Limited Differential: Wie funktioniert es?

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-02-19 13:33

Der Begriff „Differenzialsperre“oder „begrenztes Differenzial“(selbstsperrend) ist vielen Autofahrern schon einmal untergekommen, aber nur wenige wissen, wie dieser Vorgang in der Praxis aussieht. Und wenn frühere Autohersteller eine solche „Option“hauptsächlich bei SUVs ausstatteten, ist sie jetzt auch bei ziemlichen Stadtautos zu finden. Darüber hinaus installieren die Besitzer von Autos, die nicht mit Selbstsperren ausgestattet sind, diese oft selbst, nachdem sie verstanden haben, welche Vorteile sie bringen.

Aber bevor Sie verstehen, wie ein selbstsperrendes Differential funktioniert, müssen Sie verstehen, wie es ohne Sperre funktioniert.

Was ist ein Differenzial

Das Differenzial (diff) kann zu Recht als eines der Hauptelemente der Fahrzeuggetriebekonstruktion angesehen werden. Mit seiner Hilfe erfolgt die Übertragung, Änderung und Verteilung des vom Motor erzeugten Drehmoments auf ein Verbraucherpaar: Räder, die sich auf derselben Achse der Maschine oder zwischen ihren Achsen befinden. Darüber hinaus kann die Stärke des Flusses der verteilten Energie, falls erforderlich, unterschiedlich sein, was bedeutet, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Räder unterschiedlich ist.

BPkw-Getriebedifferenzial einbaubar: im Hinterachsgehäuse, Getriebe und Verteilergetriebe, je nach Antriebseinrichtung(en).

Diese Differentiale, die in der Brücke oder im Getriebe eingebaut sind, werden als Zwischenrad bezeichnet und befinden sich zwischen den Achsen des Autos bzw. Zwischenachsen.

Differenzielle Zuordnung

Wie Sie wissen, führt ein Auto während der Fahrt verschiedene Manöver durch: Abbiegen, Spurwechsel, Überholen usw. Außerdem kann die Straßenoberfläche Unebenheiten enth alten, was dazu führt, dass die Räder des Autos je nach Situation, in ein und derselben Zeit können unterschiedliche Distanzen zurückgelegt werden. Wenn beispielsweise beim Abbiegen die Drehzahl der Räder auf der Achse gleich ist, beginnt eines von ihnen unweigerlich zu rutschen, was zu einem beschleunigten Reifenverschleiß führt. Aber das ist nicht das Schlimmste. Viel schlimmer, das Fahrverh alten des Fahrzeugs ist stark eingeschränkt.

Um solche Probleme zu lösen, haben sie ein Differential entwickelt - einen Mechanismus, der die vom Motor kommende Energie zwischen den Achsen des Autos entsprechend dem Wert des Rollwiderstands umverteilt: Je niedriger er ist, desto größer die Radgeschwindigkeit und umgekehrt.

Differentialmechanismus

Heute gibt es viele Arten von Diffs, und ihr Gerät ist ziemlich komplex. Das Funktionsprinzip ist jedoch im Allgemeinen dasselbe, sodass der einfachste Typ leichter zu verstehen ist - ein offenes Differential, das aus den folgenden Elementen besteht:

1. Zahnräder auf Achswellen montiert.
2. Angetriebenes (Kronen-)Rad in Form eines Kegelstumpfes.
3. Ein am Ende der Antriebswelle montiertes Antriebszahnrad, das zusammen mit dem Zahnkranz das Hauptzahnrad bildet. Da das Abtriebsrad größer ist als das Antriebsrad, muss letzteres mehrere Umdrehungen um seine Achse machen, bevor das Hohlrad nur eine Umdrehung ausführt. Daher sind es diese beiden Elemente des Differenzials, die die Energiemenge (Geschwindigkeit) reduzieren, die schließlich die Räder erreicht.
4. Die Satelliten, die das Planetengetriebe bilden, das eine Schlüsselrolle bei der Bereitstellung des notwendigen Unterschieds in der Rotationsgeschwindigkeit der Räder spielt.
5. Fälle.

Wie das Differential funktioniert

Während der geradlinigen Bewegung des Autos drehen sich seine Achswellen und damit die Räder mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Antriebswelle mit ihrem Schrägzahnrad. Aber während der Kurve wird die Belastung der Räder unterschiedlich (einer von ihnen versucht, sich schneller zu drehen), und aufgrund dieses Unterschieds werden die Satelliten freigegeben. Jetzt wird die Energie des Motors durch sie geleitet, und da ein Satellitenpaar zwei separate, unabhängige Zahnräder sind, wird eine unterschiedliche Drehzahl auf die Achswellen übertragen. So wird die vom Motor erzeugte Kraft auf die Räder verteilt, aber ungleichmäßig und abhängig von der Belastung: Was sich entlang des Außenradius bewegt, erfährt weniger Rollwiderstand, sodass das Diff mehr Energie darauf überträgt und sich drehtschneller.

Es gibt keinen Unterschied in der Funktionsweise des Mittendifferentials und des Raddifferentials: Das Funktionsprinzip ist ähnlich, nur im ersten Fall wird das verteilte Drehmoment auf die Fahrzeugachsen und im zweiten auf die Räder geleitet befinden sich auf derselben Achse.

Die Notwendigkeit eines Mittendifferenzials macht sich besonders bemerkbar, wenn ein Auto über unwegsames Gelände fährt, wenn sein Gewicht auf die Achse drückt, die niedriger als die andere ist, z. B. bei einer Bergauf- oder Bergabfahrt.

Differentialproblem

Trotz der Tatsache, dass das Differential sicherlich eine große Rolle bei der Konstruktion des Autos spielt, bereitet seine Bedienung dem Fahrer manchmal Probleme. Nämlich: Wenn eines der Räder auf einem rutschigen Abschnitt der Straße (Schlamm, Eis oder Schnee) ist, dann beginnt das andere, das sich auf härterem Untergrund befindet, eine erhöhte Belastung zu erfahren, das Differential versucht dies zu beheben, leitet die Motorenergie um zum Gleitrad. Es stellt sich also heraus, dass es die maximale Rotation erhält, während das andere, das den Boden fest im Griff hat, einfach stehen bleibt.

Genau um solche Probleme zu lösen, wurde die Sperre (Sperre) des Differentials erfunden.

Das Sperrprinzip und seine Arten

Nachdem wir das Prinzip des Differentials verstanden haben, können wir daraus schließen, dass, wenn Sie es blockieren, das Drehmoment an dem Rad oder der Achse mit der besten Haftung zunimmt. Dies kann durch Verbinden des Körpers mit einer der beiden Achswellen oder durch Stoppen der Satellitendrehung erfolgen.

Blockierenvollständig sein kann - wenn die Teile des Differentials starr verbunden sind. Es wird in der Regel mit Hilfe einer Nockenkupplung durchgeführt und vom Fahrer über einen speziellen Antrieb aus der Kabine des Autos gesteuert. Oder es kann partiell sein, in diesem Fall wird nur eine begrenzte Kraft auf die Räder übertragen - so funktioniert ein selbstsperrendes Differential, das keinen menschlichen Eingriff erfordert.

Wie ein selbstsperrendes Differential funktioniert

Das selbstsperrende Differenzial ist im Wesentlichen ein Kompromiss zwischen einem Vollsperr- und einem freien Differenzial und ermöglicht es Ihnen, den Schlupf der Fahrzeugräder im Falle eines Unterschieds im Traktionskoeffizienten zwischen ihnen zu verringern. Dadurch werden Geländegängigkeit, Geländegängigkeit sowie die Dynamik der Fahrzeugbeschleunigung unabhängig von der Straßenbeschaffenheit deutlich gesteigert.

Die Selbsthemmung eliminiert die Radblockierung, was die Achswellen vor kritischen Belastungen schützt, die bei zwangsabgesch alteten Differenzialen auftreten können.

Achssperren werden automatisch gelöst, wenn sich die Raddrehzahlen bei Geradeausfahrt angleichen.

Die häufigsten Arten von Selbstblockaden

Scheibenselbstblockierung ist ein Satz Reibungs-(Reibungs-)Scheiben, die zwischen dem Diff-Körper und dem Achsgetriebe installiert sind.

Es ist nicht schwer zu verstehen, wie ein Differenzial mit einer solchen Sperre funktioniert: Während das Auto geradeaus fährt, drehen sich der Diff-Körper und beide Achswellen gemeinsam, sobald es einen Unterschied in den Drehzahlen gibt (das Rad ist auf eine rutschige Stelle gefahren), tritt Reibung zwischen den Scheiben auf, wodurch diese verringert wird. Das heißt, das RadWenn Sie auf hartem Boden bleiben, dreht es sich weiter, anstatt anzuh alten, wie im Fall eines freien Differentials.

Visco-Kupplung, oder anderweitig Visco-Kupplung, wie auch das vorherige Diff, enthält zwei Scheibenpakete, nur diesmal perforiert, die mit einem kleinen Sp alt zwischen sich installiert sind. Ein Teil der Scheiben hat eine Kupplung mit dem Körper, der andere mit der Antriebswelle.

Die Scheiben werden in einen Behälter gelegt, der mit einer siliciumorganischen Flüssigkeit gefüllt ist, die bei gleichmäßiger Drehung unverändert bleibt. Sobald zwischen den Packungen ein Geschwindigkeitsunterschied besteht, beginnt die Flüssigkeit schnell und stark einzudicken. Zwischen den perforierten Flächen besteht ein Widerstand. Dadurch wird ein zu stark aufgedrehtes Paket abgebremst und die Rotationsgeschwindigkeit eingependelt.

Gezahnte (Schraube, Schnecke) Selbstblockierung. Seine Arbeit basiert auf der Fähigkeit des Schneckenpaares, sich zu verkeilen und dadurch die Achswellen zu blockieren, wenn an ihnen ein unterschiedliches Drehmoment auftritt.

Cam-Selbstblockierung. Um zu verstehen, wie diese Art von Differential funktioniert, reicht es aus, sich ein offenes Differential vorzustellen, in dem anstelle eines Planetengetriebes Zahnradpaare (Nocken) eingebaut sind. Die Nocken drehen (springen) bei annähernd gleichen Raddrehzahlen und werden hart arretiert (verklemmt), sobald einer von ihnen zu rutschen beginnt.

Es gibt keinen Unterschied in der Funktionsweise der Sperre des Mittendifferentials und des Zwischenraddifferentials - das Funktionsprinzip ist das gleiche, die Unterschiedenur an den Endpunkten: im ersten Fall - zwei Achsen, im zweiten - zwei Räder, die auf derselben Achse montiert sind.

Inländische "Niva" und ihre Unterschiede

Niva nimmt einen besonderen Platz in der Reihe der inländischen VAZs ein: Im Gegensatz zu seinen "Verwandten" am Fließband ist dieses Auto mit einem nicht zusch altbaren Allradantrieb ausgestattet.

Im Getriebe des VAZ SUV sind drei Differentiale eingebaut: Zwischenraddifferentiale in jeder Achse und Zwischenachsdifferentiale im Verteilergetriebe. Trotz einer solchen Zahl müssen Sie nicht noch einmal herausfinden, wie die Differenziale beim Niva funktionieren. Alles ist genauso wie oben beschrieben. Das heißt, während der geradlinigen Bewegung der Maschine, sofern kein Schlupf an den Rädern auftritt, ist die Zugkraft zwischen ihnen gleichmäßig verteilt und hat den gleichen Wert. Wenn eines der Räder zu rutschen beginnt, wird die gesamte Energie des Motors, die durch die Differenziale fließt, zu diesem Rad geleitet.

Niva Differentialsperre

Bevor wir über die Funktionsweise der Differenzialsperre beim Niva sprechen, sollte ein Punkt beachtet werden, nämlich den Zweck des vorderen (kleinen) Griffs des Verteilergetriebes zu klären.

Manche Fahrer glauben, dass mit ihrer Hilfe der Frontantrieb im Auto zugesch altet wird - dem ist nicht so: Sowohl der Front- als auch der Hinterradantrieb des Niva sind immer eingesch altet, und dieser Griff steuert die Übertragung Fall Differential. Das heißt, während es in die "vorwärts" Position eingestellt ist, funktioniert das Diff normal und wann"zurück" - aus.

Und jetzt direkt zur Sperre: Bei ausgesch altetem Differenzial werden die Verteilergetriebewellen durch eine Kupplung geschlossen und dadurch zwangsweise ihre Drehzahlen angeglichen, dh die Gesamtdrehzahl der Vorderachsräder ist gleich die Gesamtgeschwindigkeit der Hinterachse. Die Schubverteilung erfolgt in Richtung größeren Widerstands. Nehmen wir an, das Hinterrad rutscht, wenn Sie die Sperre einsch alten, geht die Zugkraft auf die Vorderachse, deren Räder das Auto strecken, aber wenn das Vorderrad auch mit dem Hinterrad rutscht, dann der Niva kommt nicht von alleine raus.

Um dies zu verhindern, installieren Autofahrer Selbstsperren auf Brücken, um ein festgefahrenes Auto herauszuziehen. Bis heute ist das Nesterov-Differential am beliebtesten unter Niva-Besitzern.

Nesterovs Selbstblockade

Das Geheimnis seiner Popularität liegt in der Funktionsweise des Nesterov-Differentials.

Das Design des Differenzials ermöglicht nicht nur die optimale Einstellung der Winkelgeschwindigkeit der Räder des Autos beim Manövrieren, sondern auch im Falle eines Rutschens oder Hängenbleibens des Rads gibt das Gerät ihm eine minimale Energiemenge vom Motor. Darüber hinaus erfolgt die Reaktion der Selbstsperre auf eine Änderung der Verkehrssituation nahezu verzögerungsfrei. Darüber hinaus verbessert das Nesterov-Differenzial das Handling des Autos auch in rutschigen Kurven erheblich, erhöht die Richtungsstabilität, erhöht die Beschleunigungsdynamik (insbesondere im Winter) und reduziert den Kraftstoffverbrauch. Und die Installation des Geräts erfordert keineverändert das Getriebedesign und wird wie das klassische Diff eingebaut.

Das Differenzial hat nicht nur in der Automobiltechnik Anwendung gefunden, es hat sich auch bei Motoblocks als sehr nützlich erwiesen und das Leben seiner Besitzer erheblich erleichtert.

Differential für Motoblock

Motoblock - Das Gerät ist ziemlich schwer und es erfordert viel Kraft, es einfach zu drehen, und bei einer ungeregelten Winkelgeschwindigkeit der Drehung der Räder wird dies noch schwieriger. Daher kaufen und installieren die Besitzer dieser Maschinen, wenn die Unterschiede ursprünglich nicht vom Design vorgesehen waren, sie selbst.

Wie funktioniert ein handgeführtes Traktordifferential? Tatsächlich ermöglicht es nur eine einfache Drehung des Autos und stoppt eines der Räder.

Seine andere Funktion, die nichts mit der Kraftumverteilung zu tun hat, ist die Erhöhung des Radstands. Die Konstruktion des Differenzials sieht die Verwendung als Achsverlängerung vor, was den handgeführten Traktor wendiger und kippsicherer macht, insbesondere in Kurven.

Mit einem Wort, das Differential ist eine sehr nützliche und unersetzliche Sache, und seine Blockierung erhöht die Geländetauglichkeit des Autos erheblich.