, ieskaitot diferenciāli. To var pārbaudīt pat mājās. Jums vienkārši jāpaceļ tā automašīnas daļa, kurā atrodas piedziņas riteņi. Pēc jebkura pārnesuma pārslēgšanas pagrieziet stūri abos virzienos, līdz jūtat pretestību. Jo vēlāk mēs jūtam pretestību, jo lielāka ir diferenciālā nodiluma pakāpe. Priekšējo riteņu piedziņas transportlīdzekļiem šāda brīvība var liecināt arī par pārnesumkārbas nodilumu.

Vojcehs Frēlihovskis