Напречен диференциал: видове, устройство, принцип на действие

2024 Автор: Erin Ralphs | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-19 12:26

Диференциалът на напречната ос се отнася до трансмисионния механизъм, който разпределя въртящия момент между задвижващите валове. Освен това този механизъм позволява на колелата да се въртят с различни ъглови скорости. Този момент е особено забележим при завой. В допълнение, този дизайн дава възможност за безопасно и удобно придвижване по суха твърда повърхност. В някои случаи при шофиране по хлъзгава писта или офроуд, въпросното устройство може да играе ролята на стоп за автомобил. Помислете за характеристиките на структурата и работата на диференциалите на напречната ос.

Описание

Диференциалът е проектиран да разпределя въртящия момент от карданния вал към осите на задвижващото колело отпред или отзад, в зависимост от типа задвижване. В резултат на това диференциалът на напречната ос прави възможно завъртането на всяко колело без подхлъзване. Това е пряката цел на механизма.

При движение по права линия, когато натоварването на колелата е равномерно с еднакви ъглови скорости,въпросното устройство функционира като отделение за трансфер. В случай на промяна в условията на шофиране (подхлъзване, завиване, завиване) индикаторът за натоварване се променя. Осовите валове са склонни да се въртят с различни параметри на скоростта, става необходимо да се разпредели въртящият момент между тях в определено съотношение. На този етап диференциалът на напречната ос започва да изпълнява основната си функция - гарантира безопасността на маневрите на превозното средство.

Функции

Разположението на разглежданите автомобилни устройства зависи от работещата задвижваща ос:

1. На корпуса на скоростната кутия (предно предаване).
2. На корпуса на задната задвижваща ос.
3. Автомобилите със задвижване на всички колела са оборудвани с междуколесен диференциал върху скелетите на двете оси или раздаващи кутии (те прехвърлят работния момент съответно между колелата или осите).

Заслужава да се отбележи, че диференциалът на машините се появи не толкова отдавна. При първите модели "самоходните" екипажи имаха лоша маневреност. Завъртането на колелата с идентичен параметър на ъглова скорост доведе до приплъзване на един от елементите или загуба на сцепление с пътната настилка. Скоро инженерите разработиха подобрена модификация на устройството, която позволява изравняване на загубата на контрол.

Предварителни условия за създаване

Диференциалите на кръстосаните оси на автомобилите са изобретени от френския дизайнер О. Пекер. В механизъм, предназначен да разпределя въртящ семомент, има зъбни колела и работни валове. Те служеха за трансформиране на въртящия момент от двигателя към задвижващите колела. Въпреки всички предимства, този дизайн не реши напълно проблема с приплъзването на колелата при завой. Това се изразява в загуба на адхезия на един от покритите елементи. Моментът беше особено изразен в заледени райони.

Подхлъзване в такива условия доведе до неприятни инциденти, които послужиха като допълнителен стимул за разработване на подобрено устройство, което би могло да предотврати поднасянето на автомобила. Техническото решение на този проблем е разработено от F. Porsche, който измисли конструкция на гърбицата, която ограничава приплъзването на колелата. Първите автомобили, използващи симулиран диференциал на кръстосаната ос са Volkswagen.

Устройство

Ограничителният възел работи на принципа на планетарна скоростна кутия. Стандартният дизайн на механизма включва следните елементи:

• полуосни зъбни колела;
• свързани сателити;
• работно тяло под формата на купа;
• основна предавка.

Скелетът е твърдо свързан със задвижваната предавка, която получава въртящия момент от аналога на основната предавка. Купата чрез сателитите преобразува въртенето към задвижващите колела. Разликата в скоростните режими на ъгловите параметри също се осигурява с помощта на съпътстващи предавки. В същото време стойността на работния момент остава стабилна. Диференциалът на задната напречна ос е фокусиран върху предаването на скоростта към задвижващите колела. ТранспортАвтомобилите с задвижване на всички колела са оборудвани с алтернативни механизми, които действат върху осите.

Разновидности

Посочените типове механизми са разделени според конструктивните особености, а именно:

• конични версии;
• цилиндрични опции;
• червячни зъбни колела.

В допълнение, диференциалите са разделени по броя на зъбите на зъбните колела на полуосите на симетрични и асиметрични версии. Поради оптималното разпределение на въртящия момент, вторите версии с цилиндри се монтират на осите на превозни средства със задвижване на всички колела.

Машините с предна или задна задвижваща ос са оборудвани със симетрични конични модификации. Червячната предавка е универсална и може да се агрегира с всички видове устройства. Коничните модули могат да работят в три конфигурации: права, въртяща се и плъзгаща се.

Схема на работа

При движение по права линия електронната имитация на блокировката на напречния мост се характеризира с равномерно разпределение на натоварването между колелата на автомобила. В този случай се наблюдава еднаква ъглова скорост и спътниците на тялото не се въртят около собствените си оси. Те трансформират въртящия момент на оста на оста, използвайки статична предавка и задвижваната предавка на основната предавка.

При завиване автомобилът изпитва променливи съпротивителни сили и натоварвания. Параметрите се разпределят, както следва:

1. Вътрешното колело с по-малък радиус получава по-голямо съпротивление от външното колело. Увеличеният индикатор за натоварване причинява намаляване на скоростта на въртене.
2. Външното колело се движи по по-голям път. В същото време увеличаването на ъгловата скорост допринася за плавно завъртане на машината, без подхлъзване.
3. Като се имат предвид тези фактори, колелата трябва да имат различни ъглови скорости. Сателитите на вътрешния елемент забавят въртенето на полуосите. Същите от своя страна чрез коничен зъбен елемент увеличават интензивността на външния аналог. В същото време въртящият момент от главната предавка остава стабилен.

Изплъзване и стабилност

Автомобилните колела могат да приемат различни параметри на натоварване, подхлъзване и загуба на сцепление. В този случай върху един елемент се прилага прекомерна сила, а вторият работи „на празен ход“. Поради тази разлика движението на автомобила става хаотично или спира напълно. За да премахнете тези недостатъци, използвайте системата за стабилност на обменния курс или ръчно блокиране.

За да се изравни моментът на усукване на полуосите, трябва да се спре действието на сателитите и да се трансформира въртенето от купата към натоварения полуос. Това е особено вярно за диференциалите на напречната ос на MAZ и други тежкотоварни превозни средства със задвижване на всички колела. Подобна характеристика се дължи на факта, че ако загубите сцепление в една от четирите точки, размерът на въртящия момент ще клони към нула,дори ако машината е оборудвана с две междуколесни и един междуосов диференциал.

Електронен самостоятелен блок

За да се избегнат проблемите, споменати по-горе, позволява частично или пълно блокиране. За това се използват самозаключващи се аналози. Те разпределят усукването, като се вземат предвид разликата на осите и съответните скоростни условия. Най-добрият начин за решаване на проблема е оборудването на машината с електронна блокировка на диференциала на напречната ос. Системата е оборудвана със сензори, които следят необходимата производителност, докато автомобилът се движи. След обработка на получените данни, процесорът избира оптималния режим за коригиране на натоварването и други ефекти върху колелата и осите.

Принципът на действие на този възел се състои от три основни етапа:

1. В началото на приплъзването на задвижващото колело управляващият блок получава импулси от индикаторите за скорост на въртене, след като ги анализира, автоматично се взема решение за начина на работа. След това превключвателят на клапана се затваря и аналогът с високо налягане се отваря. Помпата на блока ABS създава налягане в работния кръг на спирачния цилиндър на плъзгащия елемент. Плъзгащото задвижващо колело се спира чрез увеличаване на налягането на спирачната течност.
2. На втория етап системата за симулация на самоблокиране поддържа спирачната сила чрез поддържане на налягането. Действие на помпата и спиране на приплъзване на колелата.
3. Третият етап от работата на този механизъм включва завършване на приплъзването на колелотос едновременно освобождаване на налягането. Превключвателят се отваря и клапанът за високо налягане се затваря.

КамАЗ диференциал на напречен мост

По-долу е дадена диаграма на този механизъм с описание на елементите:

1 - Главен вал.

2 - Печат.

3 - Картър.

4, 7 - Поддържащи шайби.

5, 17 - Кутии.

6 - Сателит.

8 - Индикатор за заключване.

9 - запушалка.

10 - Пневматична камера.

11 - Вилица.

12 - Стоп звън.

13 - скоростен съединител.

14 - Блокиращ съединител.

15 - Капачка за източване.

16 - задвижваща предавка на средната ос.

18- Кръст.

19 - зъбно колело на задната ос.

20 - Фиксиращ болт.

21, 22 - Капак и лагер.

Безопасност

Напречният диференциал е проектиран да осигури безопасно и комфортно каране по пътища с различни цели. Някои от недостатъците на разглеждания механизъм, посочени по-горе, се проявяват при опасно и агресивно маневриране извън пътя. Следователно, ако машината е снабдена с механизъм за ръчно превключване, тя трябва да работи само при подходящи условия. Много е трудно и опасно да се използват високоскоростни автомобили без посочения механизъм, особено при високи скорости по магистралата.