Diferensial terbatas: bagaimana cara kerjanya?

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

Istilah “diferensial lock”, atau “limited differential” (memblokir sendiri), telah didengar oleh banyak pengendara, tetapi hanya sedikit yang tahu bagaimana proses ini terlihat dalam praktiknya. Dan jika pembuat mobil sebelumnya melengkapi "opsi" seperti itu terutama dengan SUV, sekarang juga dapat ditemukan di mobil kota. Selain itu, seringkali pemilik mobil yang tidak dilengkapi dengan self-block, setelah memahami apa manfaatnya, memasangnya sendiri.

Tetapi sebelum memahami cara kerja diferensial penguncian sendiri, Anda perlu memahami cara kerjanya tanpa penguncian.

Apa itu diferensial

Diferensial (diff) dapat dianggap sebagai salah satu elemen utama dari desain transmisi mobil. Dengan bantuannya, transmisi, perubahan, dan distribusi torsi yang dihasilkan oleh mesin antara sepasang konsumen terjadi: roda yang terletak pada poros yang sama dari mesin atau di antara porosnya. Apalagi kekuatan aliran energi yang didistribusikan, jika perlu, bisa berbeda, yang berarti kecepatan putaran roda berbeda.

Bperbedaan transmisi mobil dapat dipasang: di rumah gandar belakang, kotak roda gigi dan kotak transfer, tergantung pada perangkat penggeraknya.

Diff yang dipasang di bridge atau gearbox disebut interwheel, dan yang terletak di antara as mobil, masing-masing - interaxle.

Tugas Diferensial

Seperti yang Anda ketahui, mobil melakukan berbagai manuver saat mengemudi: berbelok, mengubah jalur, menyalip, dll. Selain itu, permukaan jalan mungkin mengandung gundukan, yang berarti bahwa roda mobil, tergantung pada situasinya, dalam satu waktu yang sama dapat menempuh jarak yang berbeda. Oleh karena itu, misalnya saat berbelok, jika kecepatan putaran roda pada as sama, maka salah satunya pasti akan mulai selip, yang akan menyebabkan percepatan keausan ban. Tapi ini bukan yang terburuk. Lebih parah lagi, handling kendaraan sangat berkurang.

Untuk mengatasi masalah seperti itu, mereka datang dengan diferensial - mekanisme yang akan mendistribusikan kembali energi yang berasal dari mesin di antara as mobil sesuai dengan nilai rolling resistance: semakin rendah, semakin besar kecepatan roda akan menjadi, dan sebaliknya.

Mekanisme diferensial

Saat ini, ada banyak jenis diff, dan perangkatnya cukup kompleks. Namun, prinsip operasi umumnya sama, sehingga akan lebih mudah untuk memahami tipe yang paling sederhana - diferensial terbuka, yang terdiri dari elemen-elemen berikut:

1. Gigi dipasang pada poros gandar.
2. Gigi penggerak (mahkota), dibuat dalam bentuk kerucut terpotong.
3. Roda gigi penggerak yang dipasang di ujung poros penggerak, yang bersama-sama dengan kenop membentuk roda gigi utama. Karena roda gigi yang digerakkan lebih besar dari roda gigi penggerak, maka roda gigi penggerak harus membuat beberapa putaran di sekitar porosnya sebelum roda gigi ring melakukan hanya satu putaran. Oleh karena itu, kedua elemen diferensial inilah yang mengurangi jumlah energi (kecepatan) yang akhirnya mencapai roda.
4. Satelit yang membentuk roda gigi planet, yang memainkan peran kunci dalam memberikan perbedaan yang diperlukan dalam kecepatan rotasi roda.
5. Kasus.

Cara kerja diferensial

Selama gerakan bujursangkar mobil, poros porosnya, dan karenanya roda, berputar pada kecepatan yang sama dengan poros penggerak dengan roda gigi heliksnya. Tetapi selama belokan, beban pada roda menjadi berbeda (salah satunya mencoba berputar lebih cepat), dan karena perbedaan ini, satelit dilepaskan. Sekarang energi mesin melewatinya, dan karena sepasang satelit adalah dua roda gigi independen yang terpisah, kecepatan rotasi yang berbeda ditransmisikan ke poros gandar. Dengan demikian, daya yang dihasilkan oleh mesin didistribusikan di antara roda, tetapi tidak merata, dan tergantung pada beban yang bekerja padanya: apa yang bergerak di sepanjang jari-jari luar mengalami hambatan gelinding yang lebih sedikit, sehingga perbedaan mentransfer lebih banyak energi ke sana, berputarlebih cepat.

Tidak ada perbedaan dalam cara kerja diferensial tengah dan diferensial roda: prinsip operasinya serupa, hanya dalam kasus pertama torsi yang didistribusikan diarahkan ke gandar kendaraan, dan yang kedua - ke rodanya terletak pada poros yang sama.

Perlunya perbedaan tengah menjadi sangat terlihat saat mengemudikan mobil di medan yang kasar, ketika bobotnya menekan poros yang lebih rendah dari yang lain, misalnya di tanjakan atau turunan.

Masalah diferensial

Terlepas dari kenyataan bahwa diferensial tentu memainkan peran besar dalam desain mobil, pengoperasiannya terkadang menimbulkan masalah bagi pengemudi. Yaitu: ketika salah satu roda berada di bagian jalan yang licin (lumpur, es atau salju), maka yang lain, yang terletak di tanah yang lebih keras, mulai mengalami peningkatan beban, diff mencoba memperbaikinya, mengalihkan energi mesin ke roda geser. Jadi, ternyata menerima putaran maksimum, sementara yang lain, yang memiliki pegangan yang kuat di tanah, tetap diam.

Tepat untuk memecahkan masalah seperti itulah penguncian (penonaktifan) diferensial ditemukan.

Prinsip pemblokiran dan jenisnya

Setelah memahami prinsip diferensial, kita dapat menyimpulkan bahwa jika Anda memblokirnya, maka torsi akan meningkat pada roda atau gandar yang memiliki cengkeraman terbaik. Ini dapat dilakukan dengan menghubungkan bodinya ke salah satu dari dua poros gandar atau dengan menghentikan rotasi satelit.

Blokirbisa lengkap - ketika bagian-bagian diferensial dihubungkan secara kaku. Itu dilakukan, sebagai suatu peraturan, dengan bantuan kopling cam dan dikendalikan oleh pengemudi melalui penggerak khusus dari kabin mobil. Atau bisa juga sebagian, dalam hal ini hanya tenaga terbatas yang ditransmisikan ke roda - beginilah cara kerja diferensial penguncian sendiri, yang tidak memerlukan campur tangan manusia.

Cara kerja diferensial penguncian sendiri

Diferensial self-locking pada dasarnya adalah kompromi antara blok penuh dan diff bebas, dan memungkinkan Anda mengurangi selip roda mobil jika terjadi perbedaan koefisien traksi di antara keduanya. Dengan demikian, kemampuan lintas alam, handling off-road, serta dinamika akselerasi kendaraan meningkat secara signifikan, terlepas dari kualitas jalan.

Penguncian otomatis menghilangkan kunci roda penuh, yang melindungi poros gandar dari beban kritis yang dapat terjadi pada diferensial paksa.

Kunci gandar dilepas secara otomatis jika kecepatan roda seimbang selama mengemudi di garis lurus.

Jenis self-block yang paling umum

Disk self-block adalah seperangkat cakram gesekan (gesekan) yang dipasang di antara bodi diff dan roda gigi gandar.

Tidak sulit untuk memahami bagaimana diferensial bekerja dengan balok seperti itu: saat mobil melaju dalam garis lurus, bodi diff dan kedua poros gandar berputar bersama, segera setelah ada perbedaan kecepatan putaran (roda telah menabrak area yang licin), gesekan terjadi di antara cakram, menguranginya. Yaitu rodatetap berada di tanah yang keras akan terus berputar, bukannya berhenti, seperti dalam kasus diferensial bebas.

Kopling kental, atau kopling kental, serta diff sebelumnya, berisi dua paket disk, hanya kali ini berlubang, dipasang di antara mereka dengan celah kecil. Satu bagian dari cakram memiliki kopling dengan bodi, yang lain dengan poros penggerak.

Cakram ditempatkan dalam wadah berisi cairan organosilikon, yang ketika diputar secara merata, tetap tidak berubah. Begitu ada perbedaan kecepatan antara paket, cairan mulai mengental dengan cepat dan kuat. Ada resistensi antara permukaan berlubang. Dengan demikian, paket yang tidak diputar secara berlebihan akan melambat, dan kecepatan putarannya diratakan.

Bergigi (sekrup, cacing) self-block. Kerjanya didasarkan pada kemampuan pasangan cacing untuk terjepit dan dengan demikian memblokir poros gandar ketika perbedaan torsi terjadi pada mereka.

Cam self-block. Untuk memahami cara kerja jenis diferensial ini, cukup membayangkan diferensial terbuka, di mana pasangan roda gigi (cam) dipasang alih-alih mekanisme roda gigi planet. Cams berputar (melompat) ketika kecepatan roda hampir sama, dan terkunci dengan keras (macet) segera setelah salah satu dari mereka mulai tergelincir.

Tidak ada perbedaan cara kerja penguncian diferensial tengah dan diferensial antar-roda - prinsip pengoperasiannya sama, perbedaannyahanya di titik akhir: dalam kasus pertama - dua as, di kedua - dua roda dipasang pada as yang sama.

"Niva" domestik dan perbedaannya

Niva menempati tempat khusus di lini VAZ domestik: tidak seperti "kerabat" di jalur perakitan, mobil ini dilengkapi dengan penggerak semua roda yang tidak dapat dialihkan.

Tiga diferensial dipasang pada transmisi VAZ SUV: diferensial antar roda di setiap gandar, dan diferensial interaksial dalam kotak transfer. Terlepas dari angka seperti itu, Anda tidak perlu mencari tahu bagaimana perbedaan pada Niva bekerja lagi. Semuanya persis sama seperti yang dijelaskan di atas. Artinya, selama gerakan mesin bujursangkar, asalkan tidak ada selip pada roda, gaya traksi di antara mereka didistribusikan secara merata dan memiliki nilai yang sama. Ketika salah satu roda mulai slip, maka semua energi dari mesin, melewati diff, diarahkan ke roda ini.

Kunci diferensial Niva

Sebelum berbicara tentang cara kerja differential lock pada Niva, ada satu hal yang perlu diperhatikan, yaitu untuk memperjelas tujuan dari handle depan (kecil) dari transfer case.

Beberapa pengemudi percaya bahwa dengan bantuannya penggerak roda depan dihidupkan di dalam mobil - ini tidak benar: penggerak roda depan dan belakang Niva selalu aktif, dan pegangan ini mengontrol perpindahan diferensial kasus. Artinya, ketika diatur dalam posisi "maju", diff bekerja secara normal, dan ketika"kembali" - mati.

Dan sekarang langsung tentang kunci: ketika diferensial dimatikan, poros kotak transfer ditutup oleh kopling, sehingga secara paksa menyamakan kecepatan putarannya, yaitu, kecepatan total roda gandar depan sama dengan kecepatan total roda belakang. Distribusi dorong terjadi ke arah resistensi yang lebih besar. Katakanlah roda belakang selip, jika Anda menghidupkan kunci, gaya traksi akan pergi ke gandar depan, yang rodanya akan meregangkan mobil, tetapi jika roda depan juga tergelincir bersama dengan roda belakang, maka Niva tidak akan keluar dengan sendirinya

Untuk mencegah hal ini terjadi, pengendara memasang self-block di jembatan untuk membantu mengeluarkan mobil yang macet. Sampai saat ini, yang paling populer di kalangan pemilik Niva adalah diferensial Nesterov.

pemblokiran diri Nesterov

Rahasia popularitasnya terletak pada cara kerja diferensial Nesterov.

Desain diferensial memungkinkan tidak hanya untuk secara optimal menyesuaikan kecepatan sudut roda mobil saat melakukan manuver, tetapi juga jika roda tergelincir atau menggantung, perangkat memberikan jumlah energi minimum dari mesin. Selain itu, reaksi self-block terhadap perubahan situasi lalu lintas hampir seketika. Selain itu, diferensial Nesterov secara signifikan meningkatkan penanganan mobil bahkan pada tikungan yang licin, meningkatkan stabilitas arah, meningkatkan dinamika akselerasi (terutama di musim dingin), dan mengurangi konsumsi bahan bakar. Dan pemasangan perangkat tidak memerlukanperubahan desain transmisi dan dipasang dengan cara yang sama seperti diff klasik.

Diferensial telah menemukan aplikasi tidak hanya dalam teknologi otomotif, ternyata sangat berguna pada motoblock, sangat memudahkan kehidupan pemiliknya.

Diferensial untuk motoblock

Motoblock - unit ini cukup berat, dan dibutuhkan banyak upaya untuk memutarnya, dan dengan kecepatan sudut putaran roda yang tidak diatur, ini menjadi lebih sulit. Oleh karena itu, pemilik mesin ini, jika perbedaan awalnya tidak disediakan oleh desain, beli dan pasang sendiri.

Bagaimana cara kerja diferensial traktor berjalan di belakang? Bahkan, itu hanya memberikan putaran mobil yang mudah, menghentikan salah satu roda.

Fungsi lainnya, tidak terkait dengan redistribusi tenaga, adalah meningkatkan jarak sumbu roda. Desain diferensial memungkinkan penggunaannya sebagai perpanjangan gandar, yang membuat traktor berjalan di belakang lebih dapat bermanuver dan tahan terhadap terbalik, terutama saat menikung.

Singkatnya, diferensial adalah hal yang sangat berguna dan tak tergantikan, dan pemblokirannya secara signifikan meningkatkan kemampuan mobil melintasi medan.