diferencial del vehículo. Variedades y características del funcionamiento.
contenido
gratis (sin bloqueo);
con anulación manual;
con bloqueo automático.
Un diferencial es un mecanismo que transmite par de una fuente a dos consumidores. Su característica clave es la capacidad de redistribuir la energía y proporcionar diferentes velocidades angulares de rotación de los consumidores. Con respecto a un vehículo de carretera, esto significa que las ruedas pueden recibir diferente potencia y girar a diferentes velocidades a través del diferencial.
El diferencial es un elemento importante de la transmisión de un automóvil. Tratemos de averiguar por qué.
¿Por qué no puedes prescindir de un diferencial?
Estrictamente hablando, puede prescindir de un diferencial. Pero solo mientras el automóvil se mueva a lo largo de una pista impecable, sin girar en ningún lado, y sus neumáticos sean iguales y estén inflados uniformemente. En otras palabras, siempre que todas las ruedas recorran la misma distancia y giren a la misma velocidad.
Pero cuando el coche entra en una curva, las ruedas tienen que cubrir una distancia diferente. Obviamente, la curva exterior es más larga que la curva interior, por lo que las ruedas tienen que girar más rápido que las ruedas de la curva interior. Cuando el eje no avanza y las ruedas no dependen unas de otras, entonces no hay problema.
Otra cosa es el puente principal. Para un control normal, la rotación se transmite a ambas ruedas. Con su conexión rígida, tendrían la misma velocidad angular y tenderían a cubrir la misma distancia en un giro. Girar sería difícil y resultaría en deslizamiento, mayor desgaste de los neumáticos y tensión excesiva en el . Parte de la potencia del motor se iría a patinar, lo que significa que se desperdiciaría combustible. Algo similar, aunque no tan obvio, ocurre en otras situaciones: cuando se conduce por carreteras en mal estado, con cargas desiguales de las ruedas, presiones desiguales de los neumáticos, diversos grados de desgaste de los neumáticos.
Aquí es donde se trata del rescate. Transmite la rotación a ambos semiejes, pero la relación de las velocidades angulares de rotación de las ruedas puede ser arbitraria y cambiar rápidamente según la situación específica sin la intervención del conductor.
Tipos de diferenciales
Los diferenciales son simétricos y asimétricos. Los dispositivos simétricos transmiten el mismo par a ambos ejes conducidos, cuando se utilizan dispositivos asimétricos, los pares transmitidos son diferentes.
Funcionalmente, los diferenciales se pueden utilizar como diferenciales entre ruedas y entre ejes. Interwheel transmite par a las ruedas de un eje. En un automóvil con tracción delantera, está ubicado en la caja de cambios, en un automóvil con tracción trasera, en la carcasa del eje trasero.
En un automóvil con tracción total, los mecanismos están ubicados en los cárteres de ambos ejes. Si la tracción total es permanente, también se monta un diferencial central en la caja de transferencia. Transmite la rotación de la caja de cambios a ambos ejes motrices.
El diferencial de ejes siempre es simétrico, pero el diferencial de ejes suele ser asimétrico, el porcentaje típico de par entre los ejes delantero y trasero es 40/60, aunque puede ser diferente.
La posibilidad y método de bloqueo determina otra clasificación de diferenciales:
El bloqueo puede ser total o parcial.
Cómo funciona el diferencial y por qué bloquearlo
De hecho, el diferencial es un mecanismo de tipo planetario. En el diferencial de eje cruzado simétrico más simple, hay cuatro engranajes cónicos: dos semiaxiales (1) más dos satélites (4). El circuito funciona con un satélite, pero se agrega el segundo para hacer que el dispositivo sea más poderoso. En camiones y SUV, se instalan dos pares de satélites.
La copa (cuerpo) (5) actúa como portador de satélites. Un gran engranaje impulsado (2) está rígidamente fijado en él. Recibe par de la caja de cambios a través del engranaje de transmisión final (3).
En una carretera recta, las ruedas, y por tanto sus ruedas, giran con la misma velocidad angular. Los satélites giran alrededor de los ejes de las ruedas, pero no giran alrededor de sus propios ejes. Así, hacen girar los engranajes laterales, dándoles la misma velocidad angular.
En una curva, una rueda en el arco interior (más pequeño) tiene más resistencia a la rodadura y, por lo tanto, la frena. Dado que el engranaje lateral correspondiente también comienza a girar más lentamente, hace que los satélites giren. Su rotación alrededor de su propio eje conduce a un aumento de las revoluciones de los engranajes en el semieje de la rueda exterior.
Una situación similar puede surgir en los casos en que los neumáticos no tengan un agarre suficiente en la carretera. Por ejemplo, la rueda golpea el hielo y comienza a patinar. Un diferencial libre ordinario transferirá la rotación a donde haya menos resistencia. Como resultado, la rueda que patina girará aún más rápido, mientras que la rueda opuesta prácticamente se detendrá. Como resultado, el automóvil no podrá seguir moviéndose. Además, la imagen no cambiará fundamentalmente en el caso de la tracción total, ya que el diferencial central también transferirá toda la potencia donde encuentre menos resistencia, es decir, al eje con rueda deslizante. Como resultado, incluso un automóvil con tracción en las cuatro ruedas puede atascarse si solo patina una rueda.
Este fenómeno perjudica seriamente la permeabilidad de cualquier automóvil y es completamente inaceptable para los vehículos todoterreno. Puede arreglar la situación bloqueando el diferencial.
tipos de cerraduras
Bloqueo forzado total
Puede lograr un bloqueo manual completo bloqueando los satélites para privarlos de la capacidad de girar alrededor de su propio eje. Otra forma es introducir la copa del diferencial en acoplamiento rígido con el semieje. Ambas ruedas girarán a la misma velocidad angular.
Para habilitar este modo, solo necesita presionar un botón en el tablero. La unidad de accionamiento puede ser mecánica, hidráulica, neumática o eléctrica. Este esquema es adecuado tanto para diferenciales entre ruedas como para diferenciales centrales. Puede encenderlo cuando el automóvil está parado, y debe usarlo solo a baja velocidad cuando conduzca sobre terreno accidentado. Habiendo salido por una carretera normal, la cerradura debe estar apagada, de lo contrario, el manejo empeorará notablemente. El abuso de este modo puede provocar daños en el semieje o en piezas relacionadas.
De mayor interés son los diferenciales autoblocantes. No requieren la intervención del conductor y funcionan automáticamente cuando surge la necesidad. Dado que el bloqueo en tales dispositivos es incompleto, la probabilidad de daño a los semiejes es baja.
Bloqueo de disco (fricción)
Esta es la versión más simple de un diferencial autoblocante. El mecanismo se complementa con un juego de discos de fricción. Se ajustan firmemente entre sí y, a través de uno, se fijan rígidamente en uno de los ejes y en la copa.
Toda la estructura gira como un todo hasta que la velocidad de rotación de las ruedas se vuelve diferente. Luego aparece la fricción entre los discos, lo que limita el crecimiento de la diferencia de velocidad.
Acoplamiento viscoso
Un acoplamiento viscoso (acoplamiento viscoso) tiene un principio de funcionamiento similar. Solo aquí, los discos con perforaciones aplicadas a ellos se colocan en una caja sellada, todo el espacio libre del cual está lleno de fluido de silicona. Su característica distintiva es el cambio de viscosidad durante la mezcla. A medida que los discos giran a diferentes velocidades, el líquido se agita y cuanto más intensa es la agitación, más viscoso se vuelve el líquido, casi hasta el estado sólido. Cuando la velocidad de rotación se nivela, la viscosidad del fluido cae rápidamente y el diferencial se desbloquea.
El acoplamiento viscoso tiene dimensiones bastante grandes, por lo tanto, se usa más a menudo como una adición al diferencial central y, a veces, en lugar de él, en este caso actuando como un pseudodiferencial.
El acoplamiento viscoso tiene una serie de desventajas que limitan significativamente su uso. Estos son inercia, calentamiento significativo y poca compatibilidad con ABS.
Thorsen
El nombre proviene de Torque Sensing, es decir, “percibir el par”. Se considera uno de los diferenciales autoblocantes más efectivos. El mecanismo utiliza un engranaje helicoidal. El diseño también tiene elementos de fricción que además transmiten torque cuando ocurre un deslizamiento.
Hay tres tipos de este mecanismo. Bajo tracción normal en carretera, las variedades T-1 y T-2 funcionan como diferenciales de tipo simétrico.
Cuando una de las ruedas pierde tracción, el T-1 puede redistribuir el torque en una proporción de 2,5 a 1 a 6 a 1 e incluso más. Es decir, la rueda con mejor agarre recibirá más par que la rueda que patina, en la proporción especificada. En la variedad T-2, esta cifra es más baja: de 1,2 a 1 a 3 a 1, pero hay menos reacción, vibración y ruido.
Torsen T-3 se desarrolló originalmente como un diferencial asimétrico con una tasa de bloqueo de 20 ... 30%.
CUAIFÉ
El diferencial Quife lleva el nombre del ingeniero inglés que desarrolló este dispositivo. Por diseño, pertenece al tipo gusano, como Thorsen. Se diferencia de él en el número de satélites y su ubicación. Quaife es bastante popular entre los entusiastas del tuning de automóviles.
