Предмети:
- Общ
- Коронно зъбно колело
- Работа на диференциала
- Недостатъци на диференциала
- Регулиране на коронното зъбно колело
- LSD (ограничен сферичен диференциал)
- Торсен диференциал
- Поддръжка и дефекти на диференциал
- Регулирайте предварителното натоварване на диференциалния лагер
цялостната:
Диференциалът, наричан още кардан, прави възможна разлика в скоростта на задвижването. На тази страница се използва само терминът диференциал.
При завой едното колело прави повече обороти от другото. Следователно, когато автомобил прави ляв завой (както на изображението по-долу), десните колела ще направят повече обороти от левите колела (r1 > r2). Така че има разлика в скоростта. Диференциал гарантира, че това е възможно.
При автомобилите с предно задвижване диференциалът е в скоростната кутия. При автомобилите със задно задвижване това се намира на задната ос, между задните колела. След това карданният вал преминава от скоростната кутия към задната част, към диференциала.
Изображението по-долу е на автомобил със задно предаване. Валът между скоростната кутия и диференциала (кардана) се нарича кардан или междинен вал. Това е описано отделно на страницата кардан. Има два задвижващи вала, монтирани на диференциала, които задвижват задните колела.
Коронно зъбно колело:
Коронното зъбно колело в диференциала се споменава отделно, защото тези части трябва да се регулират много точно след работа. Зъбното колело е прикрепено към карданния вал. Двигателят и скоростната кутия задвижват карданния вал, а зъбното колело задвижва коронното колело. Регулирането между короната и пиньонното колело е много специализирана работа. Зъбните колела трябва да се регулират една спрямо друга с помощта на фабричните данни и оборудването за измерване/настройка. Правилното регулиране осигурява най-малко шум и най-дълъг живот.
Работа на диференциала:
Коронното колело 1 се задвижва от зъбното колело от двигателя/скоростната кутия. Когато шофирате направо, задвижващи валове 2 и 3 ще се въртят с еднаква скорост и сателитното колело 4 няма да се върти около оста си.
В ситуацията на това изображение левият задвижващ вал е неподвижен. Това може да се дължи на факта, че лявото колело е на асфалта, а дясното е на неасфалтиран път. В този случай колелото на черния път ще се върти.
Сега сателитното колело се върти около оста си и пълната задвижваща сила се поставя върху десния задвижващ вал. Левият вече е неподвижен. Подобна ситуация възниква и при преминаване през завой, налягането на гумите е по-ниско от едната страна, профилите на гумите се различават значително и пътната настилка не е напълно равна.
Недостатъци на диференциала:
Фактът, че диференциалът позволява разлики в скоростите между колелата, също е основен недостатък при определени обстоятелства. Когато едно от задвижваните колела загуби сцепление, цялото задвижване се губи. Когато една кола има 1 колело на асфалта и 1 колело в кал, колелото в калта ще бъде задвижвано 1%, а колелото на асфалта (с най-добро сцепление) ще остане неподвижно. Това е така, защото сателитното колело ще се върти бързо и колелото с най-малко съпротивление ще задвижва най-много.
Регулиране на колелото на коронния пиньон:
Височината и разстоянието на контактните повърхности на коронните и пиньонните зъбни колела могат да се регулират. Изображенията показват последствията от неправилна настройка.
Чрез смазване на коронното колело за четвърт оборот със специална грес (която се разтваря в масло), може да се определи опорната повърхност между коронното колело и пиньонното колело. Чрез завъртане на зъбното колело напред-назад няколко оборота опорната повърхност става чиста (вижте изображенията). Чрез регулиране и завъртане няколко пъти, всичко може да се нагласи до идеалната опорна повърхност.
Трябва да се има предвид, че натоварването на задвижването също води до изместване на опорната повърхност. С увеличаването на натоварването опорната повърхност се придвижва повече към външната страна на коронното колело (горното изображение вдясно). При леки натоварвания опорната повърхност се измества повече навътре. При регулиране опорната повърхност трябва да е в средата. Винаги се консултирайте с фабричните данни за размери.
Неправилната настройка причинява (понякога изключително) много шум в устройството, като свистене или скърцане. Износването също ще се увеличи. Например, диференциалът може да се повреди само след няколко хиляди километра поради невнимателна (или никаква) настройка. Разбира се, това беше предшествано от силен шум.
LSD (диференциал с ограничено приплъзване)
За да предотвратите горната ситуация, в някои случаи е полезно (частично) да деактивирате работата на диференциала. Това се нарича блокиране. При блокиран диференциал задвижването на двата моста е еднакво. Сателитното колело е спряно или двете слънчеви колела са свързани заедно. Съществуват различни разработки с многопластинови съединители, вискосъединители и зъбчати съединители.
Изображението по-долу показва LSD (диференциал с ограничено приплъзване). Това е диференциал с повишено вътрешно триене. Многодисковите съединители са поставени между външните прави повърхности на коничните слънчеви колела на полуосите и корпуса на диференциала.
Пръстените за налягане в LSD са свързани към корпуса на диференциала от една страна и могат да се движат аксиално от друга. Притискащите пръстени са с клиновидна форма от вътрешната страна поради изпъкналата форма на сателитните колела. Вътрешните ламели (тъмно оцветени на изображението по-горе) се захващат с вътрешните зъби в зъбите на полуоските. Външните зъби на външните ламели влизат в надлъжните канали на корпуса на диференциала. Това означава, че външните ламели не могат да се въртят.
При шофиране направо коронното колело и задвижващият вал се въртят с еднаква скорост, така че няма триене. Когато едно от колелата има твърде малко сцепление и поради това се върти по-бързо от другото колело, възниква разлика в скоростта между коничните повърхности на притискащия пръстен. Притискащият пръстен се притиска към ламелите и се създава зависим от натоварването момент на триене между външните ламели (които са блокирани от корпуса на диференциала) и бързо въртящите се вътрешни ламели, които са свързани към задвижващия вал.
По-модерните системи с електронно управление са доразвити върху системите за самозаключване. След това описаните по-горе притискащи пръстени, налични в самозаключващите се системи, се заменят с хидравлично работещи пръстеновидни цилиндри. Многодисковите съединители се управляват с помощта на електроника.
Торсен диференциал
Диференциалът на Torsen („торсен“ е съкращение от „разпознаване на въртящия момент“, в свободен превод: „усещане за въртящ момент“) по принцип е симетричен диференциал. Когато двата изходни вала се въртят с еднаква честота на въртене, задвижващите моменти в тези валове са равни. Ако по някаква причина възникне диференциално действие, задвижващият момент към по-бързо въртящия се изходящ вал намалява и към по-бавно въртящия се вал. Тук също по принцип се създава момент на вътрешно триене, който от една страна намалява изходния въртящ момент и от друга страна увеличава изходящия въртящ момент. Работата се основава на самозаключващото се поведение на червячната трансмисия, което се създава чрез избор на правилния ъгъл на наклон на тези зъбни колела.
Диференциалът на моста на снимката по-долу е завинтен към зъбния венец. Валовете на червячната предавка са монтирани в корпуса на диференциала. Червячните зъбни колела, които са свързани две по две с цилиндрични зъбни колела, могат да се въртят свободно около осите си.
Монтирани са три комплекта от по две червячни предавки. Едно червячно зъбно колело от всеки комплект се зацепва с червяка, който е закрепен на задвижващия вал на колелото към дясното колело; другата червячна предавка се зацепва с червея на задвижващия вал на колелото към лявото колело.
При движение направо (напред или назад), когато няма диференциално действие, двете оси се въртят с еднаква скорост. Корпусът на диференциала носи червячните зъбни колела, които от своя страна задвижват червяците със задвижващите валове на колелата. И двете червячни предавки искат да се въртят в една и съща посока поради тяхната стъпка, което не е възможно поради съединяването с цилиндрични зъбни колела. Диференциалът вече се върти като един блок и осигурява симетрично разпределение на въртящия момент (50% – 50%).
Ако възникне диференциален ефект, например при шофиране през завой, или ако едното колело се приплъзне, единият червей ще се върти по-бързо, а другият червей по-бавно от корпуса на диференциала. Сега към по-бавно въртящото се колело се подава по-голям въртящ момент, отколкото към по-бързо въртящото се колело. По-бързо въртящият се червей задвижва съответното червячно зъбно колело и по този начин червячното зъбно колело, което задвижва червея към по-бавно въртящото се колело. Въртящият момент към по-бавно въртящото се колело се увеличава допълнително от частично самозаключващия ефект на задвижването през червячната предавка в посоката на червея. Чрез избора на правилния ъгъл на наклон на червея може да се получи желаното разпределение на въртящия момент, тук стойността на блокиране.
Диференциалът на Torsen не оказва влияние върху която и да е функция на ABS, тъй като ефектът на блокиране възниква само при натоварване, т.е. когато газта е ускорена.
Особено при състезания, при дрифт, диференциала е блокиран. Ако това не е технически възможно при определени автомобили, сателитното колело се заварява към слънчевите колела. По този евтин начин диференциала винаги е блокиран. Недостатъкът е, че вече почти не може да се кара по обществени пътища, защото колелото, което има най-ниска скорост в завои, ще започне да буксува. Вероятността от дефекти по полуоските и CV шарнирите също е по-голяма.
Друг начин е да се намеси ESP (Electronic Stability Program). Тази система спира плъзгащото се колело, като задейства за кратко спирачния апарат. Чрез спиране на плъзгащото се колело автоматично ще се прехвърли повече сила към другото колело чрез работата на диференциала. По този начин този недостатък също е елиминиран. Това понякога се нарича също електронна работа на диференциала с ограничено приплъзване.
Поддръжка и дефекти на диференциала:
В наши дни диференциалът често съдържа „доживотно масло“. Производителят посочва, че маслото не трябва да се сменя периодично. Някои производители посочват интервал на смяна на определен брой километри. Този срок не може да бъде превишаван. Също така е добре да се сменя от време на време маслото за диференциали с доживотно масло. Всяко масло влиза в контакт с кислород и преминава през процес на окисление. Смазващият ефект намалява. Ето защо е добре това масло да се сменя на определен пробег (например 150.000 XNUMX км).
Дефектните диференциали, където лагерите са дефектни или пространството на колелото на короната-пиньон не е наред, ще направят много шум в задвижването. Диференциалите обикновено могат да бъдат ремонтирани. По време на основния ремонт се измерват зъбните повърхности на зъбното колело и зъбното колело и се сменят лагерите. Ако зъбните повърхности са износени твърде много, частите ще трябва да бъдат заменени. Смяната на короната често е много скъпа.
Регулиране на предварителното натоварване на диференциалния лагер:
Лагерите в диференциала трябва да бъдат монтирани при определено предварително натоварване. Тази стойност се определя от производителя на диференциала. Ако предварителното натоварване е твърде ниско или твърде високо, лагерът може да се повреди с времето. Помислете за твърде голямо аксиално натоварване, което може да доведе до прекалено нагряване на лагера. При основен ремонт на диференциала или смяна на лагерите предварителното натоварване винаги трябва да се проверява и регулира, ако е необходимо. Чрез измерване може да се определи каква дебелина трябва да бъде пръстенът за пълнене (между лагера и държача на уплътнението).
По-долу са дадени примери за измерванията, които трябва да се извършат.
Разстоянието между външната страна на корпуса на скоростната кутия и лагера трябва да се измери с дълбокомер. Измерената стойност на снимката е 12 мм.
С този дълбокомер може да се измери и височината на рамото на държача на масленото уплътнение. Стойността, измерена на снимката, е 10,0 мм.
По време на монтажа рамото на държача на масленото уплътнение е монтирано в корпуса на диференциала. Чрез изваждане на двете току-що измерени стойности се определя разстоянието между диференциалния лагер и рамото на държача на уплътнението: Дълбочина – височина = 12,0 0 mm – 10,00 mm = 2 mm.
Ако между лагера на диференциала и държача на уплътнението се постави подложка от 2 mm, лагерът ще бъде монтиран без напрежение.
Разбира се, това не е намерението; ще трябва да се постави по-дебела подложка за монтиране на лагера под напрежение. Предварителното натоварване е предписано от производителя. Това може да бъде например 0,25 mm.
Подложката, която трябва да се постави в този случай, е измереното разстояние + предварителното натоварване, така че; 2 мм + 0,25 мм = 2,25 мм. Когато е поставена подложка с дебелина 2,25 мм, предварителното натоварване е правилно настроено. Подходящият уплътнителен пръстен трябва да се намери в контейнер с различни размери уплътнителни пръстени. Правилната шайба може да се намери с винтов габарит.
На изображението по-долу можете да видите, че подложката е с дебелина 2,25 мм. Така че това е правилната подложка. Повече информация за измерване с микрометър можете да намерите на страницата “Механични измервателни инструменти".
Измерванията на дълбочината на лагера и височината на рамото на държача на уплътнението в изображенията по-горе бяха направени с дълбокомер. Тези измервания обаче могат да се извършат и с циферблатен индикатор. Обяснение относно измерването със циферблатния индикатор е дадено и на страница „Механични измервателни инструменти".
Показанията в изображенията по-долу не отговарят на измерванията по-горе. Снимките също са много размазани. Те скоро ще бъдат заменени от нови изображения, които показват правилно измерванията.
Стойностите на циферблата и дълбокомера трябва да съвпадат. По принцип няма значение кой инструмент се използва за извършване на измерването, при условие че са налични и двата измервателни инструмента. Например по време на практически изпит може да се окаже, че е наличен само един вид измервателен уред. Ето защо е важно да можете да използвате всички инструменти за измерване; дебеломерът, микрометърът и циферблатният индикатор.
