Автомобильдік дифференциал: құрылғы, ақаулар және таңдау әдісі
Мазмұны
Толыққанды жол талғамайтын көліктердің, кейбір кроссоверлердің және қалалық доңғалақты автомобильдердің техникалық құжаттамасында «дифференциалды құлып» деген тіркес бар. Біз бұл не екенін, машинада қандай мақсат бар екенін, ол қалай жұмыс істейтінін, сондай-ақ сәтсіздің орнына жаңасын қалай таңдау керектігін анықтаймыз.
Машиналық дифференциал дегеніміз не
Автокөліктегі дифференциал - бұл беріліс элементі. Ол жетекші дөңгелектердің тәуелсіз айналуын қамтамасыз етеді, бірақ сонымен бірге олардың әрқайсысына бірдей момент береді.
Бұл элемент машинаның иілу орнықтылығы үшін өте маңызды. Физикадан білгеніміздей, бұрылыс кезінде жарты шеңбердің ішіндегі дөңгелек шеңбердің сыртындағы дөңгелекке қарағанда қысқа жолмен жүреді. Дөңгелектерге қатысты бұл мүлдем сезілмейді.
Қозғалтқыш дөңгелектеріне келетін болсақ, егер беріліс қорабында дифференциал болмаса, кез-келген автомобиль иілу кезінде тұрақтылықты айтарлықтай жоғалтады. Мәселе мынада, ұстауды ұстап тұру үшін бұрылыс кезінде сыртқы және ішкі дөңгелектер әр түрлі жылдамдықпен айналуы керек. Әйтпесе, дөңгелектердің біреуі сырғанап немесе тайып кетер еді.
Дифференциал жетек осіне орнатылған. Төрт дөңгелегі бар көліктерге қатысты (SUV немесе 4x4 класы), бұл механизм барлық осьтерге қол жетімді.
Кейбір автокөліктерде дифференциалды машинаның дрейфін ұстап тұру үшін дәнекерлейді. Бұған дәнекерленген дифференциалды екі доңғалақты ралли машиналары мысал бола алады. Алайда, қалыпты қалалық көлік жүргізу үшін зауыттық дифференциалды немесе ол қалай аталады, ашық дифференциалды қолданған дұрыс.
Дифференциалды тарихы және мақсаты
Дифференциалдың дизайны ішкі жану қозғалтқышымен жабдықталған көлік құралдары өндірісінің басталуымен бір мезгілде пайда болды. Айырмашылық тек екі жыл болды.
Алғашқы машиналардың бұрылыс кезінде тұрақсыз болғаны соншалық, инженерлерге бірдей итергішті жетек дөңгелектеріне қалай ауыстыру керектігі туралы жұмбақ жасауға тура келді, бірақ сонымен бірге оларды бұрылыс кезінде әр түрлі жылдамдықта айнала алатындай етіп жасау керек болды.
Механизмнің өзі ішкі жану қозғалтқышы бар автомобильдер пайда болғаннан кейін жасалды деп айтуға болмайды. Мәселе мынада, алғашқы вагондармен жұмыс істеуді шешу үшін бұрын пароходтарда қолданылып келген әзірлеме алынды.
Механизмнің өзін Франциядан келген инженер - Онесифор Пеккер 1825 ж. Жасаған. Фердинанд Порше автомобильдегі сырғанау дөңгелегі бойынша жұмысты жалғастырды. Оның компаниясы мен ZF AG (Фридрихсхафен) арасындағы ынтымақтастықта жұдырықшалы дифференциал жасалды (1935).
LSD дифференциалдарын жаппай қолдану 1956 жылы басталды. Технологияны барлық автомобиль өндірушілер қолданды, өйткені төрт дөңгелекті көліктерге жаңа мүмкіндіктер ашты.
Дифференциалды құрылғы
Дифференциал планеталық беріліс қорабына негізделген. Қарапайым беріліс қорабы бірдей мөлшердегі тістердің саны әр түрлі болатын екі берілістен тұрады (үнемі қосылу үшін).
Үлкен тісті доңғалақ айналғанда кіші өз осінің айналасында көп айналым жасайды. Планетарлық модификация моменттің жетек осіне өтуін қамтамасыз етіп қана қоймайды, сонымен бірге оны қозғалыс және жетек біліктерінің жылдамдықтары әр түрлі болатындай етіп түрлендіреді. Планетарлық беріліс қорабындағы әдеттегі беріліс қорабынан басқа, үш негізгі элементтермен өзара әрекеттесетін бірнеше қосымша элементтер қолданылады.
Дифференциал планеталық беріліс қорабының барлық әлеуетін пайдаланады. Мұндай механизмде екі еркіндік дәрежесі болғандықтан және беріліс коэффициентін өзгертуге мүмкіндік беретіндіктен, мұндай механизмдер әртүрлі жылдамдықта айналатын жетекші дөңгелектердің тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін тиімді болып шықты.
Дифференциалды құрылғыға мыналар кіреді:
- Дифференциалды корпус немесе кесе. Оған бүкіл планеталық берілістер мен берілістер бекітілген;
- Жартылай тісті берілістер (көбінесе күн типі қолданылады). Жер серіктерінен айналу моментін алыңыз және оны жетек дөңгелектеріне беріңіз;
- Негізгі трансмиссияның жетекші және жетекші берілістері;
- Жерсеріктер. Олар планетарлық беріліс ретінде жұмыс істейді. Егер автомобиль жолаушылар көлігі болса, онда бір механизмде осындай екі бөлік болады. Жол талғамайтын көліктер мен жүк көліктерінде планеталық беріліс қорабында 4 спутник бар.
Дифференциалды жұмыс схемасы
Мұндай механизмдердің екі түрі бар - симметриялы және асимметриялық дифференциал. Бірінші модификация моментті осьтің білігіне бірдей жіберуге қабілетті. Олардың жұмысына жетекші дөңгелектердің бұрыштық жылдамдықтары әсер етпейді.
Екінші модификация жетек білігінің дөңгелектері арасындағы моменттің реттелуін қамтамасыз етеді, егер олар әр түрлі жылдамдықта айнала бастаса. Көбінесе, мұндай дифференциал толық жетекті көліктің осьтері арасында орнатылады.
Дифференциалдың жұмыс режимдері туралы толығырақ. Мұндай жағдайда механизм басқаша жұмыс істейді:
- Машина тура жүреді;
- Машина маневр жасайды;
- Жетек доңғалақтары сырғана бастайды.
Дифференциал қалай жұмыс істейді:
Тікелей қозғалыспен
Автокөлік түзу жүретін кезде, серіктер - бұл білік тісті доңғалақтары. Автокөліктің дөңгелектері бірдей жылдамдықпен айналады, сондықтан шыныаяқ осьтің екі білігін біріктіретін бір құбыр тәрізді айналады.
Момент екі дөңгелектің арасында біркелкі бөлінеді. Дөңгелектің айналымдары тісті дөңгелектің айналуымен сәйкес келеді.
Бұрылу кезінде
Машина маневр жасаған кезде сыртқы бұрылыс радиусындағы дөңгелек ішкі бұрылыс радиусындағыға қарағанда көп айналым жасайды. Ішкі дөңгелек үлкен қарсылыққа тап болады, өйткені сыртқы дөңгелектің айналу моменті артады және жол оның тиісті жылдамдықта айналуына жол бермейді.
Бұл жағдайда спутниктер іске қосылады. Ішкі білік білігінің берілісі баяулайды, осыған байланысты тостағандағы планетарлық беріліс кері бағытта айнала бастайды. Бұл механизм автомобильдің тұрақтылығын тіпті тығыз және тығыз бұрылыстарда да сақтауға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, ол тежелетін дөңгелектің шиналарының шамадан тыс тозуына жол бермейді.
Сырғанау кезінде
Дифференциалдың пайдалы үшінші жағдайы - дөңгелектің сырғуы. Бұл, мысалы, машина балшыққа батқанда немесе мұзда қозғалғанда орын алады. Бұл режимде дифференциал бұрылысқа қарағанда мүлдем басқа принцип бойынша жұмыс істейді.
Шындығында, сырғанау кезінде ілулі доңғалақ еркін айнала бастайды, бұл дөңгелектегі жолдың бетіне жеткілікті адгезиясы бар моменттің жоғалуына әкеледі. Егер дифференциал бұрылыс режимінде жұмыс істесе, балшыққа немесе мұзға батып кетсе, машина толығымен тоқтап қалады, өйткені тартылыс мүлдем жоғалады.
Бұл мәселені жою үшін инженерлер шектеулі слип дифференциалын жасады. Біз оның жұмысы туралы сәл кейінірек сөйлесеміз. Біріншіден, дифференциалдардың қолданыстағы модификацияларын және олардың айырмашылықтарын қарастырған жөн.
Дифференциалды түрлері
Егер автомобильде бір жетекші ось болса, онда ол көлденең осьтік дифференциалмен жабдықталады. Толық доңғалақты көлік орталық дифференциалды қолданады. Алдыңғы жетектегі автомобильдерде бұл механизм алдыңғы дифференциал деп, ал артқы доңғалақты машиналардағы модельдер артқы дифференциал деп аталады.
Бұл механизмдер тісті берілу түріне қарай үш санатқа бөлінеді:
- Қиғаш дифференциал;
- Құрт берілісінің дифференциалды;
- Цилиндрлік дифференциал.
Олар бір-бірінен негізгі және білік тісті доңғалақ формалары бойынша ерекшеленеді. Конустық модификация алдыңғы және артқы доңғалақты көлік құралдарына орнатылады. Цилиндр тәрізділер толық жетекті модельдерде қолданылады, ал құрт тісті доңғалақ берілістердің барлық түрлеріне жарайды.
Автокөлік моделіне және көлік құралы жұмыс істейтін жол жағдайына байланысты дифференциалдың келесі түрлері пайдалы болады:
- Механикалық құлыптау;
- Өздігінен құлыпталатын дифференциал;
- Электрлік құлыптау.
Механикалық құлыпталған дифференциалдар
Бұл модификацияда спутниктерді дөңгелектердегі арнайы ажыратқыштар көмегімен жүргізушінің өзі бұғаттайды. Машина түзу сызықта немесе бұрылғанда, дифференциал қалыпты жұмыс істейді.
Көлік тұрақсыз беті бар жолға соғылған бойда, мысалы, балшықпен немесе қарлы жолмен орманға қарай айдағанда, жүргізуші тұтқаларды қалаған күйіне жылжытады, сонда жерсеріктер бұғатталады.
Бұл режимде планеталық беріліс жұмыс істемейді, ал автомобиль, негізінен, дифференциалсыз. Барлық жетек доңғалақтары бірдей жылдамдықпен айналады, бұл сырғанауды болдырмайды және барлық дөңгелектерде тарту күші сақталады.
Мұндай механизмдер қарапайым құрылғыға ие және кейбір бюджеттік жол талғамайтын көліктерге орнатылады, мысалы, отандық УАЗ көліктерінде. Балшықтан баяу жүріп өткен кезде шиналар шамадан тыс тозбайтын болғандықтан, бұл дизайн автомобиль дөңгелектеріне зиян келтірмейді.
Шектеулі сырғанау дифференциалы
Бұл санаттағы механизмдердің бірнеше түрі бар. Мұндай құрылғылардың мысалдары:
- LSD. Мұндай беріліс қораптарында біліктің бір білігінің қатты айналуымен жер серіктері автоматты түрде құлыпталады. Бұл тұрақты дөңгелектің тартылыс күшін жоғалтуына жол бермейді;
- Тұтқыр ілінісу. Бұл дифференциалдарда тұтқыр силиконға негізделген зат қолданылады. Салқын күйде ол сұйық күйінде қалады. Ол қызып, араласа бастағаннан кейін заттың қасиеттері өзгеріп, оның тұтқырлығын арттыратын жабысқақ құрылымға ие болады. Бұл сипаттама білік біліктерінің айналуындағы айырмашылықтың артуымен өседі. Тұтқыр муфталардың бірнеше маңызды кемшіліктері бар. Біріншіден, олар жөнделмейді. Зат өзінің қасиеттерін жоғалтқанда, бүкіл блокты ауыстыру қажет. Екіншіден, бұғаттау дөңгелектің қатты сырғуы кезінде пайда болады, сондықтан автомобиль жол талғамайтын жағдайларды әрдайым тиімді жеңе бермейді. Осы кемшіліктерге қарамастан, механизм бюджеттік бағамен ерекшеленеді. Көптеген арзан кроссоверлер дәл осындай дифференциалдармен жабдықталған.
- Торсен. Торс құрт құлпын қолданады. Бір ось білігіндегі крутящий коэффициенті екінші білікке қатысты жоғарыласа немесе төмендесе, құлып қосылады. Бұл технология, мысалы, Audi автокөліктерінде қолданылады. Құрылғыны механикалық байланыстырылған механизмдер деп жіктеуге болады. Ол дифференциалдардың барлық түрлерінің ішіндегі ең сенімдісі болып саналады және өзінің қарапайымдылығымен ерекшеленеді. Осы себепті олар қымбат.
Электрлік құлыптау
Мұндай дифференциалдар көлік құралының электроникасымен байланысты. Олар ең қымбат деп саналады, өйткені олар күрделі құрылымға және блоктау дискісіне ие. Бұл механизм доңғалақтардың айналуын бақылайтын жүйелерден, мысалы ABS сияқты мәліметтерді алатын автокөліктің ECU-мен байланысты. Кейбір көліктерде автоматты түрде құлыптауды ажыратуға болады. Ол үшін басқару тақтасында арнайы батырма бар.
Электрондық опциялардың артықшылығы - олар сізге бірнеше дәрежедегі бұғаттауды орнатуға мүмкіндік береді. Мұндай тетіктердің тағы бір плюсі - бұл артықшылдықты жеңуге тамаша көмектеседі. Мұндай модельдерде айналу моменті төменгі жылдамдықта айналатын білік берілісіне қолданылады.
Толығырақ дифференциалды құлып
Кез-келген осьтік дифференциалдың айтарлықтай кемшілігі бар - айналу моменті дөңгелекке автоматты түрде беріледі, ол қатты айналады. Осыған байланысты, жеткілікті тарту күші бар екінші дөңгелектің тартымдылығы жоғалады. Осы себептен мұндай беріліс қорабы балшықтан немесе қар құрсауынан өздігінен шығуға мүмкіндік бермейді.
Бұрын айтылғандай, мәселе спутниктерді бұғаттау арқылы шешіледі. Екі бұғаттау режимі бар:
- Толық бұғаттау беріліс қорабының барлық элементтері берік байланысқандығына байланысты жүзеге асырылады. Бұл ең жақсы ұстайтын дөңгелектің жеткілікті айналу моментін алуына кепілдік береді;
- Ішінара блоктау бұғаттау коэффициентін өзгерту арқылы мүмкін болады. Автокөлік түзу сызықпен жүргенде, бұл коэффициент 1. Жер серіктері симметриялы дифференциалда бұғаттала салысымен, бұл коэффициент 3-тен 5-ке дейін өзгереді. Бұл жағдайда айналдыру дөңгелегі айнала береді, бірақ ол аз момент алады.
Дифференциалдың неліктен бұғатталғаны туралы бейне:
Дифференциалды ақаулар
Кез-келген дифференциалды жобалау кезінде тісті доңғалақтар мен осьтердің өзара әрекеттесуі қолданылатындығын ескерсек, мұндай механизм тез тозуға және бұзылуға бейім. Планетарлық механизмнің элементтері ауыр жүктемеде, сондықтан тиісті қызмет көрсетусіз олар тез істен шығады.
Тісті берілістер ұзаққа созылатын материалдардан жасалған болса да, механизмде бұған дейін болмаған шу, соғу және діріл күшейген болса, назар аударған жөн. Сонымен қатар, жағармайдың ағып кетуі де алаңдатарлық жағдай. Ең жаманы, егер механизм кептеліп қалса. Алайда, тиісті техникалық қызмет көрсету кезінде бұл сирек кездеседі.
Беріліс қорабының корпусынан майдың ағуы пайда болғаннан кейін сізге автокөлік қызметіне хабарласу керек. Сіз түйінді өзіңіз тексере аласыз. Сапардан кейін визуалды тексеруден басқа, сіз беріліс қорабының корпусындағы майдың температурасын тексере аласыз. Механизмнің қалыпты жұмысы кезінде бұл көрсеткіш шамамен 60 градус болады. Егер дифференциал әлдеқайда қызып кетсе, онда сіз маманның кеңесіне жүгініңіз.
Күнделікті техникалық қызмет көрсету шеңберінде жағармай деңгейі мен сапасын тексеру қажет. Трансмиссиялық майдың әр өндірушісі оны ауыстыру туралы өзінің ережелерін белгілейді. Бұл ұсынысты елемеңіз, өйткені май құрамында тісті тістерге зақым келтіретін, сондай-ақ металл бөлшектердің үйкелуіне жол бермейтін май қабығын бұзатын майда абразивті бөлшектер болуы мүмкін.
Егер визуалды тексеру нәтижесінде орталық дифференциалдың ағып кетуі байқалса немесе алдыңғы дөңгелекті автомобильдің аналогтарымен ұқсас проблема байқалса, май пломбасын ауыстыру керек. Майлау деңгейінің төмендеуі бөлшектердің үйкеліс күшінің жоғарылауына әкеледі, бұл құрылғының жұмыс істеу мерзімін едәуір қысқартады. Беріліс қорабын құрғақ күйінде пайдалану жерсеріктерді, мойынтіректер мен осьтік берілістерді жарамсыз етеді.
Дифференциалдың өзіндік диагностикасы келесідей жүзеге асырылады. Алдымен машинаның жетек осін қосыңыз. Беріліс қорабы бейтарапқа ауыстырылған. Бір доңғалақ алдымен бір бағытта, содан кейін екінші бағытта айналады. Сол процедура екінші дөңгелектің көмегімен жасалады.
Дифференциалды жұмыс кезінде дөңгелектер ойынсыз және шуылсыз айналады. Сондай-ақ, кейбір ақауларды өзіңіз жоюға болады. Ол үшін беріліс қорабы алынып тасталады, бөлшектеледі және оның барлық элементтері бензинмен жуылады (ақаулы жерлерді анықтау үшін). Бұл процедура барысында сіз спутниктердің реакциясын және тісті доңғалақтарда дамуды таба аласыз.
Тозған элементтер алынып тасталады, оның орнына жаңа бөлшектер орнатылады. Негізінен, жер серіктері, мойынтіректері мен майлы пломбалары ауыстыруға жатады, өйткені олар тезірек істен шығады. Спутниктер тістер арасындағы минималды саңылауы бар тісті берілістерді таңдау арқылы реттеледі.
Дифференциалды подшипниктің алдын-ала жүктемесін қалай реттеуге болатыны туралы тағы бір бейне:
Жаңа дифференциалды табу
Автокөлік бөлшектері нарығында дөңгелекті немесе орталық дифференциалды табу оңай болғанымен, оның құны айтарлықтай жоғары (жаңа бөлігі жүздеген мың долларға дейін жетуі мүмкін). Осы себепті, көптеген автокөлік жүргізушілері механизмді толығымен ауыстыруға сирек келіседі.
Жаңа механизмді немесе оның жеке элементтерін кәдімгі авто бөлшектер сияқты табуға болады. Ең оңай жолы - дүкенге барып, берілген көлікке белгілі бір бөлікті сұрау. Алайда бұл көлік құралы жаңартылмаған жағдайда қолданылады. Әйтпесе, бөлік құрастыру кодына сәйкес немесе қосалқы бөлшектер алынып тасталған автомобиль моделіне сәйкес таңдалады.
Бөлшекті өнімнің коды бойынша емес, машинаның деректері бойынша іздеу керек, өйткені бұл белгілерді тек механизмді бөлшектегеннен кейін табуға болады. Бұл түйінде көптеген модификация бар. Бір маркалы автокөлік үшін де әртүрлі дифференциалдар қолданылуы мүмкін.
Осы сәтті ескере отырып, басқа машинадан тамаша аналогты табу өте қиын. Екінші нарықта дифференциалды сатып алу туралы айтатын болсақ, бұл автомобиль иесінің қауіп-қатерінде және тәуекелінде қалады, өйткені ешкім бөлшекті бөлшектемейді және оның күйін тексермейді. Бұл қатты тозған механизмді сатып алу қаупін арттырады.
Қорытындылай келе, дифференциалсыз қауіпсіз және тиімді автокөлік құру мүмкін емес деп айту керек, дегенмен құрғақ асфальтта тиын бұрау жанкүйерлері бұған қарсы болады.
Сұрақтар мен жауаптар:
Қарапайым тілмен айтқанда автомобильдегі дифференциал дегеніміз не? Бұл жетекші доңғалақ осі біліктерінің арасына орнатылатын механикалық элемент. Крутящий момент кардан арқылы дифференциалдық корпусқа беріледі, содан кейін ол тәуелсіз берілістер арқылы дөңгелектерге беріледі.
Автокөліктегі дифференциал не үшін қажет? Бұл механизм жетек доңғалақтарына айналу моментін беруді қамтамасыз етеді, бірақ маневрлерді орындау кезінде немесе соққылардың үстінен қозғалу кезінде дөңгелектердің әртүрлі жылдамдықпен айналуына мүмкіндік береді.
Көліктегі дифференциал қайда? Бұл механизм жетекші оське ось біліктерінің арасында орнатылады. XNUMXWD және қосылатын XNUMXWD үлгілерінде ол әрбір осьте орнатылады.
Қандай машинада орталық дифференциал бар? Барлық автомобильдерде көлденең осьтік дифференциал (осьтік біліктердің арасындағы тіректер) бар. Орталық дифференциал тек толық жетекті автомобиль модельдерінде қолданылады (ол осьтер арасында орнатылады).
