Autodiferentsiaal: seade, talitlushäired ja valikumeetod
Sisu
Täisväärtuslike maasturite, mõne krossoveri ja nelikveoliste linnaautode tehnilises dokumentatsioonis on fraas „diferentsiaalilukk“. Mõelgem välja, mis see on, mis on selle eesmärk autos, kuidas see töötab ja ka see, kuidas valida ebaõnnestunud asendamiseks uus.
Mis on masina diferentsiaal
Diferentsiaal autos on jõuülekande element. See tagab veorataste iseseisva pöörlemise, kuid edastab samal ajal kõigile neile sama pöördemomendi.
See element on eriti oluline auto stabiilsuse jaoks kurvides. Füüsikast teame, et pööramisel läbib poolringi siseküljel olev ratas lühemat rada kui ratta ringjoone väliskülg. Vedavate rataste puhul pole seda üldse tunda.
Mis puutub veoratastesse, siis kui käigukastil poleks diferentsiaali, kaotaks ükski auto pöörete ajal oluliselt stabiilsuse. Probleemiks on see, et haarde säilitamiseks peavad välis- ja siserattad kurvides pöörlema erineva kiirusega. Muidu libiseks või libiseks üks ratastest.
Diferentsiaal on paigaldatud veoteljele. Neljarattaveoliste sõidukite puhul (maastur või 4x4 klass) on see mehhanism saadaval kõigil telgedel.
Mõnes autos keevitatakse diferentsiaal spetsiaalselt selleks, et auto triiviks. Selle näiteks on keevitatud diferentsiaaliga kaherattalised ralliautod. Regulaarseks linnasõiduks on siiski parem kasutada tehase diferentsiaali või, nagu seda ka nimetatakse, avatud diferentsiaali.
Diferentsiaalajalugu ja eesmärk
Diferentsiaali disain ilmnes peaaegu samaaegselt sisepõlemismootoriga varustatud sõidukite tootmise alustamisega. Vahe oli vaid paar aastat.
Esimesed autod olid ümber nurkade nii ebastabiilsed, et insenerid pidid mõtlema, kuidas sama tõukejõud veoratastele üle kanda, kuid samal ajal teha need nii, et nad saaksid kurvidel erineva kiirusega pöörelda.
Kuigi ei saa öelda, et mehhanism ise töötati välja pärast sisepõlemismootoriga autode ilmumist. Fakt on see, et esimeste autode juhitavuse lahendamiseks laenati arendus, mida varem oli kasutatud auruvagunitel.
Mehhanismi ise töötas välja insener Prantsusmaalt - Onesifor Pekker 1825. aastal. Ferdinand Porsche jätkas autos libiseva ratta tööd. Tema ettevõtte ja ZF AG (Friedrichshafen) koostöös töötati välja nukk-diferentsiaal (1935).
LSD diferentsiaalide massiline kasutamine algas 1956. aastal. Seda tehnoloogiat kasutasid kõik autotootjad, kuna see avas neljarattalistele sõidukitele uusi võimalusi.
Diferentsiaalseade
Diferentsiaal põhines planetaarsel käigukastil. Lihtne käigukast koosneb kahest käigust, millel on erinev arv sama suurusega hambaid (konstantse võrgusilma jaoks).
Kui suurem käik pöörleb, teeb väiksem ümber oma telje rohkem pöördeid. Planetaarne modifikatsioon tagab mitte ainult pöördemomendi ülekande veoteljele, vaid muudab selle ka nii, et veetavate ja veetavate võllide kiirused on erinevad. Lisaks tavalisele käigukastile planetaarkäigukastides kasutatakse mitut täiendavat elementi, mis toimivad kolme peamisega.
Diferentsiaal kasutab ära kogu planeetkäigukasti potentsiaali. Tulenevalt asjaolust, et sellisel mehhanismil on kaks vabadusastet ja see võimaldab teil muuta ülekandearvu, on sellised mehhanismid osutunud tõhusaks erineval kiirusel pöörlevate veorataste stabiilsuse tagamiseks.
Diferentsiaalseade sisaldab:
- Diferentsiaalkorpus või tass. Selles on fikseeritud kogu planetaarülekanne ja hammasrattad;
- Semiksixi käigud (kõige sagedamini kasutatakse päikesetüüpi). Saate satelliitidelt pöördemomenti ja edastate seda veoratastele;
- Peaülekande ajamid ja ajamid;
- Satelliidid. Need toimivad planeetide hammasratastena. Kui auto on sõiduauto, siis on ühes mehhanismis kaks sellist osa. Maasturites ja veoautodes on planeetülekandel 4 satelliiti.
Diferentsiaalse töö skeem
Selliseid mehhanisme on kahte tüüpi - sümmeetriline ja asümmeetriline diferentsiaal. Esimene modifikatsioon on võimeline edastama pöördemomenti telje võlli võrdselt. Vedavate rataste nurkkiirused ei mõjuta nende tööd.
Teine modifikatsioon võimaldab reguleerida veotelje rataste vahelist pöördemomenti, kui need hakkavad erineval kiirusel pöörlema. Sageli paigaldatakse selline diferentsiaal nelikveolise sõiduki telgede vahele.
Lisateave diferentsiaali töörežiimide kohta. Mehhanism töötab sellistes olukordades erinevalt:
- Auto läheb otse;
- Auto teeb manöövrit;
- Vedavad rattad hakkavad libisema.
Diferentsiaal töötab nii:
Otse liikumisega
Kui auto läheb otse, on satelliidid lihtsalt teljevahendite ühenduslüliks. Auto rattad pöörlevad sama kiirusega, nii et tass pöörleb nagu üks toru, mis ühendab mõlemat telje võlli.
Pöördemoment jaotub kahe ratta vahel ühtlaselt. Ratta pöörded vastavad hammasratta pööretele.
Pööramisel
Kui masin manööverdab, teeb välimise pöörderaadiusega ratas rohkem pöördeid kui sisemise pöörderaadiusega. Sisemine ratas kogeb suurt vastupanu, kuna välimise ratta pöördemoment suureneb ja tee takistab selle pöörlemist sobival kiirusel.
Sellisel juhul tulevad mängu satelliidid. Sisetelje võlli hammasratas aeglustub, mille tõttu tassi planeetülekanne hakkab pöörlema vastassuunas. See mehhanism võimaldab teil säilitada auto stabiilsust ka tihedatel ja tihedatel pööretel. Samuti hoiab see ära aeglustuva ratta liigse rehvide kulumise.
Libisemisel
Kolmas olukord, kus diferentsiaal on kasulik, on rataste libisemine. See juhtub näiteks siis, kui auto satub mudasse või liigub jääl. Selles režiimis töötab diferentsiaal hoopis teisel põhimõttel kui kurvides.
Fakt on see, et libisemisel hakkab riputatud ratas vabalt pöörlema, mis viib ratta pöördemomendi kadumiseni, millel on teepinnaga piisav haardumine. Kui diferentsiaal töötaks kurvirežiimis, sattudes mudasse või jäässe, peatuks auto üldse, kuna veojõud kaoks täielikult.
Selle probleemi kõrvaldamiseks on insenerid välja töötanud piiratud libisemisega diferentsiaali. Tema tööst räägime veidi hiljem. Esiteks tasub kaaluda diferentsiaalide olemasolevaid modifikatsioone ja nende erinevusi.
Diferentsiaalitüübid
Kui autol on üks veotelg, siis on see varustatud risttelje diferentsiaaliga. Nelikveoline sõiduk kasutab keskdiferentsiaali. Esiveolistel autodel nimetatakse seda mehhanismi ka esidiferentsiaaliks ja tagaveoliste autode mudeleid tagumiseks diferentsiaaliks.
Need mehhanismid jagunevad käikude tüübi järgi kolme kategooriasse:
- Kaldus diferentsiaal;
- Ussiülekande diferentsiaal;
- Silindriline diferentsiaal.
Need erinevad omavahel pea- ja telgrataste kuju järgi. Koonilised modifikatsioonid on paigaldatud esi- ja tagaveolistele sõidukitele. Nelikveolistes mudelites kasutatakse silindrilisi ja ussülekanded sobivad igat tüüpi ülekanneteks.
Sõltuvalt auto mudelist ja teeoludest, milles sõidukit kasutatakse, on kasulikud järgmist tüüpi diferentsiaalid:
- Mehaaniline blokeering;
- Iselukustuv diferentsiaal;
- Elektriline blokeerimine.
Mehaaniliselt lukustatud diferentsiaalid
Selle modifikatsiooni korral blokeerib satelliidid juht ise rataste spetsiaalsete lülitite abil. Kui masin on sirgjooneline või pöörleb, töötab diferentsiaal normaalselt.
Niipea kui auto satub ebastabiilse pinnaga teele, näiteks sõidab mudaga või lumise teega metsa, liigutab juht hoovad soovitud asendisse, nii et satelliidid blokeeritakse.
Selles režiimis ei tööta planetaarülekanne ja auto on põhimõtteliselt ilma diferentsiaalita. Kõik veorattad pöörlevad sama kiirusega, mis väldib libisemist, ja kõigi rataste puhul hoitakse veojõudu.
Sellistel mehhanismidel on lihtsam seade ja need on paigaldatud mõnele eelarvelisele linnamaasturile, näiteks kodumaistele UAZ-idele. Kuna aeglaselt läbi muda sõites ei kulu rehvid ülemäära, ei kahjusta see disain auto rehve.
Piiratud libisemisdiferentsiaal
Selles kategoorias on mitut tüüpi mehhanisme. Selliste seadmete näited on:
- LSD. Sellistes käigukastides lukustatakse satelliidid automaatselt ühe telje võlli ülemäära suure pöörlemisega. See hoiab ära stabiilse ratta veojõu kaotamise;
- Viskoosne sidur. Nendes erinevustes kasutatakse viskoosset silikoonil põhinevat ainet. Jahedas olekus jääb see vedelasse olekusse. Niipea, kui see hakkab kuumenema ja segunema, muutuvad aine omadused ja see omandab kleepuva struktuuri, mis suurendab selle viskoossust. See omadus suureneb teljevõlli pöörlemiserinevuse suurenemisega. Viskoossetel siduritel on mitmeid olulisi puudusi. Esiteks ei remondita neid. Kui aine kaotab oma omadused, tuleb kogu plokk välja vahetada. Teiseks, blokeerimine toimub tugeva rataste libisemise korral, nii et auto ei tule maastikutingimustega alati tõhusalt toime. Nendele puudustele vaatamata on mehhanism eelarvehinna poolest erinev. Enamik odavaid crossovere on varustatud just selliste diferentsiaalidega.
- Torsen. Torso kasutab ussilukku. Kui ühe telje võlli pöördemomendi koefitsient suureneb või väheneb teise teljevõlli suhtes, aktiveeritakse lukk. Seda tehnoloogiat kasutatakse näiteks Audi sõidukites. Seadet võib liigitada ka mehaaniliselt blokeeritud mehhanismiks. Seda peetakse igat tüüpi diferentsiaalidest kõige usaldusväärsemaks ja seda eristab selle lihtsus. Sel põhjusel on need kallid.
Elektriline blokeerimine
Sellised erinevused on seotud sõiduki elektroonikaga. Neid peetakse kõige kallimateks, kuna neil on keeruline struktuur ja blokeeriv ajam. See mehhanism on seotud sõiduki ECU-ga, mis saab andmeid rataste pöörlemist jälgivatelt süsteemidelt, näiteks ABS. Mõnes sõidukis saab automaatse lukustamise blokeerida. Selleks on juhtpaneelil spetsiaalne nupp.
Elektrooniliste valikute eeliseks on see, et need võimaldavad teil määrata mitu blokeerimisastet. Selliste mehhanismide pluss on veel see, et need aitavad suurepäraselt ülejuhtimisega toime tulla. Sellistes mudelites rakendatakse pöördemomenti teljekäigule, mis pöörleb väiksemal kiirusel.
Lisateavet diferentsiaaliluku kohta
Igal risttelje diferentsiaalil on märkimisväärne puudus - pöördemoment antakse automaatselt rattale, mis pöörleb tugevamalt. Seetõttu kaotab piisava veojõuga teine ratas haarduvuse. Sel põhjusel ei paku selline käigukast võimalust iseseisvalt mudast või lumehangest välja tulla.
Nagu varem mainitud, lahendatakse probleem satelliitide blokeerimisega. Blokeerimisrežiime on kaks:
- Täielik blokeerimine toimub tänu sellele, et kõik käigukasti elemendid on jäigalt ühendatud. See tagab parima haarduvusega ratta piisava pöördemomendi;
- Osaline blokeerimine on võimalik blokeerimisteguri muutmisega. Kui auto sõidab sirgjooneliselt, on see tegur 1. Niipea, kui satelliidid on sümmeetrilises diferentsiaalis lukus, muutub see tegur 3-lt 5-le. Sel juhul pöörlev ratas jätkab pöörlemist, kuid see saab vähem pöördemomenti.
Siin on video, miks diferentsiaal blokeeritakse:
Diferentsiaalsed talitlushäired
Arvestades, et mis tahes diferentsiaali kujundamisel kasutatakse hammasrataste ja telgede vastastikust mõju, on selline mehhanism vastuvõtlik kiirele kulumisele ja purunemisele. Planeetimehhanismi elemendid on tõsise koormuse all, seetõttu ilma nõuetekohase hooldamiseta ebaõnnestuvad need kiiresti.
Kuigi hammasrattad on valmistatud vastupidavatest materjalidest, tasub mehhanismil tähelepanu pöörata, kui sõidu ajal on suurenenud müra, koputused ja vibratsioon, mida varem polnud. Samuti on murettekitav hetk määrdeaine leke. Kõige hullem, kui mehhanism on kinni kiilunud. Nõuetekohase hoolduse korral juhtub seda harva.
Kui käigukasti korpusest ilmub õlileke, peate pöörduma autoteeninduse poole. Sõlme saate ise kontrollida. Lisaks visuaalsele kontrollile pärast reisi saate käigukastis kontrollida õli temperatuuri. Mehhanismi normaalse töö ajal on see näitaja umbes 60 kraadi. Kui diferentsiaal soojeneb palju rohkem, peaksite küsima spetsialisti nõu.
Määrdeaine taset ja kvaliteeti tuleks kontrollida osana tavapärasest hooldusest. Iga jõuülekandeõli tootja kehtestab oma asendamise eeskirjad. Ärge ignoreerige seda soovitust, kuna õli võib sisaldada väikesi abrasiivseid osakesi, mis kahjustavad hammasratta hambaid, samuti hävitavad õlikilet, mis hoiab ära metallosade hõõrdumise.
Kui visuaalse kontrolli tulemusel märgati keskdiferentsiaali lekkimist või esiveolise auto analoogide puhul täheldati sarnast probleemi, tuleks õlitihend välja vahetada. Määrdeaine taseme langus toob kaasa osade suurenenud hõõrdumise, mis vähendab oluliselt seadme tööiga. Käigukasti kuivalt töötamine muudab satelliidid, laagrid ja aksiaalsed käigud kasutuskõlbmatuks.
Diferentsiaali enesediagnostika viiakse läbi järgmiselt. Kõigepealt tõstke auto veotelg üles. Ülekanne nihutatakse neutraalsesse asendisse. Üks ratas pöörleb kõigepealt ühes ja seejärel teises suunas. Sama protseduuri tehakse ka teise rattaga.
Töötava diferentsiaali korral pöörlevad rattad ilma mängu ja müra. Samuti saate mõned vead ise kõrvaldada. Selleks eemaldatakse käigukast, võetakse lahti ja pestakse kõiki selle elemente bensiiniga (defektsete kohtade tuvastamiseks). Selle protseduuri käigus leiate satelliitide tagasilöögi ja hammasrataste arengu.
Kulunud elemendid eemaldatakse ja nende asemele paigaldatakse uued osad. Põhimõtteliselt tuleb satelliite, laagreid ja õlitihendeid vahetada, kuna need rikuvad kiiremini. Satelliite reguleeritakse hammasrataste vahel, mille hambavahe on minimaalne.
Siin on veel üks video, kuidas reguleerida diferentsiaallaagri eellaadimist:
Uue diferentsiaali leidmine
Hoolimata asjaolust, et rattadevahelist või keskdiferentsiaali on autovaruosade turult lihtne leida, on selle maksumus üsna kõrge (uus osa võib maksta sadadest tuhandetesse dollaritesse). Sel põhjusel nõustub enamik autojuhtidest mehhanismi täieliku asendamisega harva.
Uue mehhanismi või selle üksikud elemendid võib leida samamoodi nagu tavalised autoosad. Lihtsaim viis on minna poodi ja küsida konkreetse sõiduki jaoks konkreetset osa. See kehtib aga juhul, kui sõidukit pole täiendatud. Vastasel juhul valitakse detail vastavalt koostekoodile või vastavalt automudelile, kust varuosa eemaldati.
Parem on osa otsida auto andmete, mitte tootekoodi järgi, kuna need sümbolid leiate alles pärast mehhanismi demonteerimist. Sellel sõlmel on palju muudatusi. Isegi sama marki auto puhul võib kasutada erinevaid diferentsiaale.
Seda hetke arvestades on äärmiselt keeruline leida teisest autost ideaalset analoogi. Mis puutub diferentsiaali ostmisse järelturul, siis see jääb autoomaniku enda õlule ja riskile, kuna keegi ei võta detaili lahti ega kontrolli. See suurendab tugevalt kulunud mehhanismi ostmise riski.
Kokkuvõtteks tasub öelda, et ilma diferentsiaalita on võimatu luua ohutut ja tõhusat autot, kuigi kuival asfaldil sentide keeramise fännid vaidlevad sellega vastu.
Küsimused ja vastused:
Mis on auto diferentsiaal lihtsamalt öeldes? See on mehaaniline element, mis paigaldatakse veoratta telje võllide vahele. Pöördemoment edastatakse kardaani kaudu diferentsiaali korpusele ja seejärel sõltumatute käikude kaudu ratastele.
Milleks on diferentsiaal autos? See mehhanism tagab pöördemomendi ülekande veoratastele, kuid manöövreid sooritades või konarustest üle sõites laseb ratastel pöörlema erinevatel kiirustel.
Kus on autos diferentsiaal? See mehhanism on paigaldatud veoteljele telje võllide vahele. XNUMXWD ja pistikühendusega XNUMXWD mudelitel on see paigaldatud igale teljele.
Millisel autol on keskdiferentsiaal? Kõikidel autodel on risttelje diferentsiaal (seisab telgede vahel). Keskdiferentsiaali kasutatakse ainult nelikveoliste autode mudelitel (see on paigaldatud telgede vahele).
