Diferensial lintas gandar: jenis, perangkat, prinsip operasi

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

Diferensial lintas gandar mengacu pada mekanisme transmisi yang mendistribusikan torsi di antara poros penggerak. Selain itu, mekanisme ini memungkinkan roda berputar dengan kecepatan sudut yang berbeda. Momen ini terutama terlihat saat menikung. Selain itu, desain ini memungkinkan untuk bergerak dengan aman dan nyaman di permukaan keras yang kering. Dalam beberapa kasus, saat berkendara di trek yang licin atau di luar jalan raya, perangkat tersebut dapat berfungsi sebagai penghenti mobil. Pertimbangkan fitur struktur dan pengoperasian diferensial lintas gandar.

Deskripsi

Diferensial dirancang untuk mendistribusikan torsi dari poros cardan ke as roda penggerak di depan atau belakang, tergantung pada jenis penggeraknya. Akibatnya, diferensial lintas gandar memungkinkan untuk memutar setiap roda tanpa tergelincir. Ini adalah tujuan langsung dari mekanisme.

Saat bergerak dalam garis lurus, ketika beban pada roda beraturan dengan kecepatan sudut identik,unit tersebut berfungsi sebagai kompartemen transfer. Jika terjadi perubahan kondisi berkendara (tergelincir, belok, belok), indikator beban akan berubah. Poros gandar cenderung berputar dengan parameter kecepatan yang berbeda, menjadi perlu untuk mendistribusikan torsi di antara mereka dalam rasio tertentu. Pada tahap ini, diferensial cross-axle mulai menjalankan fungsi utamanya - menjamin keselamatan manuver kendaraan.

Fitur

Tata letak perangkat otomotif yang dipertimbangkan tergantung pada poros penggerak yang berfungsi:

1. Di rumah gearbox (penggerak roda depan).
2. Di rumah gandar belakang drive.
3. Mobil dengan penggerak semua roda dilengkapi dengan diferensial antar roda pada rangka kedua gandar atau kotak transfer (masing-masing mentransfer momen kerja antara roda atau gandar).

Perlu dicatat bahwa perbedaan pada mesin muncul belum lama ini. Pada model pertama, kru "bergerak sendiri" memiliki kemampuan manuver yang buruk. Memutar roda dengan parameter kecepatan sudut yang identik menyebabkan selip salah satu elemen atau hilangnya daya rekat ke permukaan jalan. Segera, para insinyur mengembangkan modifikasi perangkat yang ditingkatkan, yang memungkinkan meratakan hilangnya kendali.

Prasyarat pembuatan

Diferensial lintas gandar mobil ditemukan oleh perancang Prancis O. Pekker. Dalam mekanisme yang dirancang untuk mendistribusikan putaranmomen, roda gigi dan poros kerja hadir. Mereka berfungsi untuk mengubah torsi dari mesin ke roda penggerak. Terlepas dari semua kelebihannya, desain ini tidak sepenuhnya menyelesaikan masalah selip roda saat menikung. Ini dinyatakan dalam hilangnya adhesi salah satu elemen yang dilapisi. Momen tersebut sangat terasa di daerah yang dingin.

Tergelincir dalam kondisi seperti itu menyebabkan kecelakaan yang tidak menyenangkan, yang menjadi insentif tambahan untuk mengembangkan perangkat yang lebih baik yang dapat mencegah kendaraan tergelincir. Solusi teknis untuk masalah ini dikembangkan oleh F. Porsche, yang datang dengan desain cam yang membatasi selip roda. Mobil pertama yang menggunakan simulasi diferensial cross-axle adalah Volkswagen.

Perangkat

Node pembatas bekerja berdasarkan prinsip gearbox planet. Desain standar mekanisme mencakup elemen-elemen berikut:

• roda gigi semi-gandar;
• satelit terkait;
• badan kerja berbentuk mangkuk;
• gigi utama.

Kerangka terhubung secara kaku ke roda gigi yang digerakkan, yang menerima torsi dari analog roda gigi utama. Mangkuk melalui satelit mengubah rotasi ke roda penggerak. Perbedaan dalam mode kecepatan parameter sudut juga disediakan dengan bantuan roda gigi yang menyertainya. Pada saat yang sama, nilai momen kerja tetap stabil. Diferensial cross-axle belakang difokuskan pada transfer kecepatan ke roda penggerak. Mengangkutkendaraan all-wheel drive dilengkapi dengan mekanisme alternatif yang bekerja pada as.

Varietas

Jenis mekanisme yang ditunjukkan dibagi menurut fitur struktural, yaitu:

• versi berbentuk kerucut;
• opsi silinder;
• gigi cacing.

Selain itu, diferensial dibagi dengan jumlah gigi roda gigi poros gandar menjadi versi simetris dan asimetris. Karena distribusi torsi yang optimal, versi kedua dengan silinder dipasang pada as kendaraan dengan penggerak semua roda.

Mesin dengan poros penggerak depan atau belakang dilengkapi dengan modifikasi kerucut simetris. Roda gigi cacing bersifat universal dan dapat digabungkan dengan semua jenis perangkat. Unit kerucut mampu bekerja dalam tiga konfigurasi: lurus, putar, dan selip.

Skema kerja

Dalam gerakan garis lurus, kunci diferensial gandar silang tiruan elektronik dicirikan oleh distribusi beban yang merata di antara roda kendaraan. Dalam hal ini, kecepatan sudut yang identik diamati, dan satelit tubuh tidak berputar di sekitar sumbunya sendiri. Mereka mengubah torsi pada poros gandar menggunakan roda gigi statis dan roda gigi penggerak dari roda gigi utama.

Saat menikung, kendaraan mengalami gaya hambatan dan beban yang bervariasi. Parameter didistribusikan sebagai berikut:

1. Roda dalam radius yang lebih kecil mendapat lebih banyak hambatan daripada roda luar. Indikator beban yang meningkat menyebabkan penurunan kecepatan putaran.
2. Roda luar bergerak di sepanjang jalan yang lebih besar. Pada saat yang sama, peningkatan kecepatan sudut berkontribusi pada putaran mesin yang mulus, tanpa tergelincir.
3. Mengingat faktor-faktor ini, roda harus memiliki kecepatan sudut yang berbeda. Satelit elemen dalam memperlambat rotasi poros gandar. Hal yang sama, pada gilirannya, melalui elemen roda gigi kerucut, meningkatkan intensitas pasangan eksternal. Pada saat yang sama, torsi dari gigi utama tetap stabil.

Slippage dan stabilitas

Roda mobil dapat menerima parameter beban yang berbeda, tergelincir dan kehilangan traksi. Dalam hal ini, kekuatan berlebihan diterapkan pada satu elemen, dan yang kedua bekerja "idle". Karena perbedaan ini, pergerakan mobil menjadi kacau atau berhenti sama sekali. Untuk menghilangkan kekurangan tersebut, gunakan sistem stabilitas nilai tukar atau pemblokiran manual.

Agar momen puntir poros gandar merata, aksi satelit harus dihentikan dan rotasi dari mangkuk ke poros gandar yang dibebani harus diubah. Ini terutama berlaku untuk diferensial gandar silang MAZ dan kendaraan tugas berat lainnya dengan penggerak semua roda. Fitur serupa disebabkan oleh fakta bahwa jika Anda kehilangan pegangan pada salah satu dari empat titik, jumlah torsi akan cenderung nol,bahkan jika mesin dilengkapi dengan dua interwheel dan satu interaxle differential.

Pemblokiran mandiri elektronik

Untuk menghindari masalah yang disebutkan di atas, pemblokiran sebagian atau seluruhnya memungkinkan. Untuk ini, analog yang mengunci sendiri digunakan. Mereka mendistribusikan torsi dengan mempertimbangkan perbedaan pada poros gandar dan kondisi kecepatan yang sesuai. Cara terbaik untuk mengatasi masalah ini adalah dengan melengkapi mesin dengan kunci diferensial gandar silang elektronik. Sistem ini dilengkapi dengan sensor yang memantau kinerja yang diperlukan saat kendaraan bergerak. Setelah memproses data yang diterima, prosesor memilih mode optimal untuk mengoreksi beban dan efek lain pada roda dan gandar.

Prinsip operasi node ini terdiri dari tiga tahap utama:

1. Pada awal selip roda penggerak, unit kontrol menerima pulsa dari indikator kecepatan rotasi, setelah menganalisisnya, keputusan secara otomatis dibuat pada metode operasi. Selanjutnya, sakelar katup menutup dan analog tekanan tinggi terbuka. Pompa unit ABS menciptakan tekanan di sirkuit kerja silinder rem dari elemen selip. Roda penggerak yang tergelincir direm dengan meningkatkan tekanan minyak rem.
2. Pada tahap kedua, sistem simulasi self-block mempertahankan gaya pengereman dengan mempertahankan tekanan. Aksi pompa dan penghentian slip roda.
3. Tahap ketiga pengoperasian mekanisme ini mencakup penyelesaian slip rodadengan pelepasan tekanan simultan. Saklar terbuka dan katup tekanan tinggi menutup.

Diferensial sumbu silang KamAZ

Di bawah ini adalah diagram mekanisme ini dengan deskripsi elemen:

1 - Poros utama.

2 - Segel.

3 - Carter.

4, 7 - Mendukung jenis washer.

5, 17 - Mangkuk kotak.

6 - Satelit.

8 - Indikator kunci.

9 - Colokan pengisi.

10 - Ruang pneumatik.

11 - Garpu.

12 - Berhenti berdering.

13 - Kopling gigi.

14 - Kopling pengunci.

15 - Tutup pembuangan.

16 - Roda gigi penggerak poros tengah.

18- Salib.

19 - Roda gigi belakang.

20 - Memperbaiki baut.

21, 22 - Penutup dan bantalan.

Keamanan

Diferensial lintas gandar dirancang untuk memberikan pengendaraan yang aman dan nyaman di jalan dengan berbagai tujuan. Beberapa kelemahan mekanisme yang dipertimbangkan, ditunjukkan di atas, dimanifestasikan selama manuver off-road yang berbahaya dan agresif. Oleh karena itu, jika mesin dilengkapi dengan mekanisme penggantian manual, mesin hanya boleh dioperasikan dalam kondisi yang sesuai. Sangat sulit dan tidak aman menggunakan mobil berkecepatan tinggi tanpa mekanisme yang ditentukan, terutama pada kecepatan tinggi di jalan raya.