تفاضل محدود: كيف يعمل؟

2024 مؤلف: Erin Ralphs | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-19 11:53

مصطلح "القفل التفاضلي" ، أو "التفاضل المحدود" (الحجب الذاتي) ، سمعه العديد من سائقي السيارات ، لكن القليل منهم فقط يعرفون كيف تبدو هذه العملية عمليًا. وإذا كانت شركات صناعة السيارات السابقة قد جهزت مثل هذا "الخيار" بشكل أساسي بسيارات الدفع الرباعي ، فيمكن الآن العثور عليها أيضًا في سيارة المدينة تمامًا. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يقوم أصحاب السيارات غير المجهزة بكتل ذاتي ، بعد أن فهموا الفوائد التي يجلبونها ، بتثبيتها بمفردهم.

لكن قبل فهم كيفية عمل تفاضل ذاتي القفل ، عليك أن تفهم كيف يعمل دون قفل.

ما هو التفاضل

يمكن اعتبار التفاضل (الفرق) بحق أحد العناصر الرئيسية لتصميم ناقل الحركة في السيارة. بمساعدتها ، يتم نقل وتغيير وتوزيع عزم الدوران الناتج عن المحرك بين زوج من المستهلكين: عجلات تقع على نفس محور الماكينة أو بين محاورها. علاوة على ذلك ، يمكن أن تختلف قوة تدفق الطاقة الموزعة ، إذا لزم الأمر ، مما يعني أن سرعة دوران العجلات مختلفة.

بيمكن تثبيت فرق ناقل الحركة في السيارة: في مبيت المحور الخلفي وعلبة التروس وحالة النقل ، اعتمادًا على جهاز (أجهزة) القيادة.

تلك الاختلافات التي يتم تثبيتها في الجسر أو علبة التروس تسمى العجلة الداخلية ، والتي تقع بين محاور السيارة ، على التوالي - interaxle.

الواجب التفاضلي

كما تعلم ، تقوم السيارة بمناورات مختلفة أثناء القيادة: المنعطفات ، تغيير المسار ، التجاوز ، إلخ. بالإضافة إلى ذلك ، قد يحتوي سطح الطريق على مطبات ، مما يعني أن عجلات السيارة ، حسب الحالة ، في وقت واحد يمكن أن تغطي مسافات مختلفة. لذلك ، على سبيل المثال ، عند الدوران ، إذا كانت سرعة دوران العجلات على المحور هي نفسها ، فإن إحداها ستبدأ حتمًا في الانزلاق ، مما سيؤدي إلى تآكل الإطارات المتسارع. لكن هذا ليس الأسوأ. أسوأ من ذلك بكثير ، تم تقليل مناولة السيارة بشكل كبير.

لحل مثل هذه المشاكل ، توصلوا إلى تفاضل - آلية من شأنها إعادة توزيع الطاقة القادمة من المحرك بين محاور السيارة وفقًا لقيمة مقاومة التدحرج: فكلما انخفض ، زاد ستكون سرعة العجلة والعكس صحيح

آلية تفاضلية

اليوم ، هناك العديد من أنواع الاختلافات ، وأجهزتهم معقدة للغاية. ومع ذلك ، فإن مبدأ العملية هو نفسه بشكل عام ، لذلك سيكون من الأسهل فهم أبسط نوع - تفاضل مفتوح ، والذي يتكون من العناصر التالية:

1. تروس مثبتة على أعمدة المحور.
2. ترس مدفوعة (تاج) ، مصنوع على شكل مخروط مقطوع.
3. ترس محرك مركب على نهاية عمود الإدارة ، والذي يشكل مع التاج الترس الرئيسي. نظرًا لأن الترس المدفوع أكبر من ترس القيادة ، فسيتعين على الأخير إجراء عدة دورات حول محوره قبل أن يؤدي الترس الدائري واحدًا فقط. لذلك ، فإن هذين العنصرين من التفاضل هما اللذان يقللان من كمية الطاقة (السرعة) التي تصل في النهاية إلى العجلات.
4. الأقمار الصناعية التي تشكل الترس الكوكبي ، والتي تلعب دورًا رئيسيًا في توفير الفرق الضروري في سرعة دوران العجلات.
5. حالات

كيف يعمل التفاضل

أثناء الحركة المستقيمة للسيارة ، تدور أعمدة محورها ، ومن ثم العجلات ، بنفس سرعة عمود الإدارة مع ترسه الحلزوني. لكن أثناء الدوران ، يصبح الحمل على العجلات مختلفًا (يحاول أحدهما الدوران بشكل أسرع) ، وبسبب هذا الاختلاف ، يتم إطلاق الأقمار الصناعية. الآن تمر طاقة المحرك من خلالها ، وبما أن زوجًا من الأقمار الصناعية عبارة عن تروس منفصلة ومستقلة ، تنتقل سرعة دوران مختلفة إلى أعمدة المحور. وبالتالي ، يتم توزيع الطاقة التي يولدها المحرك بين العجلات ، ولكن بشكل غير متساوٍ ، واعتمادًا على الحمولة التي تؤثر عليها: ما يتحرك على طول نصف القطر الخارجي يواجه مقاومة أقل للدوران ، وبالتالي فإن الفرق ينقل المزيد من الطاقة إليه ، يدورأسرع.

لا يوجد فرق في كيفية عمل الترس التفاضلي المركزي والعجلة التفاضلية: مبدأ التشغيل مشابه ، فقط في الحالة الأولى يتم توجيه عزم الدوران الموزع إلى محاور السيارة ، وفي الحالة الثانية - إلى عجلاتها تقع على نفس المحور

تصبح الحاجة إلى فرق المركز ملحوظة بشكل خاص عند قيادة السيارة فوق تضاريس وعرة ، عندما يضغط وزنها على المحور الأقل من الآخر ، على سبيل المثال ، عند صعود أو منحدر.

مشكلة تفاضلية

على الرغم من حقيقة أن التفاضل يلعب بالتأكيد دورًا كبيرًا في تصميم السيارة ، إلا أن تشغيله يؤدي أحيانًا إلى مشاكل للسائق. وهي: عندما تكون إحدى العجلات على جزء زلق من الطريق (طين أو جليد أو ثلج) ، فإن الآخر ، الموجود على أرض أكثر صلابة ، يبدأ في تجربة حمولة متزايدة ، يحاول الفرق إصلاح ذلك ، ويعيد توجيه طاقة المحرك على العجلة المنزلقة. وهكذا ، اتضح أنه يتلقى أقصى قدر من الدوران ، بينما الآخر ، الذي لديه قبضة محكمة على الأرض ، يظل ثابتًا.

تم اختراع قفل (تعطيل) التفاضل بدقة لحل مثل هذه المشكلات.

مبدأ الحجب و أنواعه

بعد فهم مبدأ التفاضل ، يمكننا أن نستنتج أنه إذا قمت بحظره ، فسوف يزداد عزم الدوران على العجلة أو المحور الذي يتمتع بأفضل قبضة. يمكن القيام بذلك عن طريق توصيل جسمه بأحد محوري المحور أو عن طريق إيقاف دوران الأقمار الصناعية.

بلوكيمكن أن تكتمل - عندما تكون أجزاء التفاضل متصلة بشكل صارم. يتم تنفيذه ، كقاعدة عامة ، بمساعدة قابض الكامة ويتحكم فيه السائق من خلال محرك خاص من كابينة السيارة. أو يمكن أن يكون جزئيًا ، وفي هذه الحالة يتم نقل قوة محدودة فقط إلى العجلات - هذه هي الطريقة التي يعمل بها التفاضل الذاتي القفل ، والذي لا يتطلب تدخلًا بشريًا.

كيف يعمل الفارق الذاتي القفل

الترس التفاضلي ذاتي القفل هو في الأساس حل وسط بين الكتلة الكاملة والفارق الحر ، ويسمح لك بتقليل انزلاق عجلات السيارة في حالة وجود اختلاف في معامل الجر بينهما. وبالتالي ، يتم زيادة القدرة عبر البلاد ، والتعامل مع الطرق الوعرة ، وكذلك ديناميكيات تسريع السيارة بشكل كبير ، بغض النظر عن جودة الطريق.

يزيل القفل الذاتي قفل العجلات بالكامل ، والذي يحمي أعمدة المحور من الأحمال الحرجة التي يمكن أن تحدث في الفوارق القسرية.

يتم تحرير أقفال المحور تلقائيًا إذا تساوت سرعات العجلة أثناء القيادة في خط مستقيم.

أكثر أنواع الكتل الذاتية شيوعًا

القرص الذاتي الكتلة عبارة عن مجموعة من أقراص الاحتكاك (الاحتكاك) المثبتة بين جسم الفرق وترس المحور.

ليس من الصعب فهم كيفية عمل تفاضل مع مثل هذه الكتلة: أثناء قيادة السيارة في خط مستقيم ، يدور جسم الفرق وكلا محوري المحور معًا ، بمجرد وجود اختلاف في سرعات الدوران (اصطدمت العجلة بمنطقة زلقة) ، يحدث احتكاك بين الأقراص مما يقللها. هذا هو ، العجلةسيستمر البقاء على الأرض الصلبة في الدوران بدلاً من التوقف ، كما في حالة التفاضل الحر.

اقتران لزج ، أو اقتران لزج بطريقة أخرى ، بالإضافة إلى الفرق السابق ، يحتوي على حزمتين من الأقراص ، فقط هذه المرة مثقبة ، مثبتة فيما بينها بفجوة صغيرة. يحتوي أحد أجزاء الأقراص على قابض بالجسم ، والآخر به عمود إدارة

توضع الأقراص في حاوية مملوءة بسائل السليكون العضوي ، والذي ، عند تدويره بشكل موحد ، يظل دون تغيير. بمجرد وجود اختلاف في السرعة بين العبوات ، يبدأ السائل في التكاثف بسرعة وبقوة. توجد مقاومة بين السطوح المثقبة. وبالتالي ، يتم إبطاء الحزمة غير الملتوية بشكل مفرط ، ويتم تسوية سرعة الدوران.

حظر ذاتي مسنن (برغي ، دودة). يعتمد عملها على قدرة زوج الدودة على الإسفين وبالتالي منع أعمدة المحور عند حدوث اختلاف في عزم الدوران عليها.

كام ذاتي الحظر. لفهم كيفية عمل هذا النوع من التفاضل ، يكفي تخيل تفاضل مفتوح ، حيث يتم تثبيت أزواج العتاد (الكام) بدلاً من آلية التروس الكوكبية. تدور الكاميرات (تقفز) عندما تكون سرعات العجلة متماثلة تقريبًا ، وتكون مقفلة بشدة (محشورة) بمجرد أن تبدأ إحداها في الانزلاق.

لا يوجد فرق في كيفية عمل قفل التفاضل المركزي والفرق بين العجلات - مبدأ التشغيل هو نفسه ، والاختلافاتفقط عند نقاط النهاية: في الحالة الأولى - محورين ، في الثانية - عجلتان مثبتتان على نفس المحور.

المحلية "نيفا" وتفاضلاتها

تحتل Niva مكانة خاصة في خط VAZs المحلية: على عكس "أقاربها" على خط التجميع ، تم تجهيز هذه السيارة بمحرك دفع رباعي غير قابل للتبديل.

ثلاثة تفاضلات مثبتة في ناقل الحركة VAZ SUV: تفاضلات بين العجلات في كل محور ، وتفاضلات بينية في علبة النقل. على الرغم من هذا العدد ، لن تضطر إلى معرفة كيفية عمل الفروق على Niva مرة أخرى. كل شيء هو نفسه بالضبط كما هو موضح أعلاه. أي أثناء الحركة المستقيمة للماكينة ، بشرط عدم وجود انزلاق على العجلات ، يتم توزيع قوة الجر بينهما بالتساوي ولها نفس القيمة. عندما تبدأ إحدى العجلات في الانزلاق ، يتم توجيه كل الطاقة من المحرك ، التي تمر عبر الفرق ، إلى هذه العجلة.

نيفا القفل التفاضلي

قبل الحديث عن كيفية عمل القفل التفاضلي على Niva ، يجب ملاحظة نقطة واحدة ، وهي توضيح الغرض من المقبض الأمامي (الصغير) لحالة النقل.

يعتقد بعض السائقين أنه بمساعدتها ، يتم تشغيل الدفع بالعجلات الأمامية في السيارة - وهذا ليس كذلك: يتم دائمًا تشغيل كل من محركات العجلات الأمامية والخلفية في Niva ، ويتحكم هذا المقبض في النقل حالة التفاضل. أي ، بينما يتم تعيينه في الوضع "الأمامي" ، يعمل الفرق بشكل طبيعي ومتى"رجوع" - إيقاف.

والآن بشكل مباشر حول القفل: عند إيقاف تشغيل الترس التفاضلي ، يتم إغلاق أعمدة علبة النقل بواسطة القابض ، وبالتالي معادلة سرعات الدوران بالقوة ، أي أن السرعة الإجمالية لعجلات المحور الأمامي تساوي السرعة الإجمالية للمحور الخلفي. يحدث توزيع الدفع في اتجاه مقاومة أكبر. لنفترض أن العجلة الخلفية تنزلق ، إذا قمت بتشغيل القفل ، فإن قوة الجر ستنتقل إلى المحور الأمامي ، وستقوم عجلاته بتمديد السيارة ، ولكن إذا انزلقت العجلة الأمامية أيضًا مع العجلة الخلفية ، فإن Niva لن يخرج من تلقاء نفسه.

لمنع حدوث ذلك ، يقوم سائقي السيارات بتثبيت كتل ذاتية في الجسور للمساعدة في سحب سيارة عالقة. حتى الآن ، الأكثر شعبية بين مالكي Niva هو فارق Nesterov.

كتلة نيستيروف الذاتية

سر شعبيتها يكمن في طريقة عمل تفاضل نيستيروف.

تصميم التفاضل لا يسمح فقط بضبط السرعة الزاوية لعجلات السيارة على النحو الأمثل عند القيام بالمناورات ، ولكن أيضًا في حالة انزلاق العجلة أو تعليقها ، يمنحها الجهاز الحد الأدنى من الطاقة من المحرك. علاوة على ذلك ، فإن رد فعل المنع الذاتي على التغيير في حالة المرور يكون فوريًا تقريبًا. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل الترس التفاضلي Nesterov على تحسين معالجة السيارة بشكل كبير حتى في المنعطفات الزلقة ، ويزيد من ثبات الاتجاه ، ويزيد من ديناميكيات التسارع (خاصة في فصل الشتاء) ، ويقلل من استهلاك الوقود. وتركيب الجهاز لا يتطلب ايتغييرات في تصميم ناقل الحركة ويتم تثبيته بنفس طريقة التثبيت الكلاسيكي.

وجد التفاضل تطبيقًا ليس فقط في تكنولوجيا السيارات ، بل اتضح أنه مفيد جدًا في السيارات ، مما يسهل إلى حد كبير حياة أصحابها.

التفاضلية ل motoblock

Motoblock - الوحدة ثقيلة جدًا ، وتتطلب الكثير من الجهد لقلبها ببساطة ، وبسرعة زاوية غير منظمة لدوران العجلات ، يصبح هذا الأمر أكثر صعوبة. لذلك فإن أصحاب هذه الآلات إذا لم يتم توفير الفروق في الأصل حسب التصميم ، يقومون بشرائها وتثبيتها بأنفسهم.

كيف يعمل تفاضل الجرارة الخلفية؟ في الواقع ، إنه يوفر فقط دورانًا سهلًا للسيارة ، ويوقف إحدى العجلات.

وظيفتها الأخرى ، التي لا تتعلق بإعادة توزيع الطاقة ، هي زيادة قاعدة العجلات. يوفر تصميم الترس التفاضلي استخدامه كامتداد للمحور ، مما يجعل الجرار الخلفي أكثر قدرة على المناورة ومقاومة للانقلاب ، خاصة عند المنعطفات.

في كلمة واحدة ، التفاضل هو شيء مفيد للغاية ولا يمكن الاستغناء عنه ، كما أن حظره يزيد بشكل كبير من قدرة السيارة على اختراق الضاحية.