دیفرانسیل محدود: چگونه کار می کند؟

2024 نویسنده: Erin Ralphs | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-02-19 14:59

اصطلاح "قفل دیفرانسیل" یا "دیفرانسیل محدود" (خود انسداد) توسط بسیاری از رانندگان شنیده شده است، اما فقط تعداد کمی از آنها می دانند که این فرآیند در عمل چگونه به نظر می رسد. و اگر خودروسازان قبلی چنین "گزینه" را عمدتاً با SUV مجهز می کردند ، اکنون می توان آن را در یک ماشین کاملاً شهری نیز یافت. علاوه بر این، اغلب صاحبان خودروهایی که مجهز به بلوک های خودکار نیستند، با درک مزایایی که دارند، آنها را به تنهایی نصب می کنند.

اما قبل از درک نحوه عملکرد دیفرانسیل خود قفل شونده، باید بدانید که چگونه بدون قفل شدن کار می کند.

دیفرانسیل چیست

دیفرانسیل (تفاوت) را می توان به درستی یکی از عناصر اصلی طراحی گیربکس خودرو در نظر گرفت. با کمک آن، انتقال، تغییر و توزیع گشتاور تولید شده توسط موتور بین یک جفت مصرف کننده انجام می شود: چرخ هایی که در همان محور ماشین یا بین محورهای آن قرار دارند. علاوه بر این، قدرت جریان انرژی توزیع شده، در صورت لزوم، می تواند متفاوت باشد، به این معنی که سرعت چرخش چرخ ها متفاوت است.

Bبسته به دستگاه(های) درایو، می توان تفاوت گیربکس خودرو را نصب کرد: در محفظه محور عقب، جعبه دنده و جعبه انتقال، بسته به دستگاه(های) درایو.

آنهایی که در پل یا گیربکس نصب می شوند، بین چرخ نامیده می شوند و به ترتیب بین محورهای خودرو قرار دارند - interaxle.

تخصیص دیفرانسیل

همانطور که می دانید یک خودرو در حین رانندگی مانورهای مختلفی انجام می دهد: پیچ ها، تغییر لاین، سبقت گرفتن و غیره. علاوه بر این، سطح جاده ممکن است دارای دست اندازها باشد، به این معنی که چرخ های خودرو بسته به موقعیت، در یک زمان می تواند مسافت های مختلفی را پوشش دهد. بنابراین، به عنوان مثال، در هنگام چرخش، اگر سرعت چرخش چرخ ها روی محور یکسان باشد، یکی از آنها ناگزیر شروع به لیز خوردن می کند که منجر به تسریع سایش تایر می شود. اما این بدترین نیست. خیلی بدتر، هندلینگ وسیله نقلیه بسیار کاهش یافته است.

برای حل چنین مشکلاتی، آنها یک دیفرانسیل ارائه کردند - مکانیزمی که انرژی حاصل از موتور را مطابق با مقدار مقاومت غلتشی بین محورهای خودرو توزیع می کند: هر چه کمتر باشد، بیشتر است. سرعت چرخ خواهد بود، و بالعکس.

مکانیسم دیفرانسیل

امروزه انواع مختلفی از دیفرانسیل ها وجود دارد و دستگاه آنها بسیار پیچیده است. با این حال، اصل عملکرد به طور کلی یکسان است، بنابراین درک ساده ترین نوع - یک دیفرانسیل باز، که از عناصر زیر تشکیل شده است، آسان تر خواهد بود:

1. چرخ‌دنده‌های نصب‌شده روی شفت‌های محور.
2. دنده محرک (تاجی)، ساخته شده به شکل مخروط کوتاه.
3. یک چرخ دنده محرک نصب شده در انتهای محور محرک که همراه با تاج دنده اصلی را تشکیل می دهد. از آنجایی که دنده محرک بزرگتر از چرخ دنده محرک است، چرخ دنده دوم باید قبل از اینکه چرخ دنده حلقوی فقط یک چرخش را انجام دهد، چندین دور در اطراف محور خود انجام دهد. بنابراین، این دو عنصر دیفرانسیل هستند که مقدار انرژی (سرعت) را که در نهایت به چرخ ها می رسد کاهش می دهند.
4. ماهواره هایی که چرخ دنده سیاره ای را تشکیل می دهند که نقش کلیدی در ایجاد تفاوت لازم در سرعت چرخش چرخ ها دارد.
5. موارد.

چگونه دیفرانسیل کار می کند

در طول حرکت مستطیلی خودرو، محورهای محور آن و در نتیجه چرخ‌ها با سرعتی برابر با محور محرک با چرخ دنده مارپیچ خود می‌چرخند. اما در حین چرخش، بار روی چرخ ها متفاوت می شود (یکی از آنها سعی می کند سریعتر بچرخد) و به دلیل این تفاوت، ماهواره ها رها می شوند. اکنون انرژی موتور از آنها عبور می کند و از آنجایی که یک جفت ماهواره دو چرخ دنده مجزا و مستقل هستند، سرعت چرخش متفاوتی به شفت های محور منتقل می شود. بنابراین، نیروی تولید شده توسط موتور بین چرخ ها توزیع می شود، اما به طور نابرابر، و بسته به بار وارد بر آنها: آنچه در امتداد شعاع بیرونی حرکت می کند، مقاومت غلتشی کمتری را تجربه می کند، بنابراین اختلاف انرژی بیشتری را به چرخش منتقل می کند.سریعتر.

هیچ تفاوتی در نحوه کار دیفرانسیل مرکزی و دیفرانسیل چرخ وجود ندارد: اصل کار مشابه است، فقط در مورد اول گشتاور توزیع شده به محورهای خودرو و در حالت دوم به چرخ های آن هدایت می شود. واقع در همان محور.

نیاز به تفاوت مرکزی به ویژه هنگام رانندگی خودرو در زمین های ناهموار، زمانی که وزن آن بر محوری که کمتر از دیگری است، مثلاً در سربالایی یا سرازیری فشار می آورد، قابل توجه است.

مسئله دیفرانسیل

علی رغم اینکه قطعا دیفرانسیل نقش زیادی در طراحی خودرو دارد، عملکرد آن گاهی اوقات برای راننده مشکل ایجاد می کند. به عنوان مثال: هنگامی که یکی از چرخ ها در قسمت لغزنده جاده (گل، یخ یا برف) قرار دارد، سپس دیگری که در زمین سخت تر قرار دارد، شروع به افزایش بار می کند، تفاوت سعی می کند این مشکل را برطرف کند، انرژی موتور را تغییر مسیر دهد. به چرخ کشویی بنابراین، معلوم می شود که حداکثر چرخش را دریافت می کند، در حالی که دیگری، که چسبندگی محکمی روی زمین دارد، به سادگی ثابت می ماند.

دقیقا برای حل چنین مشکلاتی بود که قفل کردن (غیرفعال کردن) دیفرانسیل اختراع شد.

اصل مسدود کردن و انواع آن

با درک اصل دیفرانسیل، می توانیم نتیجه بگیریم که اگر آن را مسدود کنید، گشتاور روی چرخ یا محوری که بهترین چسبندگی را دارد افزایش می یابد. این را می توان با اتصال بدنه آن به یکی از دو محور محور یا با جلوگیری از چرخش ماهواره ها انجام داد.

مسدود کردنمی تواند کامل باشد - زمانی که قطعات دیفرانسیل به طور صلب به هم متصل شوند. به عنوان یک قاعده، با کمک کلاچ بادامک انجام می شود و توسط راننده از طریق یک درایو مخصوص از کابین ماشین کنترل می شود. یا می‌تواند جزئی باشد، در این صورت فقط نیروی محدودی به چرخ‌ها منتقل می‌شود - دیفرانسیل قفل شونده به این صورت عمل می‌کند که نیازی به دخالت انسان ندارد.

چگونه دیفرانسیل خود قفل کار می کند

دیفرانسیل خود قفل اساساً مصالحه ای بین یک بلوک کامل و یک دیفرانسیل آزاد است و به شما امکان می دهد در صورت وجود اختلاف در ضریب کشش بین آنها، لغزش چرخ های خودرو را کاهش دهید. بنابراین، توانایی عبور از کشور، هندلینگ خارج از جاده، و همچنین پویایی شتاب خودرو بدون در نظر گرفتن کیفیت جاده به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

خود قفل شدن قفل کامل چرخ را از بین می برد، که از محورهای محور در برابر بارهای بحرانی که ممکن است در دیفرانسیل های خاموش اجباری رخ دهد، محافظت می کند.

قفل‌های محور به‌طور خودکار آزاد می‌شوند اگر سرعت چرخ‌ها در حین رانندگی مستقیم برابر شود.

متداول ترین انواع خودبلاک

دیسک سلف بلوک مجموعه ای از دیسک های اصطکاکی (مالشی) است که بین بدنه دیفرانسیل و چرخ دنده محور نصب شده است.

درک اینکه چگونه یک دیفرانسیل با چنین بلوکی کار می کند دشوار نیست: در حالی که ماشین در یک خط مستقیم حرکت می کند، بدنه دیفرانسیل و هر دو محور محور با هم می چرخند، به محض اینکه تفاوتی در سرعت چرخش وجود دارد. (چرخ به ناحیه لغزنده برخورد کرده است)، اصطکاک بین دیسک ها رخ می دهد و آن را کاهش می دهد. یعنی چرخباقی ماندن روی زمین سخت به جای توقف، مانند دیفرانسیل آزاد، به چرخش ادامه می دهد.

کوپلینگ ویسکوز، یا در غیر این صورت کوپلینگ چسبناک، و همچنین تفاوت قبلی، شامل دو بسته دیسک است که فقط این بار سوراخ شده، با یک شکاف کوچک بین خود نصب شده اند. یک قسمت از دیسک ها دارای یک کلاچ با بدنه است، قسمت دیگر با محور محرک.

دیسک‌ها در ظرفی پر از مایع ارگانوسیلیکن قرار می‌گیرند، که وقتی به طور یکنواخت چرخانده می‌شوند، بدون تغییر باقی می‌مانند. به محض ایجاد اختلاف سرعت بین بسته ها، مایع به سرعت و به شدت شروع به غلیظ شدن می کند. بین سطوح سوراخ شده مقاومت وجود دارد. بنابراین، یک بسته بیش از حد پیچ خورده کاهش می یابد، و سرعت چرخش یکسان می شود.

خود بلوک دندانه دار (پیچ، کرم). کار آن بر اساس توانایی جفت کرم در گوه زدن و در نتیجه مسدود کردن شفت‌های محور در هنگام بروز اختلاف در گشتاور روی آنها است.

خود انسداد دوربین. برای درک نحوه عملکرد این نوع دیفرانسیل، کافی است یک دیفرانسیل باز را تصور کنید که در آن به جای مکانیزم چرخ دنده سیاره ای، جفت دنده (بادامک) نصب شده است. بادامک‌ها زمانی که سرعت چرخ‌ها تقریباً یکسان است می‌چرخند (پرش) می‌کنند و به محض اینکه یکی از آنها شروع به لیز خوردن می‌کند، به سختی قفل می‌شوند (گیر می‌کنند).

تفاوتی در نحوه عملکرد قفل دیفرانسیل مرکزی و دیفرانسیل بین چرخ وجود ندارد - اصل کار یکسان است، تفاوت هافقط در نقاط انتهایی: در حالت اول - دو محور، در مورد دوم - دو چرخ نصب شده روی یک محور.

"Niva" داخلی و دیفرانسیل های آن

Niva جایگاه ویژه ای در خط تولید VAZهای داخلی دارد: برخلاف "بستگان" خود در خط مونتاژ، این خودرو به یک سیستم چهار چرخ متحرک غیر قابل تعویض مجهز است.

سه دیفرانسیل در گیربکس VAZ SUV نصب شده است: دیفرانسیل بین چرخ در هر محور و دیفرانسیل بین محوری در جعبه انتقال. با وجود چنین عددی، دیگر نیازی نیست که بفهمید دیفرانسیل های نیوا چگونه کار می کنند. همه چیز دقیقاً همان چیزی است که در بالا توضیح داده شد. یعنی در حین حرکت مستقیم ماشین به شرط عدم لغزش روی چرخ ها، نیروی کشش بین آنها به طور مساوی توزیع می شود و مقدار یکسانی دارد. هنگامی که یکی از چرخ ها شروع به لیز خوردن می کند، تمام انرژی موتور که از بین دیافراگم ها عبور می کند به این چرخ هدایت می شود.

قفل دیفرانسیل Niva

قبل از صحبت در مورد نحوه عملکرد قفل دیفرانسیل در نیوا، باید به یک نکته توجه داشت، یعنی مشخص کردن هدف دستگیره جلویی (کوچک) جعبه انتقال.

برخی از رانندگان بر این باورند که با کمک آن دیفرانسیل جلو در ماشین روشن می شود - اینطور نیست: هر دو دیفرانسیل جلو و عقب Niva همیشه درگیر هستند و این دسته انتقال را کنترل می کند. دیفرانسیل مورد یعنی در حالی که در موقعیت "به جلو" تنظیم شده است، تفاوت به طور معمول کار می کند، و زمانی که"بازگشت" - خاموش.

و اکنون مستقیماً در مورد قفل: هنگامی که دیفرانسیل خاموش می شود، شفت های جعبه انتقال توسط یک کلاچ بسته می شوند و در نتیجه سرعت چرخش آنها به اجبار برابر می شود، یعنی سرعت کل چرخ های محور جلو برابر است. سرعت کل محور عقب توزیع رانش در جهت مقاومت بیشتر رخ می دهد. فرض کنید چرخ عقب در حال لیز خوردن است، اگر قفل را روشن کنید، نیروی کشش به سمت محور جلو می رود که چرخ های آن باعث کشش خودرو می شود، اما اگر چرخ جلو نیز همراه با چرخ عقب لیز بخورد، نیوا به خودی خود خارج نخواهد شد.

برای جلوگیری از این اتفاق، رانندگان برای کمک به بیرون کشیدن خودروی گیر کرده، خود بلوک‌هایی را در پل‌ها نصب می‌کنند. تا به امروز، محبوب ترین در بین دارندگان Niva دیفرانسیل Nesterov است.

خودبلاک نستروف

راز محبوبیت آن در نحوه عملکرد دیفرانسیل نستروف نهفته است.

طراحی دیفرانسیل نه تنها امکان تنظیم بهینه سرعت زاویه ای چرخ های خودرو را در هنگام مانور می دهد، بلکه در صورت سر خوردن یا آویزان شدن چرخ، دستگاه حداقل مقدار انرژی را به آن می دهد. از موتور علاوه بر این، واکنش خودبلاک به تغییر وضعیت ترافیک تقریباً آنی است. علاوه بر این، دیفرانسیل نستروف به طور قابل توجهی هندلینگ خودرو را حتی در پیچ های لغزنده بهبود می بخشد، ثبات جهت را افزایش می دهد، دینامیک شتاب را افزایش می دهد (به ویژه در زمستان) و مصرف سوخت را کاهش می دهد. و نصب دستگاه هیچ نیازی ندارددر طراحی گیربکس تغییر می‌کند و به همان روش کلاسیک نصب می‌شود.

دیفرانسیل نه تنها در فناوری خودرو کاربرد پیدا کرده است، بلکه در موتورهای بلوک بسیار مفید است و زندگی صاحبان آن را تا حد زیادی تسهیل می کند.

دیفرانسیل برای بلوک موتوری

Motoblock - واحد بسیار سنگین است و برای چرخاندن آن به تلاش زیادی نیاز است و با سرعت زاویه ای تنظیم نشده چرخش چرخ ها، این امر حتی دشوارتر می شود. بنابراین، دارندگان این ماشین‌ها در صورتی که دیافراگ‌ها از ابتدا در طراحی پیش‌بینی نشده بود، خودشان آن‌ها را خریداری و نصب می‌کنند.

دیفرانسیل عقب تراکتور چگونه کار می کند؟ در واقع، تنها چرخش آسان خودرو را فراهم می کند و یکی از چرخ ها را متوقف می کند.

کارکرد دیگر آن، که به توزیع مجدد نیرو مربوط نمی شود، افزایش فاصله بین دو محور است. طراحی دیفرانسیل امکان استفاده از آن را به‌عنوان پسوند محور فراهم می‌کند، که باعث می‌شود تراکتور پیاده‌روی مانور بیشتری داشته باشد و در برابر واژگونی، به‌ویژه در هنگام پیچ‌ها مقاوم‌تر شود.

در یک کلام، دیفرانسیل یک چیز بسیار مفید و غیر قابل تعویض است و مسدود شدن آن توانایی خودرو را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.