Diferensial kendaraan. Varietas dan fitur fungsi
kadar
gratis (tanpa pemblokiran);
dengan penggantian manual;
dengan kunci otomatis.
Diferensial adalah mekanisme yang mentransmisikan torsi dari satu sumber ke dua konsumen. Fitur utamanya adalah kemampuan untuk mendistribusikan kembali daya dan memberikan kecepatan sudut yang berbeda dari rotasi konsumen. Berkenaan dengan kendaraan jalan raya, ini berarti roda dapat menerima tenaga yang berbeda dan berputar dengan kecepatan berbeda melalui diferensial.
Diferensial adalah elemen penting dari transmisi mobil. Mari kita coba mencari tahu alasannya.
Mengapa Anda tidak dapat melakukannya tanpa diferensial
Sebenarnya, Anda dapat melakukannya tanpa perbedaan. Namun hanya selama mobil melaju di lintasan tanpa cacat, tanpa berbelok kemana-mana, dan bannya sama dan mengembang secara merata. Dengan kata lain, selama semua roda menempuh jarak yang sama dan berputar dengan kecepatan yang sama.
Namun saat mobil memasuki belokan, roda harus menempuh jarak yang berbeda. Jelas, belokan luar lebih panjang dari belokan dalam, sehingga roda di atasnya harus berputar lebih cepat daripada roda di belokan dalam. Bila gardan tidak mendahului, dan roda tidak saling bergantung, maka tidak ada masalah.
Hal lain adalah jembatan terdepan. Untuk kontrol normal, putaran ditransmisikan ke kedua roda. Dengan koneksi kaku mereka, mereka akan memiliki kecepatan sudut yang sama dan cenderung menempuh jarak yang sama dalam satu belokan. Pembelokkan akan sulit dan akan mengakibatkan selip, peningkatan keausan ban, dan tekanan berlebih pada . Sebagian tenaga mesin akan selip, yang berarti bahan bakar akan terbuang percuma. Hal serupa, meski tidak sejelas itu, terjadi di situasi lain - saat berkendara di jalan yang kasar, beban roda yang tidak rata, tekanan ban yang tidak rata, berbagai tingkat keausan ban.
Di sinilah datang untuk menyelamatkan. Ini mentransmisikan putaran ke kedua poros gandar, tetapi rasio kecepatan sudut putaran roda dapat berubah-ubah dan berubah dengan cepat tergantung pada situasi spesifik tanpa campur tangan pengemudi.
Jenis Diferensial
Diferensial bersifat simetris dan asimetris. Perangkat simetris mentransmisikan torsi yang sama ke kedua poros yang digerakkan, saat menggunakan perangkat asimetris, torsi yang ditransmisikan berbeda.
Secara fungsional, diferensial dapat digunakan sebagai diferensial antar roda dan antar poros. Interwheel mentransmisikan torsi ke roda satu poros. Di mobil penggerak roda depan, itu terletak di kotak roda gigi, di mobil penggerak roda belakang, di rumah gardan belakang.
Pada mobil penggerak semua roda, mekanismenya terletak di bak mesin kedua as roda. Jika penggerak semua roda bersifat permanen, diferensial tengah juga dipasang di kotak transfer. Ini mentransmisikan rotasi dari gearbox ke kedua as roda penggerak.
Diferensial gandar selalu simetris, tetapi diferensial gandar biasanya asimetris, persentase tipikal torsi antara gandar depan dan belakang adalah 40/60, meskipun mungkin berbeda.
Kemungkinan dan metode pemblokiran menentukan klasifikasi diferensial lain:
Pemblokiran bisa lengkap atau sebagian.
Bagaimana diferensial bekerja dan mengapa memblokirnya
Faktanya, diferensial adalah mekanisme tipe planet. Dalam diferensial lintas-poros simetris yang paling sederhana, ada empat roda gigi bevel - dua semi-aksial (1) ditambah dua satelit (4). Sirkuit bekerja dengan satu satelit, tetapi yang kedua ditambahkan untuk membuat perangkat lebih bertenaga. Di truk dan SUV, dipasang dua pasang satelit.
Cangkir (badan) (5) bertindak sebagai pembawa satelit. Roda gigi berpenggerak besar (2) terpasang dengan kokoh di dalamnya. Ini menerima torsi dari gearbox melalui final drive gear (3).
Di jalan lurus, roda, dan roda-rodanya, berputar dengan kecepatan sudut yang sama. Satelit berputar mengelilingi poros roda, tetapi tidak berputar mengelilingi porosnya sendiri. Jadi, mereka memutar roda gigi samping, sehingga menghasilkan kecepatan sudut yang sama.
Di sudut, roda di busur bagian dalam (lebih kecil) memiliki tahanan gelinding yang lebih besar dan karenanya memperlambatnya. Karena roda gigi samping yang sesuai juga mulai berputar lebih lambat, ini menyebabkan satelit berputar. Rotasi mereka di sekitar porosnya sendiri menyebabkan peningkatan putaran roda gigi pada poros poros roda luar.
Situasi serupa dapat muncul jika ban tidak memiliki daya cengkeram yang memadai di jalan raya. Misalnya, roda menabrak es dan mulai tergelincir. Diferensial bebas biasa akan mentransfer rotasi ke tempat yang resistensinya lebih kecil. Alhasil, roda yang selip akan berputar lebih cepat, sedangkan roda yang berlawanan praktis akan berhenti. Akibatnya, mobil tidak akan bisa terus melaju. Selain itu, gambar tidak akan berubah secara fundamental dalam kasus penggerak semua roda, karena diferensial tengah juga akan mentransfer semua tenaga ke tempat yang hambatannya lebih kecil, yaitu ke poros dengan roda sandal. Akibatnya, mobil berpenggerak empat roda pun bisa macet jika salah satu roda saja yang selip.
Fenomena ini sangat merusak paten mobil mana pun dan sama sekali tidak dapat diterima untuk kendaraan off-road. Anda dapat memperbaiki situasi dengan memblokir diferensial.
Jenis kunci
Pemblokiran paksa penuh
Anda dapat mencapai pemblokiran manual lengkap dengan mengganggu satelit sehingga menghilangkan kemampuan mereka untuk berputar di sekitar porosnya sendiri. Cara lain adalah memasukkan cangkir diferensial ke dalam pengikatan kaku dengan poros gandar. Kedua roda akan berputar dengan kecepatan sudut yang sama.
Untuk mengaktifkan mode ini, Anda hanya perlu menekan tombol di dasbor. Unit penggerak dapat berupa mekanik, hidrolik, pneumatik atau listrik. Skema ini cocok untuk interwheel dan diferensial tengah. Anda dapat menyalakannya saat mobil tidak bergerak, dan sebaiknya gunakan hanya dengan kecepatan rendah saat berkendara di medan yang berat. Meninggalkan jalan normal, kunci harus dimatikan, jika tidak, penanganan akan terasa lebih buruk. Penyalahgunaan mode ini dapat menyebabkan kerusakan pada poros poros atau bagian terkait.
Yang lebih menarik adalah diferensial yang mengunci sendiri. Mereka tidak memerlukan campur tangan pengemudi dan bekerja secara otomatis ketika diperlukan. Karena pemblokiran pada perangkat semacam itu tidak lengkap, kemungkinan kerusakan pada poros gandar rendah.
Kunci cakram (gesekan).
Ini adalah versi paling sederhana dari self-locking differential. Mekanismenya dilengkapi dengan satu set cakram gesekan. Mereka pas satu sama lain dan melalui satu dipasang dengan kaku di salah satu poros poros dan di cangkir.
Seluruh struktur berputar secara keseluruhan hingga kecepatan putaran roda menjadi berbeda. Kemudian gesekan muncul di antara cakram, yang membatasi pertumbuhan perbedaan kecepatan.
Kopling kental
Kopling kental (viscous coupling) memiliki prinsip operasi yang serupa. Hanya di sini cakram dengan perforasi yang diterapkan padanya ditempatkan dalam kotak tertutup, yang semua ruang kosongnya diisi dengan cairan silikon. Ciri khasnya adalah perubahan viskositas selama pencampuran. Saat cakram berputar pada kecepatan yang berbeda, cairan diaduk, dan semakin kuat agitasi, cairan menjadi lebih kental, mencapai hampir keadaan padat. Ketika kecepatan rotasi turun, viskositas fluida turun dengan cepat dan diferensial terbuka.
Kopling kental memiliki dimensi yang agak besar, oleh karena itu lebih sering digunakan sebagai tambahan pada diferensial tengah, dan kadang-kadang sebagai gantinya, dalam hal ini bertindak sebagai diferensial semu.
Kopling kental memiliki sejumlah kelemahan yang secara signifikan membatasi penggunaannya. Ini adalah inersia, pemanasan yang signifikan, dan kompatibilitas yang buruk dengan ABS.
Thorsen
Namanya berasal dari Torque Sensing, yaitu "persepsi torsi". Ini dianggap sebagai salah satu diferensial penguncian diri yang paling efektif. Mekanismenya menggunakan roda gigi cacing. Desainnya juga memiliki elemen gesekan yang juga mengirimkan torsi saat terjadi selip.
Ada tiga jenis mekanisme ini. Di bawah traksi jalan normal, varietas T-1 dan T-2 berfungsi sebagai diferensial tipe simetris.
Saat salah satu roda kehilangan traksi, T-1 mampu mendistribusikan ulang torsi dengan rasio 2,5 banding 1 banding 6 banding 1 bahkan lebih. Artinya, roda dengan cengkeraman terbaik akan menerima lebih banyak torsi daripada roda selip, dalam proporsi yang ditentukan. Pada varietas T-2, angka ini lebih rendah - dari 1,2 hingga 1 hingga 3 hingga 1, tetapi serangan balik, getaran, dan kebisingan lebih sedikit.
Torsen T-3 awalnya dikembangkan sebagai diferensial asimetris dengan tingkat pemblokiran 20 ... 30%.
GUAIFE
Diferensial Quife dinamai menurut nama insinyur Inggris yang mengembangkan perangkat ini. Secara desain, itu termasuk jenis cacing, seperti Thorsen. Ini berbeda dari jumlah satelit dan penempatannya. Quaife cukup populer di kalangan penggemar tuning mobil.
