Differenziale - che cos'è? Qual è il differenziale del veicolo e come è progettato

Ogni auto moderna include molti componenti e assiemi utili e necessari che garantiscono le prestazioni del veicolo. Molti di loro sono responsabili della trasmissione della coppia dalla centralina alle ruote, con un ruolo considerevole per il differenziale. Questo è il nodo, senza il quale le gomme scivolerebbero ad ogni curva. Per evitare che ciò accada, le ruote ruotano a diverse velocità angolari. Questo è solo parlare in questo articolo.

Che tipo di animale è questo?

Che tipo di meccanismo è questo differenziale? Trasmette la coppia dal cambio (cambio), e allo stesso tempo tutta la potenza è divisa tra le ruote motrici in modo uguale. Ma ci sono momenti in cui questo equilibrio è disturbato, di cui un po 'più tardi. L'obiettivo principale del differenziale è quello di consentire alle ruote motrici di ruotare a diverse velocità angolari.

Se c'è un solo asse motore nella trasmissione di un veicolo, allora questo meccanismo è posto tra gli azionamenti delle ruote e viene chiamato il cambio ad asse incrociato. Nel caso di auto a trazione integrale, l'unità si trova già tra gli assi anteriori e viene chiamata differenziale centrale.

Posizione del meccanismo

Per quanto riguarda dove si trova il differenziale, questi sono solitamente i seguenti luoghi:

• Nelle vetture con trazione posteriore, questa è la cassa dell'asse, dove il differenziale è collegato alla trasmissione finale.
• Per i veicoli con meccanismo di trazione anteriore è anche collegato alla trasmissione principale e si trova nella scatola del cambio.
• Nei veicoli a trazione integrale, il differenziale è su entrambi i lati: posteriore e anteriore.

quelli auto a trazione integrale che prevedono lo spegnimento del convertitore, di regola, sono dotati di caso di trasferimento. Per distribuire in modo ottimale la coppia a tutte le ruote, viene fornito un altro terzo differenziale. È posto in razdatke tra gli assi.

Prima necessità

Ora è un po 'chiaro che un differenziale è, per così dire, una specie di ingranaggio planetario. Ma qual è il suo bisogno? Le auto sono dotate di questa unità per un motivo, c'è una ragione significativa per questo. E per capire questo, è necessario conoscere alcune peculiarità.

Quando una macchina entra in un turno, specialmente se si ferma (girando intorno all'anello), le sue ruote si muovono in un modo diverso. Ma poiché, in assenza di un differenziale, sono rigidamente interconnessi, una delle ruote scivolerà inevitabilmente senza seguire l'altra. Vale la pena notare che la ruota esterna va più a lungo di quella interna. A questo proposito, dovrebbe ruotare più velocemente, il che preserverà la stabilità del veicolo sulla strada.

Quale potrebbe essere il problema? È qui che arriviamo all'essenza e alla comprensione di ciò che è un differenziale. Questo è un meccanismo che evita molte sfumature. A causa del fatto che la ruota interna scivola, ci sono conseguenze indesiderabili. Per i veicoli a trazione posteriore, questo può portare a uno slittamento, e il veicolo a trazione anteriore corre il rischio di perdere il controllo del controllo quando si entra in un angolo.

Puoi risolvere il problema fornendo una diversa rotazione delle ruote. In realtà, per questo, è stato creato un dispositivo di ingranaggi semplice come un differenziale.

Dispositivo differenziale

Il differenziale automobilistico avrà presto duecento anni. Nel suo design, nonostante alcuni miglioramenti, le caratteristiche principali sono ancora conservate. Qual è il differenziale completo? In realtà, questo è lo stesso ingranaggio planetario, costituito da un insieme di vari ingranaggi.

La coppia dalla parte di potenza del veicolo viene trasmessa attraverso l'albero di trasmissione ad una trasmissione conica, costituita da due marce: l'azionamento (montato sul cardano) e guidato. Altrimenti è chiamato l'ingranaggio principale. L'elemento condotto è fissato sull'alloggiamento, attraverso il quale trasmette la rotazione agli ingranaggi satelliti che sono in mesh con gli ingranaggi del sole. Essi, a loro volta, sono rigidamente fissati negli assi delle ruote motrici.

Il principio di funzionamento del differenziale

Mentre il veicolo procede dritto, i satelliti sono stazionari. In questo caso, il pignone ruota alla stessa velocità delle celle solari. Di conseguenza, la coppia viene distribuita uniformemente su tutte le ruote e hanno una velocità angolare uguale.

Ma una volta che l'auto inizia a girare, mentre le cose cambiano, il differenziale anteriore (o posteriore), allo stesso tempo, "include" nel lavoro autonomamente. I satelliti iniziano a ruotare a causa del quale gli ingranaggi del sole comunicano in modo diverso velocità angolare. Di conseguenza, le ruote ruotano in modi diversi.

In questo caso, la ruota interna, che si muove lungo un piccolo raggio, è soggetta a una maggiore resistenza, che porta ad una diminuzione della sua velocità di rotazione. Un'altra ruota, che si trova all'esterno, subisce invece una minore resistenza, a causa della quale aumenta la sua velocità di rotazione. A causa di ciò, la macchina gira dolcemente, evitando scivoloni.

Il rallentamento della rotazione della ruota verso l'interno è fornito anche dai satelliti e, grazie allo speciale design del cambio, aumenta la velocità angolare della ruota esterna. Allo stesso tempo, l'ingranaggio principale funziona sempre.

Svantaggio significativo

Con tutti i vantaggi di un differenziale completo, ha un grosso svantaggio, a causa della particolarità del suo design. Anche se, da un lato, può essere considerato un vantaggio: trasferire l'intera coppia dal motore a una ruota. Ma fondamentalmente va al negativo, perché la ruota meno carica riceve tutta la potenza, e la macchina non si muove per questo.

Ciò si verifica nei casi in cui una delle ruote, in determinate condizioni, non ha una presa sufficiente. In questo caso, tutto il potere comincia ad andare da lui. Di conseguenza, la macchina si ferma, e talvolta anche bruscamente, a seconda della velocità iniziale. Un chiaro esempio di ciò è la ruota che colpisce una pozzanghera o una trama di ghiaccio.

Puoi affrontare questo svantaggio con blocco differenziale ponte, che può essere eseguito automaticamente o manualmente. Anche per questo scopo, alcune auto moderne sono dotate di un sistema di stabilità del percorso.

Tipi di differenziale

Come notato sopra, la caratteristica chiave di tutti i meccanismi è la stessa, ma allo stesso tempo ci sono un certo numero di differenze. Quindi, ci sono vermi, biselli e differenziali cilindrici. Inoltre, se le ruote si trovano sullo stesso asse, il cambio contiene ingranaggi conici. Il differenziale centrale ha una forma cilindrica. I modelli di vermi sono universali.

Ma, oltre a questo, potrebbero esserci altre varianti del differenziale:

• Meccanismi con blocco completo.
• Accoppiamento viscoso.
• Thorsen.
• Kvayf.

Come puoi vedere, ognuno di questi tipi comporta il blocco del differenziale, che, come indicato sopra, può essere manuale o automatico. In questo caso, il primo tipo viene attivato dal driver tramite un pulsante o un interruttore a levetta, mentre l'automazione viene attivata da sola, se necessario.

Di norma, la maggior parte dei SUV sono dotati di blocco manuale e attivato dal conducente. Ad esempio, il differenziale sulla UAZ, solo un caso del genere. Il sistema automatico è controllato da un'unità di controllo elettronica, che tramite sensori analizza le condizioni della carreggiata.

Blocco completo

Il bloccaggio forzato è rilevante per SUV e camion, il che consente di superare meglio il fuoristrada. Di solito per la sua inclusione serve una chiave speciale nella cabina del veicolo. Un esempio lampante è il differenziale stabilito sulla Niva (VAZ-2121).

In realtà, si tratta di un tipo di blocco manuale e si consiglia di abilitarlo solo quando si guida fuori strada per superare ostacoli difficili. E quando si esce dal solito modo dovrebbe essere spento. Altrimenti, minaccia non solo il deterioramento del comportamento della vettura su una superficie dura, ma anche l'usura degli pneumatici.

Dispone di accoppiamento viscoso

È un meccanismo multi-disco, in cui il momento di trasmissione aumenta a causa dell'aumento della differenza nella velocità di rotazione dei due alberi: il master e lo slave. Di solito tale schema è rilevante per i veicoli con trazione integrale.

La base dell'operazione di accoppiamento viscoso blocco differenziale Una caratteristica speciale del fluido siliconico è posizionata sul VAZ (o altra macchina). Se, ad esempio, la viscosità dell'olio diminuisce all'aumentare della temperatura, allora tutto è l'opposto - anche questo parametro aumenta. Il meccanismo stesso sembra un cilindro, dove si trova una serie di dischi perforati, che sono collegati a entrambi gli alberi. Anche il corpo è pieno di questo liquido. L'albero di entrata ha una coppia dal motore attraverso l'asse motore e l'uscita è responsabile della rotazione delle ruote.

Nel normale movimento del veicolo, entrambi gli alberi ruotano alla stessa velocità. Ma non appena una delle ruote inizia a scivolare, l'albero di ingresso del ponte principale principale ruota più velocemente di quello di uscita. A causa dell'attrito sui dischi, il liquido si surriscalda, il che in definitiva contribuisce al trasferimento di maggiore potenza all'albero di uscita.

Ma, come il solito differenziale, anche l'accoppiamento viscoso ha uno svantaggio. Per attivare il meccanismo è necessario un certo periodo di tempo. Inoltre, i parametri ottimali sono molto difficili da scegliere. Per questo motivo, la maggior parte dei produttori preferisce non occuparsi di un simile meccanismo.

Differenziale "Thorsen"

Possiamo dire che questo differenziale è una fusione di due parole inglesi: coppia e sensing. Il primo si traduce in coppia, mentre il secondo è sensibile alla coppia. Nell'alloggiamento, i satelliti si trovano in un piano perpendicolare al proprio asse. Tra di loro, sono collegati da un ingranaggio sperone, mentre sono collegati agli ingranaggi semi-assiali mediante un ingranaggio a vite senza fine.

Quando si entra nella virata, il cambio semiasse, che è collegato con la ruota inerti, fa ruotare il satellite, e sta già trasmettendo la rotazione a un altro satellite, il semiasse. Grazie a una connessione cinematica così rigida, le ruote della macchina ruotano a diverse velocità angolari.

Se necessario, il meccanismo è bloccato. Ciò è dovuto alla forza di attrito che si verifica nella ruota a vite a causa della differenza di coppia sulle ruote. Sfortunatamente, questo design ha degli svantaggi. Il meccanismo è piuttosto complicato da produrre e riparare.

Meccanismo autobloccante Quaife

Una caratteristica distintiva di questo differenziale è che i satelliti si trovano in un piano parallelo all'asse di rotazione del corpo e, inoltre, in due file. Sono fissati non sugli assi, ma nelle aperture chiuse del case, che si trovano su entrambi i lati.

Allo stesso tempo, la corsia di destra, che contiene 3-5 satelliti, è collegata all'ingranaggio destro del mezzo asse e la riga sinistra è collegata, rispettivamente, al semiasse sinistro. Inoltre, questi elementi di entrambe le righe sono collegati tra loro attraverso uno.

Quando una delle ruote diminuisce la velocità di rotazione, il semi-asse viene collegato ad esso e, di conseguenza, l'ingranaggio ruota più lentamente rispetto all'alloggiamento differenziale posteriore, il che fa ruotare il satellite ad esso collegato. Lui, a sua volta, passa il testimone ad un altro di questi elementi, e già quello sul relativo albero del semiasse. Di conseguenza, le diverse velocità angolari di entrambe le ruote si ottengono in curva.

A causa della differenza di coppia a diverse ruote, si crea una forza di attrito che porta a un bloccaggio del differenziale. Di conseguenza - l'auto si alza. Tali meccanismi sono diffusi tra gli appassionati di tuning.