Diferensial "Thorsen": prinsip operasi

2024 Pengarang: Erin Ralphs | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-02-19 17:02

"Thorsen" adalah salah satu varietas dari diferensial penguncian sendiri. Mekanisme seperti itu tersedia baik pada mobil domestik maupun pada mobil asing. Prinsip pengoperasian diferensial Torsen didasarkan pada perubahan gesekan bagian mekanis, yang mengarah pada distribusi torsi antara wheelset.

Tujuan

Jadi, untuk apa mekanisme ini? Diferensial paling sederhana mampu mendistribusikan tenaga atau torsi antara dua roda secara merata, merata. Jika satu roda selip dan tidak dapat tersangkut di jalan raya, maka torsi pada roda kedua akan menjadi nol. Model yang ditingkatkan, dan sebagian besar adalah diferensial dengan mekanisme pemblokiran sendiri, dilengkapi dengan sistem yang memblokir poros gandar yang dipasang. Torsi kemudian didistribusikan sehingga tenaga maksimum disalurkan ke roda yang mempertahankan traksi yang baik.

Diferensial Thorsen adalah solusi terbaik untuk kendaraan all-wheel drive,dioperasikan sebagian besar dalam kondisi yang keras. "Thorsen" bukanlah nama pengembang, melainkan singkatan. Ini berarti Sensor Torsi atau Sensor Torsi.

Tentang sejarah penciptaan

Diferensial Thorsen pertama kali diperkenalkan pada tahun 1958. Insinyur Amerika V. Glizman mengembangkan desain dan prinsip operasi. Paten untuk produksi serial mekanisme penguncian otomatis ini diterima oleh perusahaan Torsen, yang namanya menjadi nama perangkat.

Perangkat

Mekanisme ini terdiri dari elemen yang sudah dikenal - perangkat ini mirip dengan simpul planet mana pun. Anda dapat menyorot bagian utama - ini kasusnya, roda gigi cacing, satelit.

Untuk konsep umumnya, tidak ada banyak perbedaan dibandingkan dengan mekanisme biasa. Rumah terpasang dengan kuat ke unit penggerak transmisi. Satelit dipasang di dalam kasing. Mereka dipasang pada as roda khusus. Satelit berada dalam ikatan yang kaku dengan roda gigi poros gandar. Roda gigi semi-sumbu dipasang pada poros, tempat torsi ditransmisikan.

Dan sekarang untuk mekanisme Torsen itu sendiri. Di simpul ini, roda gigi semi-sumbu memiliki gigi heliks. Itu tidak lain adalah poros cacing tradisional.

Satelit adalah sepasang roda gigi heliks. Salah satu elemen dari pasangan ini membentuk pasangan cacing dengan gardan gigi. Sepasang roda gigi satelit juga dapat berinteraksi satu sama lain karena memacu roda gigi. Desainnya memiliki sebanyak tiga satelit, yang masing-masingnyamewakili sepasang roda gigi.

Prinsip operasi

Mari kita lihat cara kerja diferensial Thorsen. Mari kita pertimbangkan ini pada contoh perakitan antar roda. Ketika sepasang roda penggerak bergerak lurus, keduanya menghadapi hambatan yang sama. Oleh karena itu, mekanisme mendistribusikan torsi secara merata di antara kedua roda. Saat mengemudi lurus, planet-planet tidak terlibat, dan gaya ditransmisikan langsung dari cangkir ke roda gigi samping.

Saat mobil memasuki tikungan, roda bagian dalam mengalami hambatan lebih besar dan kecepatannya berkurang. Sepasang cacing roda bagian dalam mulai bekerja. Roda gigi samping memutar roda gigi satelit. Yang terakhir mentransmisikan torsi ke gigi kedua dari poros gandar. Ini meningkatkan gaya pada roda luar. Karena perbedaan torsi pada kedua sisi kecil, gesekan pada pasangan cacing kedua juga rendah. Dalam hal ini, pemblokiran sendiri tidak akan terjadi. Inilah yang menjadi dasar prinsip diferensial Thorsen.

Saat salah satu roda penggerak mobil berada di permukaan yang licin, hambatannya berkurang. Torsi cenderung ke roda ini. Setengah poros memutar roda gigi satelit, dan mentransmisikan torsi ke satelit kedua. Dalam hal ini, akan ada self-braking. Roda gigi satelit tidak dapat bertindak sebagai elemen penggerak dan tidak dapat memutar roda gigi samping karena fitur tertentu dari roda gigi cacing. Karena itu, pasangan cacing macet. Dan kapanmacet, akan memperlambat putaran pasangan kedua, dan torsi pada masing-masing semi-sumbu akan merata.

Tiga mode operasi

Jika kita mempertimbangkan prinsip penuh pengoperasian diferensial Torsen, maka harus dikatakan bahwa sistem dapat beroperasi dalam tiga mode berbeda. Mode spesifik tergantung pada tingkat resistensi pada roda. Ketika sama, torsi merata.

Jika hambatan pada salah satu roda meningkat, maka pasangan cacing diaktifkan, dan dengan demikian pasangan kedua diaktifkan, meskipun hambatannya kecil. Ini mengarah pada redistribusi momen sesuai kebutuhan. Dalam hal ini, satu roda akan melambat. Yang kedua akan berputar lebih cepat.

Jika tahanan benar-benar hilang pada salah satu ban, maka ini akan disertai dengan pemblokiran atau kemacetan pada pasangan cacing karena gesekan yang tinggi. Kemudian pasangan kedua segera melambat. torsi menyamakan. Pengoperasian diferensial Torsen dalam mode ini mirip dengan gerakan bujursangkar.

Tiga jenis "Thorsen"

Pada versi pertama, roda gigi semi-sumbu terdepan, serta satelit, digunakan sebagai pasangan cacing. Setiap poros memiliki satelitnya sendiri, terhubung berpasangan dengan satelit yang berada di poros yang berlawanan. Sambungan ini dilakukan dengan menggunakan spur gearing. Sumbu satelit tegak lurus terhadap setengah sumbu. Versi diferensial Torsen ini diakui sebagai yang paling kuat di antara semua desain serupa. Ia mampu beroperasi dalam rentang torsi yang sangat luas.

Pilihan kedua berbeda karena sumbu satelit sejajar dengan poros gandar. Satelit dalam hal ini dipasang secara berbeda. Mereka terletak di kursi piala khusus. Satelit berpasangan dihubungkan oleh roda gigi heliks, yang, ketika terjepit, berpartisipasi dalam pemblokiran.

Opsi ketiga adalah satu-satunya di antara seluruh seri yang desainnya bersifat planet. Ini digunakan sebagai diferensial pusat di kendaraan all-wheel drive. Sumbu satelit dan roda gigi penggerak juga sejajar satu sama lain. Karena ini, unit ini sangat kompak. Berkat desainnya, pada awalnya mungkin untuk mendistribusikan beban antara kedua jembatan dengan perbandingan 40:60. Jika sebagian blok dipicu, proporsinya dapat menyimpang sebesar 20%.

Kelebihan Diferensial Desain ini

Desain ini memiliki banyak kelebihan. Mekanisme ini dipasang karena akurasi kerjanya sangat tinggi, sementara perangkat bekerja dengan sangat lancar dan tenang. Tenaga didistribusikan antara roda dan gandar secara otomatis - tidak diperlukan campur tangan pengemudi. Redistribusi torsi tidak mempengaruhi pengereman dengan cara apapun. Jika diferensial dioperasikan dengan benar, maka tidak perlu diservis - pengemudi hanya perlu memeriksa dan mengganti oli secara berkala.

Itulah sebabnya banyak pembalap memasang diferensial Torsen di Niva. Unit ini juga menggunakan sistem penggerak semua roda permanen dan tanpa elektronik, sehingga para pecinta olahraga ekstrim sering kali mengganti diferensial standar pada unit ini.

Kekurangan

Ada juga kekurangannya. Ini harga yang mahal, karena di dalam strukturnya cukup rumit. Karena diferensial bekerja berdasarkan prinsip duri, ini meningkatkan konsumsi bahan bakar. Dengan segala kelebihannya, efisiensinya agak rendah jika dibandingkan dengan sistem sejenis dari tipe yang berbeda. Mekanisme ini memiliki kecenderungan tinggi untuk macet, dan keausan elemen internal cukup intens. Produk khusus diperlukan untuk pelumasan, karena banyak panas yang dihasilkan selama pengoperasian perakitan. Jika roda yang berbeda dipasang pada poros yang sama, maka bagian tersebut akan semakin aus.

Aplikasi

Node digunakan sebagai mekanisme antar roda dan antar gandar untuk redistribusi torsi. Unit semacam ini dipasang di banyak mobil asing, tetapi menerima popularitas terluas di Audi Quatro. Produsen mobil all-wheel drive sangat sering memilih desain khusus ini. Diferensial Torsen dipasang pada VAZ karena kesederhanaannya yang relatif dan pengoperasian yang instan.