Един от най-важните компоненти във всеки автомобил е неговата трансмисия, предаваща въртящия момент от двигателя към колелата. Ключов елемент от трансмисията е диференциалът, който представлява механично устройство, което пренася въртящия момент от един източник (двигателя) на два независими потребителя (колелата на двигателния мост) по такъв начин, че ъгловите скорости на въртене на източника и двата потребителя да бъдат различни една спрямо друга. Това се постига благодарение на така наречения планетарен механизъм. Диференциалът е нужен, защото, когато автомобилът се движи по прав път (без неравности), двете двигателни колела изминават еднакъв по дължина път. При завой обаче, вътрешното колело (спрямо завоя) изминава по-кратък път спрямо външното колело, в резултат на което, ъгловата скорост на въртене на вътрешното колело, трябва да бъде по-малка от тази на външното (в завой вътрешното и външното колело се движат с различна скорост).
УСТРОЙСТВО И ДЕЙСТВИЕ
Диференциалният механизъм се състои от пиньон, корона, диференциална касета (в нея са разположени осите на сателитните колела), две сателитни колела и две планетни колела (закрепени за полуваловете).
При класическият "отворен" тип диференциал, при движение на автомобила, въртящият момент от главното предаване се предава на диференциалната касета, при което заедно с нея се върти и кръстачката със сателитните колела. Когато автомобила се движи по прав и гладък път, сателитните колела се въртят заедно с кръстачката, без да се въртят около своите оси - сякаш са заклинени към двете планетни колела и ги въртят с еднаква честота на въртене. В този случай честотата на въртене на двете колела и полуваловете е еднаква и е равна на честотата на въртене на касетата и диференциала. Когато автомобилът започне да се движи по крива (завой), вътрешното колело, което трябва да измине по-малък път, започва да се върти по-бавно. В този случай сателитните колела, които се въртят заедно с кръстачката, започват да се търкалят по забавящо въртенето си планетарно колело на вътрешното (спрямо завоя) колело на автомобила. В резултат на това сателитните колела започват да се въртят около своите оси, като по този начин увеличават честотата на въртене на сателитното второ колело (външното спрямо завоя).
Тук се вижда нагледно, как работи класическият отворен диференциал и неговите по-усъвършенствани разновидности.
В конструкцията на обикновения "отворен" диференциал обаче, има един съществен недостатък, причинен от самото устройство на планетарния механизъм - стреми се да предаде въртящ момент към колелото с най-малко съпротивление. Например, ако и двете колела на моста имат еднакво сцепление с пътя и усилието, което е необходимо за задвижването им е еднакво, то тогава диференциалът ще разпределя въртящия момент еднакво. Ако само се появи разлика в сцеплението на едното колело към пътя в сравнение с другото (например едното е на хлъзгава повърхност, а другото е на суха) диференциалът веднага преразпределя усилието като предава въртящ момент към колелото, което се върти по лесно (върху хлъзгавата повърхност). В резултат на това, колелото, което е стъпило на сухата настилка и има максимално сцепление, престава да получава въртящ момент, а това върху хлъзгавата обратно - получава пълния въртящ момент и освен това планетарния механизъм започва да играе ролята на редуктор, повишавайки допълнително скоростта му на въртене.
В подобна ситуация управлението, и проходимостта на автомобила се влошава. Логично е, в тази ситуация въртящият момент да се предава главно към колелото, което има най-добро сцепление за да може автомобила да продължи своето движение. Това е особено опасно, например при влизане в остри завои с висока скорост, при които вътрешното колело се разтоварва и може да пробуксува, нарушавайки стабилността.
САМОБЛОКИРАЩИ, LSD и TORSEN ДИФЕРЕНЦИАЛИ
Поради значителните негативни страни на класическият диференциал, автомобилните производители конструират самоблокиращите диференциали и диференциалите с ограничено приплъзване LSD (Limited-Slip Differential). Първоначално те се появяват при спортните коли, но днес са част от всеки съвременен автомобил, особено при тези с двойно задвижване.
При автоматичната блокировка, най-често се използва виско-муфа. В този случай се употребява блокировка на едната от полуосите с чашката на диференциала. Виско-муфата се монтира съосно на полуоската, така че единият и привод се закрепва твърдо към чашката на диференциала, а другата към полуоската. Такава схема на блокировка обикновено се прилага при автомобилите с двойно задвижване - за междуосеви диференциали, тъй като конструкцията и е прекалено масивна, за да бъде монтирана на мостовия диференциал.
Диференциал с виско-муфа
Най-разпространената разновидност на диференциалите с ограничено приплъзване (LSD) е дисковият тип. Името му идва от самата му конструкция, при която между планетарните колела и касетата се поставят определен брой дискове. Част от тях са свързани с касетата, а част от тях - с полуоста. Ако между дисковете се създаде някаква степен на триене, те ще свържат касетата директно с полуосите. Начините, по които може да стане това са различни. Най-разпространеният вариант е т.нар. Salisbury Type, където оста на сателитните колела е така поставена между два обръча, че при прилагане на въртящ момент, оста влиза в клинове между тях, те се разтварят и притискат дисковете. Системата може да бъде регулирана по такъв начин, че притискането да става по различен начин при натоварване и спиране. Дисковете намаляват въртящия момент към избързващото колело и увеличават този към изоставащото по простата причина, че създават връзка между касетата и полуосите, а те се движат съответно по-бързо и по-бавно от нея. Този вид диференциали винаги се настройват с определена степен на преднатоварване (измерена в проценти). Ако то не съществува, ще се намали действието на ограничителя, а ако е много голямо, диференциалът ще блокира повече от необходимото, което ще доведе до затруднения при завиване, до занасяне и нестабилност (това е търсен ефект при дрифт автомобилите и някой дори прибягват до заваряване на "дифа" и 100% блокировка, но за ежедневна употреба не е препоръчително). Диференциалът с ограничено приплъзване намира приложение в автомобилите със задно и двойно задвижване.
LSD диференциал
В съвременните автомобили с предно предаване, една от най-предпочитаните самоблокиращи системи е TorSen диференциалът, който е много ефективен, но изключително сложен като конструкция. Той се използва и в системите за двойно предаване и ще го разгледаме обстойно в отделна статия.
TorSen диференциал
ПОВРЕДИ ПО ДИФЕРЕНЦИАЛА
Диференциалът е механична система, която е подложена на много сериозни натоварвания и следователно повредите по него, не са рядко срещано явление. Ще разгледаме най-често срещаните повреди и причините за тях:
- шум при движение в завой - износване на лагерите на диференциала или хлабина между планетните зъбни колела и касетата на диференциала;
- шум при ускорение на автомобила - хлабина в лагерите на водещото зъбно колело, хлабина в зацепването между пиньона и короната, разхлабване на регулиращите пръстени или износване на лагерите на полуваловете;
- постоянен шум (виене) при движение на автомобила - хлабина в лагерите на водещото зъбно колело, хлабина в зацепването между пиньона и короната, разхлабване на фланеца на карданния вал, разхлабване на регулиращите пръстени, износване на лагерите на полуваловете или хлабина в шлиците на полуваловете;
- шум при движение по инерция - хлабина в лагерите на водещото зъбно колело, разхлабване на регулиращите пръстени или хлабина в зацепването между пиньона и короната;
- теч на масло - разхлабване на фланеца на карданния вал или разхлабване на регулиращите пръстени.
Теодор Трифонов, Autoreview.bg
