Differenziale Automotive: dispositivu, malfunzionamenti è metudu di selezzione

In a ducumentazione tecnica di SUV à pienu sviluppu, qualchi crossover è vitture di cità cù a trazione integrale, ci hè a frasa "serratura differenziale". Scupreremu ciò chì hè, quale hè u so scopu in a vittura, cumu funziona, è ancu cume sceglie un novu per rimpiazzà quellu fallitu.

Cosa hè u differenziale di macchina

U differenziale in una vittura hè un elementu di trasmissione. Fornisce una rotazione indipendente di e rote motrici, ma in listessu tempu trasmette u listessu torque à ognuna di elle.

Questu elementu hè particularmente impurtante per a stabilità di a vittura in curve. Sapemu da a fisica chì quandu si gira, una rota à l'internu di un semicirculu percorre un percorsu più cortu chè una rota à l'esternu di un cerchju. In u casu di e rote guidate, questu ùn si sente mancu.

In quantu à e rotule motrici, se ùn ci era nisun differenziale in a trasmissione, ogni vittura perderà significativamente a stabilità durante e girate. U prublema hè chì e rotule esterne è interne devenu girà à diverse velocità quandu in curva per mantene l'aderenza. Altrimenti, una di e rotule scivulerebbe o scivularà.

U differenziale hè installatu annantu à l'assi di trasmissione. In casu di veiculi cù quattru ruote motrici (SUV o 4x4 classi), stu meccanisimu hè dispunibule annantu à tutti l'assi.

In alcune vitture, u differenziale hè saldatu specificamente per uttene a vittura à a deriva. Un esempiu di questu sò e vitture di rally à duie ruote cù un differenziale saldatu. Tuttavia, per a guida normale di a cità, hè megliu aduprà un differenziale di fabbrica, o, cume si chjama ancu, un differenziale apertu.

Storia differenziale è scopu

U cuncepimentu di u differenziale hè apparutu quasi simultaneamente à l'iniziu di a produzzione di veiculi dotati di un mutore à combustione interna. A differenza era solu un paru d'anni.

E prime vitture eranu cusì instabili quandu in curva chì l'ingegneri avianu da puzzle nantu à cumu trasferisce a stessa spinta à e roti di trasmissione, ma à u listessu tempu li facenu in modo da pudè girà à velocità diverse quandu in curva.

Ancu s'ellu ùn si pò dì chì u meccanisimu stessu hè statu sviluppatu dopu l'avventu di e vitture cù mutori à combustione interna. U fattu hè chì per risolve a gestione di e prime vitture, hè stata presa in prestazione un sviluppu chì era statu adupratu prima nantu à i carru à vapore.

U meccanisimu stessu hè statu sviluppatu da un ingenieru di Francia - Onesifor Pekker in u 1825. Ferdinand Porsche hà continuatu u travagliu nantu à a rota di scalu in a vittura. In cullaburazione trà a so impresa è ZF AG (Friedrichshafen), hè statu sviluppatu un differenziale di camma (1935).

L'usu massivu di differenziali LSD hà iniziatu in 1956. A tecnulugia hè stata aduprata da tutti i pruduttori di vitture chì hà apertu nuove possibilità per i veiculi à quattru roti.

Dispositivu differenziale

U differenziale era basatu annantu à una scatula di ingranaggi planetaria. Una scatula di cambiamenti simplice hè custituita da dui ingranaggi chì anu un numeru differente di denti di listessa dimensione (per un impegnu costante).

Quandu l'ingranaghju più grande gira, u più chjucu face più rivoluzioni intornu à u so assi. A mudificazione planetaria furnisce micca solu a trasmissione di u torque à l'assi di trasmissione, ma a cunverte ancu in modu chì e velocità di l'assi di trasmissione è di trasmissione sò diverse. In più di a solita trasmissione di ingranaggi in scatule di trasmissione planetarie, parechji elementi addiziunali sò aduprati chì interagiscenu cù trè principali.

U differenziale utilizza u pienu potenziale di e scatule di trasmissione planetarie. A causa di u fattu chì un tale meccanismu hà dui gradi di libertà è vi permette di cambià u rapportu di trasmissione, tali meccanismi si sò rivelati efficaci per assicurà a stabilità di e ruote motrici chì giranu à diverse velocità.

U dispositivu differenziale include:

• Alloghju differenziale o cuppa. L'attrezzi è l'ingranaggi pianetarii interi sò fissati in questu;
• Ingranaggi Semiaxis (u tippu solare hè u più spessu adupratu). Pigliate u torque da i satelliti è trasmettelu à e rote motrici;
• Ingranaggi guidati è guidati di u trasferimentu principale;
• Satelliti. Funzionanu cum'è ingranaggi planetarii. Se a vittura hè una vittura di passeggeri, allora ci saranu duie tali parti in un meccanisimu. In SUV è camiò, l'attrezzi planetarii anu 4 satelliti.

Diagramma di funziunamentu differenziale

Ci hè dui tippi di tali meccanismi - un differenziale simmetricu è asimmetricu. A prima mudificazione hè capace di trasmette u torque à l'arburu di l'assi in modu uguale. U so funziunamentu ùn hè micca influenzatu da e velocità angulare di e rote motrici.

A seconda mudificazione furnisce l'aghjustamentu di u torque trà e roti di l'assi di trasmissione, se cumincianu à girà à diverse velocità. Spessu, un tale differenziale hè installatu trà l'assi di un veìculu à trazione integrale.

Più dettagli nantu à i modi di operazione di u differenziale. U meccanismu funziona diversamente in tali situazioni:

• A vittura và dritta;
• A vittura face una manuvra;
• I roti motrici cumincianu à sciddicà.

Eccu cumu funziona u differenziale:

Cumu funziona u differenziale autostuk.ru?

Cù muvimentu drittu

Quandu a vittura và dritta, i satelliti sò solu u ligame trà l'ingranaggi di l'assi. E rote di a vittura giranu à listessa velocità, allora a cuppa gira cum'è una sola pipa chì cullega tramindui arbuli di l'assi.

U torque hè distribuitu uniformemente trà e duie roti. E rivoluzioni di e rotule currispondenu à e rivoluzioni di u pignone.

Quandu si vultò

Quandu a macchina manovra, a rota in u raghju di girata esterna face più rivoluzioni di quella in u raghju di girata interiore. A rota interna scontra assai resistenza chì u torque per a rota esterna aumenta è a strada impedisce di girà à a velocità adatta.

In questu casu, i satelliti entranu in ghjocu. A rota dentata di l'arburu di l'assi internu si rallenta, per via di quessa l'engranaje planetariu in a tazza cummencia à girà in direzzione opposta. Stu meccanisimu permette di mantene a stabilità di a vittura, ancu in giri stretti è stretti. Impedisce ancu l'usura eccessiva di i pneumatici nantu à a rota decelerante.

Quandu sciddicava

A terza situazione in cui u differenziale hè utile hè u slittamentu di e rotule. Questu accade, per esempiu, quandu una vittura si mette in fangu o si move in ghiacciu. In questu modu, u differenziale funziona nantu à un principiu cumpletamente diversu da quellu in curva.

U fattu hè chì quandu si scorri, a rota suspesa cumencia à girà liberamente, ciò chì porta à una perdita di coppia in a rota chì hà una aderenza sufficiente à a superficia di a strada. Se u differenziale avia travagliatu in modu di curva, entrendu in fangu o in ghiacciu, a vittura si sarebbe fermata in tuttu, postu chì a trazione sarebbe sparita in tuttu.

Per eliminà stu prublema, l'ingegneri anu sviluppatu un differenziale di slittamentu limitatu. Parleremu di u so travagliu un pocu dopu. Prima, vale a pena cunsiderà e mudificazioni esistenti di differenziali è e so differenze.

Tipi diffirenziali

Se a vittura hà un assu di trasmissione, allora serà dotata di un differenziale di l'assi trasversali. Un veiculu à tutte e ruote utilizza un differenziale centrale. In e vitture à trazione anteriore, stu meccanisimu hè ancu chjamatu differenziale anteriore, è i mudelli in e vitture à trasmissione posteriore sò chjamate differenziale posteriore.

Questi meccanismi sò divisi in trè categurie secondu u tippu di ingranaggi:

• Differenziale bisellu;
• Differenziale di ingranaggi senza vite;
• Differenziale cilindricu.

Differenu trà elli in a forma di l'ingranaggi principali è assiali. E mudificazioni cuniche sò installate in i veiculi di trazione anteriore è posteriore. Quelli cilindrici sò aduprati in mudelli à trazione integrale, è l'ingranaggi senza vite sò adatti per tutti i tipi di trasmissioni.

Sicondu u mudellu di vittura è e cundizioni di strada induve u veiculu hè operatu, seranu utili i seguenti tippi di differenziali:

1. Interlock meccanicu;
2. Differenziale autoblocante;
3. Intrecciu elettricu.

Differenziali bluccati meccanicamente

In questa mudificazione, i satelliti sò bluccati da u cunduttore stessu cù interruttori speciali nantu à e roti. Quandu u veiculu hè in linea diritta o gira, u differenziale funziona nurmale.

Appena una vittura ghjunghje à una strada cù una superficia instabile, per esempiu, cunduce in una furesta cù fangu o una strada innevata, u cunduttore move e leve in a pusizione desiderata, affinchì i satelliti sianu bluccati.

In questu modu, l'attrezzi planetarii ùn funziona micca, è a vittura, in principiu, hè senza differenziale. Tutte e rote motrici giranu à listessa velocità, chì impedisce u sciddicamentu, è a trazione hè mantenuta nantu à tutte e rote.

Tali miccanismi anu un dispositivu più simplice è sò stallati in certi SUV di u budget, cum'è in i veiculi UAZ naziunali. Siccomu i pneumatici ùn si usanu micca eccessivamente quandu si cunduce lentamente attraversu a fanga, stu cuncepimentu ùn face micca male à i pneumatici di a vittura.

Differenziale autobloccante

Ci hè parechji tippi di meccanismi in questa categoria. Esempii di tali dispositivi sò:

• LSD. In tali scatule di ingranaggi, cù una rotazione eccessivamente alta di unu di l'assi di l'assi, i satelliti sò bluccati automaticamente. Quista impedisce à a rota stabile di perde trazione;
• Clutch viscosu. Queste differenziali utilizanu una sostanza viscosa à base di silicone. In un statu frescu, ferma in un statu liquidu. Appena cumencia à scaldassi è mischjassi, e proprietà di a sustanza cambianu, è acquista una struttura appiccicosa, chì aumenta a so viscosità. Questa caratteristica aumenta cù un aumentu di a differenza in a rotazione di l'assi di l'assi. L'accoppiamenti viscosi anu parechji svantaghji significativi. Prima, ùn sò micca riparati. Quandu a sustanza perde e so proprietà, tuttu u bloccu deve esse rimpiazzatu. In siconda, u bloccu si faci quandu ci hè una forte scivolata di a rota, cusì a vittura ùn face micca sempre fronte à e condizioni off-road. Malgradu queste mancanze, u meccanisimu differisce da u prezzu di u bilanciu. A maiò parte di i crossovers à pocu costu sò dotati solu di tali differenziali.
• Torsen. U torsu utilizza una serratura à vermi. Quandu u coefficiente di coppia in un assu aumenta o diminuisce in relazione à u secondu assu, a serratura hè attivata. Sta tecnulugia hè aduprata, per esempiu, in i veiculi Audi. U dispositivu pò ancu esse classificatu cum'è meccanismi intrecciati meccanicamente. Hè cunsideratu u più affidabile di tutti i tipi di differenziali è si distingue per a so simplicità. Per questa ragione, sò costosi.

Intrecciu elettricu

Tali differenziali sò assuciati à l'elettronica di u veiculu. Sò cunsiderati i più costosi perchè anu una struttura cumplessa è un discu bloccante. Stu meccanisimu hè assuciatu à l'ECU di u veiculu, chì riceve dati da sistemi chì surveghjanu a rotazione di e roti, cum'è l'ABS. In certi veiculi, u bloccu automaticu pò esse disattivatu. Per questu, ci hè un buttone speciale nantu à u pannellu di cuntrollu.

U vantaghju di e opzioni elettroniche hè chì permettenu di stabilisce parechji gradi di bloccu. Un altru vantaghju di tali meccanismi hè chì aiutanu perfettamente à trattà u oversteer. In questi mudelli, u torque hè applicatu à l'ingranimentu di l'assi, chì gira à una velocità inferiore.

Più infurmazione nantu à u bloccu differenziale

Ogni differenziale di l'assi trasversali hà un svantaghju significativu - u torque hè furnitu automaticamente à a rota, chì gira più forte. Per via di questu, a seconda rota, chì hà una trazione sufficiente, perde a trazione. Per questa ragione, una tale scatula di ingranaggi ùn darà micca l'occasione di uscì indipindente da u fangu o da a neve.

Cum'è l'accennatu prima, u prublema hè risoltu bluccendu i satelliti. Ci hè dui modi di bloccu:

• U bloccu cumpletu hè fattu per via di u fattu chì tutti l'elementi di a scatula di ingranaggi sò accoppiati rigidamente. Questu assicura chì a rota cù a migliore presa riceve un torque suffissu;
• U bloccu parziale hè pussibule cambiendu u fattore di bloccu. Quandu a vittura cunduce in linea dritta, stu fattore hè 1. Appena i satelliti sò bluccati in u differenziale simmetricu, stu fattore cambia da un valore trà 3 è 5. In questu casu, a rotella chì gira continua à girà, ma riceve menu coppia.

Eccu un video nantu à perchè u diferenziale hè bluccatu:

Perchè bluccà u differenziale nantu à i SUV, è chì hè

Malfunzioni differenziali

Datu chì u cuncepimentu di qualsiasi differenziale utilizza l'interazzione di ingranaggi è assi, un tale meccanismu hè suscettibile à usura rapida è rottura. L'elementi di u meccanisimu planetariu sò sott'à una carica seria, dunque, senza una manutenzione curretta, falleranu rapidamente.

Ancu se l'ingranaggi sò fatti di materiali resistenti, vale a pena di fà attenzione à u meccanisimu s'ellu ci hè un rumore, un colpu è una vibrazione aumentate durante a guida, chì ùn eranu micca prima. Ancu un mumentu alarmante hè a fugida di lubrificante. U peghju di tutti, se u meccanisimu hè inceppatu. Tuttavia, cù un mantenimentu currettu, questu succede raramente.

Duvete cuntattà un serviziu di vittura appena una fuga d'oliu apparisce da a scatula di u cambio. Pudete verificà u node da sè. Oltre à un'ispezione visuale dopu un viaghju, pudete verificà a temperatura di l'oliu in a scatula di trasmissioni. Durante u funziunamentu normale di u meccanisimu, sta figura serà di circa 60 gradi. Se u differenziale si riscalda assai di più, allora duvete circà u cunsigliu di un spezialistu.

U livellu è a qualità di u lubrificante devenu esse verificati cum'è parte di a manutenzione di routine. Ogni fabbricante di oliu di trasmissione stabilisce i so propri regolamenti per a so sostituzione. Ùn ignurate micca sta raccomandazione, postu chì l'oliu pò cuntene piccule particelle abrasive chì danneghjanu i denti di l'ingranaggio, è distrughjenu u film d'oliu chì impedisce l'attritu di e parti metalliche.

Se, in u risultatu di l'ispezione visuale, una fuga di u differenziale centrale hè stata nutata o un prublema simile hè osservatu cù l'analogi di una vittura à trazione anteriore, u sigillu di l'oliu deve esse rimpiazzatu. Una diminuzione di u livellu di lubrificante porta à una frizione aumentata di e parti, chì riduce significativamente a vita di travagliu di u dispositivu. Fà chì a trasmissione sia secca rende i satelliti, i cuscinetti è l'ingranaggi assiali inutilizabili.

L'autodiagnosticu di u differenziale si face di seguitu. Prima, alza l'assi di trasmissione di a vittura. A scatula di cambiamenti hè sposta à u neutru. Una rota gira prima in una direzzione è dopu in l'altra direzzione. A stessa prucedura si face cù a seconda rota.

Cù un differenziale di travagliu, e rote gireranu senza ghjocu è rumore. Inoltre, alcuni difetti ponu esse eliminati da sè stessu. Per questu, a scatula di ingranaggi hè rimossa, smuntata è tutti i so elementi sò lavati in benzina (per identificà i punti difettosi). Durante sta prucedura, pudete truvà a reazione di i satelliti è u sviluppu nantu à l'ingranaggi.

L'elementi usurati sò rimossi, è invece sò installate nuove parti. Fondamentalmente, i satelliti, i cuscinetti è i sigilli olii sò soggetti à rimpiazzamentu, postu chì fallenu più rapidamente. I satelliti sò adattati scegliendu ingranaggi cù una distanza minima trà i denti.

Eccu un altru video nantu à cumu si pò adattà a precarica di u cuscinettu differenziale:

Ajustazione di tensione di u cuscinettu differenziale

Truvà un novu differenziale

Malgradu u fattu chì un differenziale inter-roti o centru hè faciule da truvà in u mercatu di i ricambi auto, u so costu hè abbastanza altu (una nova parte pò custà da centinaie à migliaia di dollari). Per questa ragione, a maiò parte di l'automobilisti raramente accettanu una sostituzione cumpleta di u meccanisimu.

Un novu mecanismu o i so elementi individuali ponu esse truvati in u listessu modu cum'è e parti di l'automobile regulare. U modu più faciule hè di andà in un magazinu è dumandà una parte specifica per un veiculu datu. Tuttavia, questu si applica se u veiculu ùn hè micca statu aggiornatu. Altrimenti, a parte hè selezionata secondu u codice di l'unità o secondu u mudellu di vittura da u quale a parte di ricambio hè stata rimossa.

Hè megliu circà una parte per i dati di a vittura, è micca per u codice di u produttu, postu chì questi simbuli ponu esse truvati solu dopu à u smuntamentu di u meccanisimu. Stu node hà assai modifiche. Ancu per a listessa marca di vittura, ponu esse aduprati sfarenti sferenziali.

Datu stu mumentu, hè estremamente difficiule di truvà l'analogicu perfettu da un'altra vittura. In quantu à l'acquistu di un differenziale in u mercatu secundariu, questu hè lasciatu à u periculu è à u risicu di u pruprietariu di a vittura stessu, postu chì nimu ùn smunterà è verificerà u statu di a parte. Quì aumenta u risicu di cumprà un meccanismu assai sfruttatu.

Riassumendu, si deve dì chì senza un differenziale hè impussibile creà una vittura sicura è efficiente, ancu se i fan di torsioni di dimes nantu à l'asfaltu seccu ne discuteranu.

Dumande è risposte:

Chì ghjè un differenziale in una vittura in termini simplici? Hè un elementu miccanicu chì hè stallatu trà l'arbureti di l'assi di a rota di trasmissione. U torque hè trasmessu à l'alloghju differenziale à traversu u cardan, è dopu hè alimentatu à e roti per mezu di ingranaggi indipendenti.

A cosa serve un differenziale in una vittura? Stu mekanismu furnisce a trasmissione di torque à e roti d'accionamentu, ma quandu si facenu manuvre o mentre guidanu sopra i bumps, permette à e roti di rotà à diverse velocità.

Induve hè u differenziale in a vittura? Stu mekanismu hè stallatu nantu à l'asse di trasmissione trà i fusti di l'assi. In i mudelli XNUMXWD è plug-in XNUMXWD, hè stallatu nantu à ogni assi.

Quale vittura hà un differenziale centru? Tutte e vitture anu un differenziale di l'asse incruciatu (si trova trà l'assi di l'assi). U differenziale centru hè utilizatu solu in i mudelli di carru à tutti i roti (hè stallatu trà l'assi).