Diferencialas yra esminis mechanizmas, leidžiantis kairiajam ir dešiniajam (arba priekiniams ir galiniams) varomiesiems ratams suktis skirtingu greičiu. Pagrindinė jo paskirtis automobiliuose yra perduoti variklio generuojamą sukimo jėgą į ratus, tuo pačiu užtikrinant galimybę jiems suktis skirtingu greičiu.
Kas yra Diferencialas ir jo Paskirtis
Diferencialą daugiausia sudaro kairės ir dešinės pusės veleno pavaros, dvi planetinės pavaros ir diferencialo korpusas (pavarų dėžė). Jo funkcija - priversti kairįjį ir dešinįjį ratus riedėti skirtingu greičiu automobiliui sukant arba važiuojant nelygiais keliais. Tai užtikrina, kad abiejų pusių varantieji ratai išlaikytų gryną riedėjimą. Diferencialas sumontuojamas siekiant reguliuoti greičio skirtumą tarp kairiojo ir dešiniojo ratų.
Kodėl Diferencialas Būtinas?
Automobilio ratai sukasi skirtingais greičiais, o darant posūkius tai ypač jaučiasi. Posūkio metu kiekvienas mašinos ratas nukeliauja skirtingą atstumą - vidiniai ratai važiuoja trumpesnį nuotolį nei išoriniai. Kadangi važiavimo trukmė yra ta pati visiems ratams, trumpesnį atstumą nuvažiavęs ratas sukasi lėčiau. Ratams, kurie nėra mechaniškai sujungti su varikliu, tai nėra problema, nes jie sumontuojami ant ašies ir gali laisvai suktis, nepriklausomai nuo kitų ratų.
Tačiau varomieji ratai yra susiję vienas su kitu, nes to reikia, kad vienas variklis ir pavara galėtų sukti abu ratus vienu metu. Jei automobilyje nebūtų diferencialo (taip buvo pirmosiose tokio tipo transporto priemonėse), važiuoti posūžiais būtų sudėtinga, o mašinai tektų papildomas mechaninis krūvis. Be diferencialo vienas ratas slystų, dėvėtųsi kelio danga ir padangos, o transporto priemonė prarastų stabilumą.
Jei automobilis neturi diferencialo, abu ratai bus tvirtai pritvirtinti ir sukasi tuo pačiu greičiu. Kai automobilis sukasi, ratai neišvengiamai riedės ir slys, o tai paspartins padangų susidėvėjimą, padidins automobilio energijos sąnaudas ir apkraus ašį. Siekiant užtikrinti, kad abiejų pusių varomieji ratai visada būtų grynai riedėjimo būsenos, naudojami du pusašiai, atitinkamai sujungiantys ratus iš abiejų pusių, o pagrindinio reduktoriaus varomieji ratai varo pusašius ir ratus.
Varnt keturiais ratais, norint varyti visus keturis ratus, jie turi būti sujungti. Jei keturi ratai yra mechaniškai sujungti, automobilis negali suktis tuo pačiu greičiu važiuojant posūkyje. Kad automobilio sukimosi greitis iš esmės būtų vienodas važiuojant posūkyje, reikia pridėti tarpinį diferencialą, kuris sureguliuotų priekinių ir galinių ratų greičio skirtumą.
„Už kampo“ – kaip veikia diferencialinis vairavimas (1937 m.)
Diferencialo Veikimo Principas ir Iššūkiai
Iš pažiūros diferencialas atrodo labai sudėtingas įtaisas, tačiau pats principas yra išties nesudėtingas. Jis perduoda sukimo momentą į ratus ir leidžia ratams suktis skirtingais greičiais, ypač posūkiuose. Tačiau diferencialas taip pat sukelia tam tikrą šalutinį poveikį: kai vienas iš dviejų varomųjų ratų turi didelį pasipriešinimą arba praranda sukibimą, visa išėjimo galia sutelkiama į kitą ratą, todėl tik vienas ratas veikia tuščiąja eiga. Tai reiškia, kad praradus sukibimą vienam ratui, transporto priemonė gali įstrigti, nors kitas varomasis ratas turi gerą sukibimą.
Diferencialo Blokavimas (Užraktas)
Kai automobilio varomieji ratai praranda sukibimą, diferencialas susilpnėja arba praranda diferencialo efektą. Siekiant išbristi iš bėdų, galia tolygiai paskirstoma varantiesiems ratams. Tai dažnai vadiname diferencialo užraktu (arba blokavimu). Diferencialo užrakto paskirtis - priverstinai sujungti kairįjį ir dešinįjį (arba priekinius ir galinius) varančiuosius ratus, kad jie suktųsi tuo pačiu greičiu, net jei vienas iš jų praranda sukibimą. Įprasti diferencialo užraktai yra dantinės ir kelių plokštelių sankabos.
Diferencialo Užrakto Valdymo Metodai
- Rankinis valdymas: vairuotojas pats aktyvuoja užraktą.
- Sukimo momento jutimo valdymas: sistema automatiškai blokuoja diferencialą, kai aptinkamas sukimo momento skirtumas tarp ratų.
- Elektroninis hidraulinis valdymas: elektronika valdo hidrauliką, kuri aktyvuoja užraktą.
Išimtis yra Torseno diferencialas, kuris turi įmontuotą diferencialo blokavimo funkciją ir nereikalauja specialaus valdymo mechanizmo, nes veikia remdamasis sukimo momento jautrumu.
Išmaniosios Diferencialo Valdymo Sistemos
Kai kuriuose automobiliuose, ypač visureigiuose, diegiamos pažangios diferencialo valdymo sistemos. Centrinėje konsolėje įrengtu sukamuoju valdikliu galima rinktis važiavimo dviem varomaisiais ratais, automatinį arba „Lock“ režimą. Automatiškai užsiblokuojančių diferencialų veikimo algoritmas yra sudėtingas, o blokavimo jėga priklauso nuo sankabos diskų skaičiaus bei jų dydžio ir gali būti reguliuojama.
- Automatinis režimas: esant įjungtam automatiniam režimui, sistema kontroliuoja droselio sklendės atidarymo kampą, variklio sūkius ir sukimo momentą, kad numatytų ratų sukimąsi ir atitinkamai paskirstytų sukimo momentą tarp priekinės ir galinės ašių, važiuojant iki 80 km/val. Važiuojant didesniu greičiu, sistema reaguoja į ratų sukimąsi ir varomąją jėgą sutelkia į galinius ratus, kad būtų atstatytas reikiamas sukibimas.
- Posūkiuose: atliekant posūkį, išmanioji sistema gali sutelkti didesnę galią į išorinį ratą, siekiant pagerinti stabilumą ir manevringumą.
„Už kampo“ – kaip veikia diferencialinis vairavimas (1937 m.)
tags: #land #cruiser #120 #diferencialo #veikimas