דיפרנציאל צולב ציר: סוגים, מכשיר, עקרון הפעולה

תוכן עניינים:

דיפרנציאל צולב ציר: סוגים, מכשיר, עקרון הפעולה
דיפרנציאל צולב ציר: סוגים, מכשיר, עקרון הפעולה
Anonim

דיפרנציאל הצולבים מתייחס למנגנון ההילוכים המחלק מומנט בין גלי ההינע. בנוסף, מנגנון זה מאפשר לגלגלים להסתובב במהירויות זוויתיות שונות. הרגע הזה בולט במיוחד בסיבובים. בנוסף, עיצוב זה מאפשר לנוע בבטחה ובנוחות על משטח קשה יבש. במקרים מסוימים, בנסיעה על מסלול חלקלק או בשטח, המכשיר המדובר יכול לשחק כעצור לרכב. שקול את המאפיינים של המבנה והתפעול של דיפרנציאלים צולבים.

דיפרנציאל צולב בתמסורת
דיפרנציאל צולב בתמסורת

Description

הדיפרנציאל נועד לחלק מומנט מגל הקרדן לצירי גלגל ההנעה מלפנים או מאחור, בהתאם לסוג ההנעה. כתוצאה מכך, הדיפרנציאל הצולבי מאפשר לסובב כל גלגל מבלי להחליק. זו המטרה הישירה של המנגנון.

בעת תנועה בקו ישר, כאשר העומס על הגלגלים אחיד עם מהירויות זוויתיות זהות,היחידה המדוברת מתפקדת כתא העברה. במקרה של שינוי בתנאי הנהיגה (החלקה, סיבוב, סיבוב), מחוון העומס משתנה. צירי הציר נוטים להסתובב עם פרמטרי מהירות שונים, יש צורך לחלק את המומנט ביניהם ביחס מסוים. בשלב זה, הדיפרנציאל הצולבי מתחיל לבצע את תפקידו העיקרי - הבטחת בטיחות תמרוני הרכב.

תכונות

הפריסה של מכשירי הרכב הנחשבים תלויה בציר ההנעה הפועל:

  1. על בית תיבת ההילוכים (הנעה קדמית).
  2. על בית הסרן האחורי של ההינע.
  3. מכוניות עם הנעה לכל הגלגלים מצוידות בדיפרנציאל בין-גלגלי על השלדים של שני הסרנים או תיבות ההעברה (הם מעבירים את רגע העבודה בין הגלגלים או הסרנים, בהתאמה).

כדאי לציין שהדיפרנציאל במכונות הופיע לא כל כך מזמן. בדגמים הראשונים, לצוותים "המונעים" הייתה יכולת תמרון גרועה. סיבוב הגלגלים עם פרמטר מהירות זוויתי זהה הוביל להחלקה של אחד האלמנטים או אובדן הידבקות למשטח הכביש. עד מהרה, המהנדסים פיתחו שינוי משופר של המכשיר, המאפשר ליישר את אובדן השליטה.

מכשיר דיפרנציאל צולב
מכשיר דיפרנציאל צולב

דרישות מוקדמות ליצירה

דיפרנציאלים צולבים של מכוניות הומצאו על ידי המעצב הצרפתי O. Pekker. במנגנון שנועד להפיץ מסתובבברגע, גלגלי שיניים וצירי עבודה היו נוכחים. הם שימשו להפוך את המומנט מהמנוע לגלגלי ההינע. למרות כל היתרונות, עיצוב זה לא פתר לחלוטין את בעיית החלקת הגלגלים בסיבובים. זה התבטא באובדן הידבקות של אחד האלמנטים המצופים. הרגע בולט במיוחד באזורים קפואים.

החלקה בתנאים כאלה הובילה לתאונות לא נעימות, ששימשו תמריץ נוסף לפיתוח מכשיר משופר שיוכל למנוע החלקה של הרכב. הפתרון הטכני לבעיה זו פותח על ידי F. Porsche, אשר הגיע לעיצוב פקה המגביל את החלקת הגלגלים. המכוניות הראשונות שהשתמשו בדיפרנציאל צלב מדומה היו פולקסווגן.

Device

הצומת המגביל עובד על העיקרון של תיבת הילוכים פלנטרית. העיצוב הסטנדרטי של המנגנון כולל את האלמנטים הבאים:

  • הילוכים חצי ציר;
  • לוויינים קשורים;
  • גוף עובד בצורת קערה;
  • ציוד ראשי.

השלד מחובר בצורה נוקשה לגיר המונע, שמקבל את המומנט מהאנלוגי של הגיר הראשי. הקערה דרך הלוויינים הופכת את הסיבוב לגלגלי ההינע. ההבדל במצבי המהירות של פרמטרים זוויתיים מסופק גם בעזרת גלגלי שיניים נלווים. יחד עם זאת, הערך של רגע העבודה נשאר יציב. הדיפרנציאל הצולבי האחורי מתמקד בהעברת המהירות לגלגלי ההינע. תַחְבּוּרָהכלי רכב עם הנעה לכל הגלגלים מצוידים במנגנונים חלופיים הפועלים על סרנים.

הרכבת דיפרנציאל הציר הצולב
הרכבת דיפרנציאל הציר הצולב

זנים

סוגי המנגנונים המצוינים מחולקים לפי מאפיינים מבניים, כלומר:

  • גרסאות חרוטיות;
  • אפשרויות גליליות;
  • הילוכים תולעים.

בנוסף, ההפרשים מחולקים במספר השיניים של גלגלי השיניים של צירי הציר לגרסאות סימטריות וא-סימטריות. בשל חלוקת המומנט האופטימלית, הגרסאות השניות עם צילינדרים מותקנות על הסרנים של כלי רכב עם הנעה לכל הגלגלים.

מכונות עם ציר הנעה קדמי או אחורי מצוידות בשינויים חרוטיים סימטריים. ציוד התולעת הוא אוניברסלי וניתן לצרף אותו עם כל סוגי המכשירים. יחידות חרוטיות מסוגלות לעבוד בשלוש תצורות: ישר, סיבובי והחלקה.

דיפרנציאל צולב
דיפרנציאל צולב

תכנית העבודה

בתנועה בקו ישר, נעילת דיפרנציאל צולבת חיקוי אלקטרונית מאופיינת בחלוקה שווה של העומס בין גלגלי הרכב. במקרה זה, נצפית מהירות זוויתית זהה, ולווייני הגוף אינם מסתובבים סביב הצירים שלהם. הם משנים את המומנט על ציר הציר באמצעות גלגל שיניים סטטי והגיר המונע של ההילוך הראשי.

בעת פניות, הרכב חווה כוחות ועומסים משתנים. הפרמטרים מחולקים באופן הבא:

  1. הגלגל הפנימי ברדיוס הקטן יותר מקבל גרר רב יותר מהמקביל החיצוני. מחוון עומס מוגבר גורם לירידה במהירות הסיבוב.
  2. הגלגל החיצוני נע לאורך שביל גדול יותר. יחד עם זאת, עלייה במהירות הזוויתית תורמת לסיבוב חלק של המכונה, ללא החלקה.
  3. בהתחשב בגורמים אלה, הגלגלים חייבים להיות בעלי מהירויות זוויתיות שונות. הלוויינים של האלמנט הפנימי מאטים את סיבוב צירי הציר. אותו דבר, בתורו, באמצעות אלמנט הילוך חרוטי, מגביר את עוצמתו של המקביל החיצוני. יחד עם זאת, המומנט מההילוך הראשי נשאר יציב.
עקרון הפעולה של הדיפרנציאל הצולבי
עקרון הפעולה של הדיפרנציאל הצולבי

החלקה ויציבות

גלגלי רכב יכולים לקבל פרמטרי עומס שונים, החלקה ואיבוד אחיזה. במקרה זה, כוח מופרז מופעל על אלמנט אחד, והשני פועל "סרק". בגלל ההבדל הזה, תנועת המכונית הופכת לכאוטית או נעצרת לחלוטין. כדי לבטל את החסרונות הללו, השתמש במערכת של יציבות שער החליפין או חסימה ידנית.

כדי שרגע הפיתול של פירי הציר ישתווה, יש לעצור את פעולת הלוויינים ולשנות את הסיבוב מהקערה לציר הטעון. זה נכון במיוחד עבור דיפרנציאלים צולבים של MAZ וכלי רכב כבדים אחרים עם הנעה לכל הגלגלים. תכונה דומה נובעת מהעובדה שאם תאבד אחיזה באחת מארבע הנקודות, כמות המומנט תשואף לאפס,גם אם המכונה מצוידת בשני גלגלים ודיפרנציאל בין ציר אחד.

מצמד דיפרנציאל צולב
מצמד דיפרנציאל צולב

חסימה עצמית אלקטרונית

כדי למנוע את הבעיות שהוזכרו לעיל, חסימה חלקית או מלאה מאפשרת. לשם כך, נעשה שימוש באנלוגים נעולים עצמיים. הם מפיצים פיתול תוך התחשבות בהבדל על צירי הציר ובתנאי המהירות המתאימים. הדרך הטובה ביותר לפתור את הבעיה היא לצייד את המכונה בנעילת דיפרנציאל צולב אלקטרוני. המערכת מצוידת בחיישנים המנטרים את הביצועים הנדרשים בזמן שהרכב נע. לאחר עיבוד הנתונים שהתקבלו, המעבד בוחר את המצב האופטימלי לתיקון עומס והשפעות אחרות על גלגלים וסרנים.

עקרון הפעולה של צומת זה מורכב משלושה שלבים עיקריים:

  1. בתחילת החלקת גלגל ההינע, יחידת הבקרה מקבלת פולסים ממחווני מהירות הסיבוב, לאחר ניתוחם מתקבלת החלטה אוטומטית על אופן הפעולה. לאחר מכן, מתג השסתום נסגר והאנלוגי בלחץ גבוה נפתח. המשאבה של יחידת ה-ABS יוצרת לחץ במעגל העבודה של גליל הבלם של האלמנט המחליק. גלגל ההנעה המחליק נבלם על ידי הגברת הלחץ של נוזל הבלמים.
  2. בשלב השני, מערכת הדמיית החסימה העצמית שומרת על כוח הבלימה על ידי שמירה על הלחץ. פעולת משאבה ועצירת החלקה של הגלגל.
  3. השלב השלישי בהפעלת מנגנון זה כולל את השלמת החלקת הגלגלעם הקלת לחץ בו זמנית. המתג נפתח ושסתום הלחץ הגבוה נסגר.

דיפרנציאל צלב סרנים של KamAZ

להלן תרשים של מנגנון זה עם תיאור של האלמנטים:

ערכת דיפרנציאל צולב KAMAZ
ערכת דיפרנציאל צולב KAMAZ

1 - ציר ראשי.

2 - חותם.

3 - Carter.

4, 7 - מדסקיות מסוג תמיכה.

5, 17 - קערות מארז.

6 - לווין.

8 - מחוון נעילה.

9 - תקע מילוי.

10 - תא פנאומטי.

11 - Fork.

12 - עצור צלצול.

13 - מצמד הילוכים.

14 - מצמד נעילה.

15 - מכסה ניקוז.

16 - ציוד הנעה סרן אמצעי.

18- Cross.

19 - גיר סרן אחורי.

20 - בורג תיקון.

21, 22 - כיסוי ומיסב.

Safety

הדיפרנציאל הצולבי נועד לספק נסיעה בטוחה ונוחה בכבישים למטרות שונות. חלק מהחסרונות של המנגנון הנדון, שצוינו לעיל, באים לידי ביטוי במהלך תמרון שטח מסוכן ואגרסיבי. לכן, אם המכונה מסופקת עם מנגנון עקיפה ידני, יש להפעיל אותה רק בתנאים מתאימים. קשה מאוד ולא בטוח להשתמש במכוניות מהירות ללא המנגנון שצוין, במיוחד במהירויות גבוהות בכביש המהיר.

מוּמלָץ: