Selgitan, kuidas diferentsiaal praktikas töötab. Miks üks ratas libiseb, aga auto ei liigu?

Diferentsiaal on üks seadmeid, mida on kasutatud peaaegu kõigis sõiduautodes alates motoriseerimise algusest ja ainult mõnel elektrisõidukil võib see puududa. Kuigi tunneme teda juba üle 100 aasta, siiski mitte rohkem kui 15-20 protsenti. inimesed mõistavad selle toimimist praktikas. Ja ma räägin ainult inimestest, kes on huvitatud autotööstusest.  

Selles tekstis ei keskendu ma diferentsiaali disainile, sest see ei oma praktilise töö mõistmiseks tähtsust. Lihtsaim ja levinuim koonusratastega mehhanism (kroonid ja satelliidid) töötab nii, et jaotab alati pöördemomenti, igas liiklusolukorras mõlemalt poolt võrdselt. See tähendab, et kui meil on üheteljeline ajam, siis 50 protsenti hetkest läheb vasakule rattale ja sama palju paremale. Kui olete alati mõelnud teisiti ja miski ei klapi, siis lihtsalt aktsepteerige seda praegu kui tõde. 

Kuidas diferentsiaal töötab?

Pöördel on üks ratastest (sisemine) lühema ja teine ​​(välimine) pikema vahemaaga, mis tähendab, et sisemine ratas pöörleb aeglasemalt ja välimine ratas kiiremini. Selle erinevuse kompenseerimiseks kasutab autotootja diferentsiaali. Mis puutub nimesse, siis see eristab rataste pöörlemiskiirust, mitte - nagu valdav enamus arvab - pöördemomenti.

Kujutage nüüd ette olukorda, kus auto sõidab otse kiirusel X ja veorattad pöörlevad 10 p/min. Kui auto sõidab kurvi, aga kiirus (X) ei muutu, töötab diferentsiaal nii, et üks ratas pöörleb näiteks 12 p/min ja teine ​​siis 8 p/min. Keskmine väärtus on alati 10. See on äsja mainitud hüvitis. Mida teha, kui üks ratas on tõstetud või asetatud väga libedale pinnale, kuid arvesti näitab ikka sama kiirust ja ainult see ratas pöörleb? Teine seisab paigal, nii et tõstetud teeb 20 pööret minutis.

Kogu hetk ei kulu rataste libisemisele

Mis siis saab, kui üks ratas pöörleb suurel kiirusel ja auto seisab paigal? Pöördemomendi 50/50 jaotuse põhimõtte kohaselt on kõik õige. Väga väike pöördemoment, näiteks 50 Nm, kandub libedal pinnal rattale. Käivitamiseks vajate näiteks 200 Nm. Kahjuks saab ratas kleepuval pinnasel vastu ka 50 Nm, seega edastavad mõlemad rattad maapinnale 100 Nm. Sellest ei piisa, et auto liikuma hakkaks.

Vaadates seda olukorda väljastpoolt, on tunne, et kogu pöördemoment läheb pöörlevale rattale, aga see pole nii. Ainult see ratas pöörleb – siit ka illusioon. Praktikas üritab viimane ka liikuda, kuid seda pole näha. 

Kokkuvõtteks võib öelda, et sellises olukorras auto ei saa liikuda mitte sellepärast, et - tsiteerides Interneti klassikat - "kogu hetk pöörleval rattal", vaid sellepärast, et kogu hetk, mille see libisemisvastane ratas vastu võtab, on väärtus. pöörlevad rattad. Või teine ​​- mõlemal rattal on lihtsalt liiga vähe pöördemomenti, sest nad saavad sama palju pöördemomenti.

Sama juhtub ka nelikveolise autoga, kus on ka telgede vahel diferentsiaal. Praktikas piisab sellise sõiduki peatamiseks ühe ratta tõstmisest. Siiani ei blokeeri miski ühtegi diferentsiaali.

Rohkem teavet, et teid segadusse ajada 

Aga kui tõsiselt rääkida, siis enne, kui ülaltoodust aru pole saanud, on parem mitte edasi lugeda. See on tõsi, kui keegi nii ütleb kogu jõud läheb libedal pinnasel pöörlevale rattale (mitte kogu aeg). Miks? Sest lihtsamalt öeldes on võimsus pöördemomendi korrutamise tulemus ratta pöörlemisega. Kui üks ratas ei pöörle, s.t. üks väärtustest on null, siis, nagu ka korrutamisel, peab tulemus olema null. Seega ratas, mis ei pöörle, tegelikult energiat ei saa ja energia läheb ainult pöörlevale rattale. Mis ei muuda fakti, et mõlemad rattad saavad auto käivitamiseks endiselt liiga vähe pöördemomenti.