denekler:
- Genel
- Taç pinyon çarkı
- Diferansiyelin çalışması
- Diferansiyelin dezavantajları
- Ayna dişlisinin ayarlanması
- LSD (Sınırlı Küresel Diferansiyel)
- Torsen diferansiyeli
- Diferansiyelin bakımı ve kusurları
- Diferansiyel yatağı ön yükünü ayarlayın
Genel:
Kardan olarak da adlandırılan diferansiyel, tahrikte hız farkını mümkün kılar. Bu sayfada yalnızca diferansiyel terimi kullanılmaktadır.
Viraj alırken bir tekerlek diğerine göre daha fazla devir yapar. Bu nedenle, bir araba sola dönüş yaptığında (aşağıdaki resimdeki gibi), sağ tekerlekler sol tekerleklere göre daha fazla devir yapacaktır (r1 > r2). Yani hız farkı var. Bir diferansiyel bunun mümkün olmasını sağlar.
Önden çekişli araçlarda diferansiyel vites kutusundadır. Arkadan çekişli araçlarda bu, arka aksta, arka tekerleklerin arasında bulunur. Daha sonra bir kardan mili vites kutusundan arkaya, diferansiyele doğru ilerler.
Aşağıdaki resim arkadan çekişli bir arabaya aittir. Şanzıman ile diferansiyel (kardan) arasındaki mile kardan mili veya ara mil adı verilir. Bu sayfada ayrı olarak açıklanmıştır kardan mili. Arka tekerlekleri hareket ettiren diferansiyele monte edilmiş iki tahrik mili vardır.
Taç pinyon çarkı:
Diferansiyeldeki taç pinyon çarkından ayrıca bahsedilmiştir çünkü bu parçaların işten sonra çok hassas bir şekilde ayarlanması gerekir. Pinyon çarkı pervane miline bağlanmıştır. Motor ve dişli kutusu pervane şaftını tahrik eder ve pinyon çarkı ayna dişlisini tahrik eder. Taç ve pinyon çarkı arasındaki ayar çok uzmanlık isteyen bir iştir. Dişlilerin fabrika verileri ve ölçüm/ayar ekipmanı kullanılarak birbirine ayarlanması gerekir. Doğru ayarlama, en az gürültü oluşumunu ve en uzun kullanım ömrünü garanti eder.
Diferansiyelin çalışması:
Ayna dişlisi 1 motor/şanzımandan gelen pinyon dişlisi tarafından tahrik edilir. Düz ileri giderken tahrik milleri 2 ve 3 aynı hızda dönecek ve uydu çarkı 4 kendi ekseni etrafında dönmeyecektir.
Bu görüntüde sol tahrik mili sabittir. Bunun nedeni sol tekerleğin asfaltta, sağ tekerleğin ise asfaltsız yolda olmasından kaynaklanıyor olabilir. Bu durumda toprak yoldaki tekerlek dönecektir.
Uydu çarkı artık kendi ekseni üzerinde dönmektedir ve tüm itici güç sağ tahrik miline yerleştirilmiştir. Soldaki artık sabittir. Benzer bir durum bir virajdan geçerken de ortaya çıkar, bir tarafta lastik basıncı daha düşüktür, lastik profilleri büyük ölçüde farklılık gösterir ve yol yüzeyi tamamen düz değildir.
Diferansiyelin dezavantajları:
Diferansiyelin tekerlekler arasında hız farkına izin vermesi de bazı durumlarda büyük bir dezavantajdır. Tahrikli tekerleklerden biri kavramayı kaybettiğinde tüm çekiş kaybolur. Bir arabanın 1 tekerleği asfaltta ve 1 tekerleği çamurda olduğunda, çamurdaki tekerlek %1 hareket edecek ve asfalttaki tekerlek (en fazla kavramaya sahip) sabit kalacaktır. Bunun nedeni, uydu tekerleğinin hızlı dönmesi ve en az dirence sahip tekerleğin en fazla ilerlemesi olacaktır.
Ayna dişlisinin ayarlanması:
Taç ve pinyon dişlilerin temas yüzeylerinin yüksekliği ve mesafesi ayarlanabilmektedir. Resimler yanlış ayarlamanın sonuçlarını göstermektedir.
Ayna dişlisinin çeyrek tur boyunca özel gresle (yağda çözünen) yağlanmasıyla ayna dişlisi ile pinyon dişlisi arasındaki yatak yüzeyi belirlenebilir. Pinyon çarkını birkaç tur ileri geri çevirerek destek yüzeyi netleşir (resimlere bakın). Birkaç kez ayarlayıp çevirerek tamamı ideal destek yüzeyine ayarlanabilir.
Tahrikteki yükün aynı zamanda destek yüzeyinin kaymasına da neden olduğu dikkate alınmalıdır. Yük arttıkça dayanma yüzeyi taç çarkının daha fazla dışına doğru hareket eder (sağ üstteki resim). Hafif yükler altında dayanma yüzeyi daha fazla içe doğru hareket eder. Ayarlama yapılırken destek yüzeyi ortada olmalıdır. Boyutlar için daima fabrika verilerine bakın.
Yanlış bir ayar, sürücüde ıslık sesi veya cızırtı sesi gibi (bazen aşırı derecede) çok fazla gürültüye neden olur. Aşınma da artacaktır. Örneğin, diferansiyel birkaç bin kilometreden sonra dikkatsiz (veya hiç ayar yapılmaması) nedeniyle arızalanabilir. Tabii bunun öncesinde büyük bir gürültü vardı.
LSD (Sınırlı Kaymalı Diferansiyel)
Yukarıdaki durumu önlemek için bazı durumlarda diferansiyelin çalışmasının (kısmen) devre dışı bırakılması yararlı olur. Buna engelleme denir. Diferansiyel kilitlendiğinde her iki akstaki tahrik aynıdır. Uydu çarkı durdurulur veya her iki güneş çarkı birbirine bağlanır. Çok plakalı kaplinler, viskoz kaplinler ve tırnaklı kaplinlerle ilgili çeşitli gelişmeler mevcuttur.
Aşağıdaki resimde bir LSD (Sınırlı Kayma Diferansiyeli) gösterilmektedir. Bu, artan iç sürtünmeye sahip bir diferansiyeldir. Yarım aksların konik güneş tekerleklerinin dış düz yüzeyleri ile diferansiyel mahfazası arasına çok plakalı kavramalar yerleştirilir.
LSD'deki basınç halkaları bir yandan diferansiyel mahfazaya bağlanır, diğer yandan eksenel olarak hareket ettirilebilir. Uydu tekerleklerinin dışbükey şekli nedeniyle basınç halkaları iç kısımda kama şeklindedir. İç çıtalar (yukarıdaki resimde koyu renklidir) aks millerinin dişlerindeki iç dişlere geçer. Dış çıtaların dış dişleri, diferansiyel mahfazasının uzunlamasına oyuklarına geçer. Bu, dış çıtaların dönemediği anlamına gelir.
Düz ileri sürüş sırasında ayna dişlisi ve tahrik mili aynı hızda döner, dolayısıyla sürtünme olmaz. Tekerleklerden birinin kavraması çok az olduğundan diğer tekerleğe göre daha hızlı döndüğünde, baskı halkasının konik yüzeyleri arasında hız farkı oluşur. Basınç halkası çıtalara doğru bastırılır ve (diferansiyel mahfazası tarafından bloke edilen) dış çıtalar ile tahrik miline bağlı hızla dönen iç çıtalar arasında yüke bağlı bir sürtünme momenti oluşturulur.
Daha modern elektronik kontrollü sistemler, kendinden kilitlemeli sistemler üzerinde daha da geliştirilmiştir. Kendiliğinden kilitlenen sistemlerde bulunan, daha önce açıklanan basınç halkalarının yerini hidrolik olarak çalışan halka silindirleri alır. Çok plakalı kavramalar elektronik kullanılarak çalıştırılır.
Torsen diferansiyeli
Torsen diferansiyeli ("torsen", "tork algılama" kelimesinin kısaltılmış halidir, gevşek bir şekilde tercüme edilir: "tork hissi") prensipte simetrik bir diferansiyeldir. Her iki çıkış mili aynı dönme frekansında döndüğünde, bu millerdeki tahrik torkları eşittir. Herhangi bir nedenle diferansiyel etki meydana gelirse, daha hızlı dönen çıkış miline ve daha yavaş dönen mile giden tahrik torku azalır. Burada da prensip olarak bir yandan çıkış torkunu azaltan, diğer yandan çıkış torkunu artıran bir iç sürtünme momenti yaratılır. Çalışma, bu dişlilerin doğru eğim açısının seçilmesiyle oluşturulan sonsuz dişli transmisyonunun kendiliğinden kilitleme davranışına dayanmaktadır.
Aşağıdaki resimde görülen aks diferansiyeli çember dişlisine cıvatalanmıştır. Sonsuz dişli milleri diferansiyel mahfazasına monte edilmiştir. Silindirik dişlilerle ikişer ikişer birbirine bağlanan sonsuz dişliler, eksenleri etrafında serbestçe dönebilmektedir.
Her biri iki sonsuz dişliden oluşan üç takım monte edilmiştir. Her setten bir sonsuz dişli, tekerlek tahrik mili üzerinde sağ tekerleğe giden sonsuz dişliye geçer; diğer sonsuz dişli, sol tekerleğe giden tekerlek tahrik milindeki sonsuz dişliye geçer.
Düz sürüş sırasında (ileri veya geri), diferansiyel hareket olmadığında her iki aks da aynı hızda döner. Diferansiyel mahfazası sonsuz dişlileri taşır ve bu dişliler de tekerlek tahrik milleriyle sonsuz dişlileri çalıştırır. Her iki sonsuz dişli de hatvelerinden dolayı aynı yönde dönmek isterler, bu ise silindirik dişlilerle bağlantı nedeniyle mümkün değildir. Diferansiyel artık tek blok olarak dönüyor ve simetrik bir tork dağılımı sağlıyor (%50 – %50).
Örneğin bir virajdan geçerken bir diferansiyel etki meydana gelirse veya tekerleklerden biri kayarsa, bir sonsuz vida diferansiyel yuvasına göre daha hızlı dönecek ve diğer sonsuz vida daha yavaş dönecektir. Artık daha yavaş dönen tekerleğe, daha hızlı dönen tekerleğe göre daha büyük bir tork sağlanıyor. Daha hızlı dönen sonsuz dişli, karşılık gelen sonsuz dişliyi ve dolayısıyla sonsuz dişliyi daha yavaş dönen tekerleğe yönlendiren sonsuz dişliyi tahrik eder. Daha yavaş dönen tekerleğe uygulanan tork, sonsuz dişli boyunca sonsuz dişli yönünde tahrikin kısmen kendinden kilitleme etkisi ile ek olarak arttırılır. Solucan üzerinde doğru adım açısını seçerek istenen tork dağılımı, burada engelleme değeri elde edilebilir.
Torsen diferansiyelinin herhangi bir ABS işlevi üzerinde etkisi yoktur, çünkü kilitleme etkisi yalnızca yük altında, yani gaz pedalına basıldığında meydana gelir.
Özellikle yarışlarda drift yaparken diferansiyel kilitlenir. Bazı otomobillerde bu teknik olarak mümkün değilse uydu çarkı güneş çarklarına kaynak yapılır. Bu ucuz yöntemle diferansiyel her zaman kilitli kalır. Dezavantajı ise artık kamuya açık yollarda pek sürülememesidir çünkü virajlarda en düşük hıza sahip olan tekerlek kaymaya başlayacaktır. Tahrik milleri ve CV mafsallarındaki kusurların olasılığı da daha yüksektir.
Diğer bir yol ise ESP'nin (Elektronik Stabilite Programı) müdahale etmesini sağlamaktır. Bu sistem, fren kaliperini kısa süreliğine devreye sokarak kayan tekerleği frenler. Kayan tekerleğin frenlenmesiyle, diferansiyelin çalışmasıyla otomatik olarak diğer tekerleğe daha fazla güç aktarılacaktır. Böylece bu dezavantaj da ortadan kalkmış oldu. Buna bazen elektronik sınırlı kaymalı diferansiyel işlemi de denir.
Diferansiyelin bakımı ve kusurları:
Günümüzde bir diferansiyel sıklıkla “ömür boyu yağ” içermektedir. Üretici, yağın periyodik olarak değiştirilmesine gerek olmadığını belirtiyor. Bazı üreticiler belirli sayıda kilometrede bir boşaltma aralığı belirtir. Bu süre aşılamaz. Ömür boyu yağa sahip diferansiyellerde yağın ara sıra değiştirilmesi de iyidir. Her yağ oksijenle temas eder ve oksidasyon sürecine girer. Yağlama etkisi azalır. Bu nedenle belli bir kilometrede (örneğin 150.000 km) bu yağı değiştirmek iyi olur.
Rulmanların arızalı olduğu veya ayna-pinyon çarkındaki boşluğun düzgün olmadığı arızalı diferansiyeller, tahrikte çok fazla ses çıkaracaktır. Diferansiyeller genellikle elden geçirilebilir. Revizyon sırasında taç ve pinyon dişlisinin diş yüzeyleri ölçülür ve yataklar değiştirilir. Diş yüzeyleri çok fazla aşınmışsa parçaların değiştirilmesi gerekecektir. Ayna dişlisinin değiştirilmesi genellikle çok pahalıdır.
Diferansiyel yatağı ön yükünün ayarlanması:
Diferansiyeldeki yatakların belirli bir ön yük altında monte edilmesi gerekir. Bu değer diferansiyel üreticisi tarafından belirlenir. Ön yük çok düşük veya çok yüksekse rulman zamanla arızalanabilir. Rulmanın çok ısınmasına neden olabilecek çok yüksek eksenel yükü göz önünde bulundurun. Diferansiyelin bakımı yapılırken veya yataklar değiştirilirken ön yük daima kontrol edilmeli ve gerekirse ayarlanmalıdır. Ölçümler yapılarak doldurma halkasının (yatak ile conta tutucusu arasında) ne kadar kalınlıkta olması gerektiği belirlenebilir.
Aşağıda yapılması gereken ölçümlere örnekler verilmiştir.
Şanzıman mahfazasının dış kısmı ile yatak arasındaki mesafe bir derinlik mastarı ile ölçülmelidir. Fotoğrafta ölçülen değer 12 mm'dir.
Bu derinlik ölçer ile yağ keçesi tutucusunun omuz yüksekliği de ölçülebilir. Fotoğrafta ölçülen değer 10,0 mm'dir.
Montaj sırasında yağ keçesi tutucusunun omuzu diferansiyel mahfazasına monte edilir. Az önce ölçülen iki değer çıkarılarak diferansiyel yatağı ile conta tutucunun omuzu arasındaki mesafe belirlenir: Derinlik – yükseklik = 12,0 0mm – 10,00 mm = 2 mm.
Diferansiyel yatağı ile conta tutucu arasına 2 mm'lik şim konursa rulman gerilimsiz olarak monte edilir.
Elbette niyet bu değil; Yatağı gerilim altında monte etmek için daha kalın bir altlığın yerleştirilmesi gerekecektir. Ön yükleme üretici tarafından belirlenir. Bu örneğin 0,25 mm olabilir.
Bu durumda yerleştirilmesi gereken şim, ölçülen mesafe + ön yüktür, yani; 2 mm + 0,25 mm = 2,25 mm. 2,25 mm kalınlığındaki şim yerleştirildiğinde ön yük doğru şekilde ayarlanmış olur. Uygun ayar halkası, farklı boyutlarda ayar halkası bulunan bir kapta bulunmalıdır. Doğru rondela bir vida göstergesiyle bulunabilir.
Aşağıdaki resimde altlığın 2,25 mm kalınlığa sahip olduğunu görebilirsiniz. Yani bu doğru şim. Mikrometre ile ölçüm hakkında daha fazla bilgiyi “sayfada bulabilirsiniz”Mekanik ölçüm araçları".
Yukarıdaki görsellerde rulmanın derinliği ve conta tutucunun omuz yüksekliği ölçümleri derinlik mastarı ile yapılmıştır. Ancak bu ölçümler kadranlı göstergeyle de yapılabilir. İbreli gösterge ile ölçüm yapılmasına ilişkin açıklamalar da sayfada yer almaktadır.Mekanik ölçüm araçları".
Aşağıdaki resimlerdeki okumalar yukarıdaki ölçümlere uymuyor. Fotoğraflar da çok bulanık. Yakında bunların yerini, ölçümleri doğru şekilde görüntüleyen yeni görüntüler alacak.
Kadran göstergesinin ve derinlik göstergesinin değerleri eşleşmelidir. Prensip olarak, her iki ölçme aletinin de mevcut olması koşuluyla, ölçümü gerçekleştirmek için hangi aletin kullanıldığı önemli değildir. Örneğin, uygulamalı bir sınav sırasında yalnızca tek tip bir ölçme aracının kullanıma sunulması mümkündür. Bu nedenle tüm ölçüm araçlarını kullanabilmek önemlidir; kumpas, mikrometre ve kadran göstergesi.
