Již dříve jsme publikovali materiál o automobilových diferenciálech. Doporučujeme si ji přečíst – najdete ji zde. Materiál stručně zmínil, proč je potřeba uzávěrka diferenciálu. Stručně řečeno: při absenci blokovacího systému bude mít v určitých případech kolo s normální přilnavostí příliš malý točivý moment, na rozdíl od kola s volnou přilnavostí. Za normálních podmínek to není problém, ale pokud auto uvízne v blátě nebo hlubokém sněhu. Jedním slovem stojí za to pochopit uzávěrku diferenciálu – to je opravdu zajímavá věc, o které by měl vědět kompetentní automobilový nadšenec.

Nejdůležitější znaky

Nejprve si osvěžíme paměť. Diferenciál je speciální mechanismus zodpovědný za rozdělování točivého momentu mezi kola. Způsobuje, že se jedno kolo otáčí rychleji než druhé. To je důležité zejména při zatáčení, kdy jedno kolo naráží na poměrně velký odpor a druhé naopak na malý odpor. Bez diferenciálu by se prostě první kolo začalo protáčet. pomalejšínež druhý. Celá podstata spočívá v tom, že diferenciál se snaží přenášet točivý moment tam, kde je odpor nejmenší. Toto je nejjednodušší vysvětlení. Ve skutečnosti má mechanika procesu složitější vysvětlení, ale komplikace pouze poškodí vnímání, takže se tam zastavme.

Uzávěrka diferenciálu je mechanismus, který vám umožňuje dočasně uzamknout přední a zadní diferenciál vozidla, abyste zajistili maximální trakci a zlepšili trakci v obtížných podmínkách. Doporučujeme, abyste se na ně podívali a zjistili, které blokování bude nejlepší.

Princip blokování

Uzávěrka klasického diferenciálu je realizovatelná celkem jednoduše. K tomu potřebujete pneumatický, hydraulický nebo elektrický pohon a doprovodné mechanismy určené speciálně pro tento úkol (o nich o něco později). Management může být automatický nebo manuál. Uzávěrka se týká středového i nápravového diferenciálu. Lze to provést prostřednictvím:

  • Spojení mezi miskou diferenciálu (skříní) a hřídelí nápravy;
  • Blokování rotace satelitů.

Jak asi tušíte, zablokování s sebou nese riziko poškození mechanismu. Zde je příklad: auto jede určitou rychlostí a řidič ručně uzavírá diferenciál. Vzhledem k tomu, že pro realizaci blokování je nutné vytvořit tuhé spojení nebo omezit rotaci některých diferenciálních prvků, hrozí „rozbití“ mechanismu resp. porucha hřídele nápravy. Z tohoto důvodu je bezpečné uzamknout buď při úplném zastavení vozu, nebo při jízdě nízkou rychlostí. I zde však existují výjimky, a to z důvodu konstrukce samotného mechanismu uzávěrky diferenciálu. Více o nich později.

ČTĚTE VÍCE
Jak se staví keson pro studnu?

Uzamykání viskózní spojkou

Viskózní spojky nacházejí mnoho uplatnění v automobilovém průmyslu. Osvědčily se také při implementaci uzávěrky diferenciálu. Technicky je vše docela jednoduché: viskózní spojka je namontována tak, že je jedním pohonem připevněna k hřídeli nápravy a druhým pohonem k misce (bydlení) diferenciál. Při jízdě po rovné silnici budou úhlové rychlosti hřídele nápravy a skříně stejné, takže viskózní spojka nebude zajišťovat blokování – zůstane otevřená. Je zde několik důležitých bodů:

  • Blokování je dosaženo zvýšením tření uvnitř viskózní spojky;
  • Čím větší je rozdíl v rychlostech, kterými se hřídele nápravy a miska otáčejí, tím vyšší bude stupeň blokování;
  • Zavírání a otevírání viskózní spojky probíhá celkem hladce (uzavření však probíhá rychleji).

Možnost zamykání pomocí viskózní spojky je vynikající pro vozy provozované v poměrně drsných, ale přesto ne extrémních podmínkách. Viskózní spojka například zajišťuje včasnou uzávěrku diferenciálu při jízdě na nekvalitním povrchu vozovky, ale v reálných terénních podmínkách si tak dobře nevede. Důvod je jednoduchý: Zařízení se po zapnutí zpožďuje a přehřívá se kvůli neustálému střídání podmínek „normální trakce náprav – špatná trakce – dočasný nedostatek trakce.“ Ale jak bylo řečeno, jinak se tato možnost blokování používá poměrně široce. Tak oblíbené crossovery jako Lexus RX300 a Toyota RAV4 jsou vybaveny viskózními diferenciálními spojkami.

Samosvorné diferenciály

Náhradní díly na Toyota rav4

RAV 4 III suv (A3) (01.05 – 12.12)

Náhradní díly pro Hafei princip

PRINCIP 5 sedan (06 – )

Podobné diferenciály jsou rozšířené: Kia Sportage, Toyota 4Runner a mnoho dalších modelů. Mnoho automobilů ze sovětských časů mělo samosvorný diferenciální mechanismus, ačkoli domácí automobilový průmysl z neznámých důvodů odmítl takové mechanismy v některých svých vozidlech používat. A jsou konstruovány téměř stejně jako běžné otevřené diferenciály, jen s tím rozdílem, že jsou umístěny mezi miskou a hřídelí nápravy. bloky třecích desek.

Klasická verze samosvorného diferenciálu funguje takto: když mezi hřídelí nápravy a miskou vznikne rozdíl v úhlových rychlostech a diferenciál se sám „pokouší“ přerozdělit moment mezi nimi, začnou třecí desky narušovat jeho činnost. . Diferenciály s třecími bloky se nazývají disk. Bloky jsou často odpružené, což zvyšuje jejich spolehlivost a umožňuje takové blokování použít v širším rozsahu točivých poměrů. Poslední jmenovaný však stále zůstává slabou stránkou samosvorných diferenciálů – rozsah točivých momentů je extrémně malý.

ČTĚTE VÍCE
Jak často kvetou růže v květináčích?

Vzhledem k nedostatkům diferenciálů s omezeným prokluzem věnovalo mnoho strojírenských společností značné odborné znalosti a konstrukční schopnosti hledání řešení. Společnost ASHA Corp. si vedla obzvláště dobře. Samosvorný mechanismus vylepšila tím, že jej opatřila speciální pumpou s pístem. Upravený diferenciál se začal nazývat gerotor a samotná konstrukce čerpadla byla nazvána Hydra-Lock. V tomto případě aktualizovaný mechanismus funguje jako klasický samosvorný diferenciál, ale s upozorněním, že když čerpadlo vytvoří tlak, píst začne vyvíjet tlak na třecí blok. Jedná se o poměrně jednoduchý a spolehlivý design, který zvyšuje účinnost zamykání. Používá se v SUV Chrysler a některých modelech Jeep.

Systém „diferenciál citlivý na točivý moment“.

Systém společností jako RT Quaife Engineering a Zexel Torsen stojí za zmínku v samostatné sekci. Samosvorné diferenciály mají mnoho provedení, ale zajímavé jsou především mechanismy zmíněných firem. Ve skutečnosti pracují s hypoidními páry, které mají tendenci se „klínovat“. To umožňuje nejen rychlé uvedení do provozu zamykací mechanismus, ale také k odblokování diferenciálu přesně v případě potřeby.

Aby bylo čtenáři jasné, o čem je řeč, řekneme si něco málo o hypoidních párech, kterým se také říká hyperboloidní páry. Jedná se o speciální typ pohonu se šikmým ozubením, u kterého kuželová kola zabírají se zakřivenými nebo kuželovými zuby. Nejdůležitější bod: tato kola jsou umístěna v určitém úhlu vůči sobě navzájem. Často se rovná 90°. Existují alespoň tři návrhy uzamykacích mechanismů využívajících hypoidní páry:

  1. Hypoidní páry typu „hnací ústrojí – satelity“ (T-1). Každý hřídel nápravy v tomto provedení má vlastní satelity, spojené se satelity druhého hřídele nápravy čelním ozubeným kolem. V normálním stavu je pár zaseknutý, ale jakmile diferenciál vydá točivý moment na jeden z nápravových hřídelů, pár se zaklíní a to vede k částečnému zablokování;
  2. Hypoidní páry, ve kterých jsou osy satelitů umístěny rovnoběžně s poloosami (T-2). V tomto případě jsou satelity umístěny v něčem jako kapsy pohárků diferenciálu. Spárované satelity mezi sebou tvoří další dvojici, která se za určitých podmínek zaklíní a začne pracovat na uzamčení diferenciálu;
  3. Planetový zamykací mechanismus. Zásadně odlišné od dvou výše uvedených struktur a v některých ohledech nižší než ty (T-3). Jeho hlavní vlastnosti: posunuté provozní rozsahy částečného blokování a rozdělení jmenovitého točivého momentu mezi nápravy, kompaktnost, vysoká spolehlivost.
ČTĚTE VÍCE
Kolik stojí ideální hnojivo?

Všechny tři návrhy jsou poměrně rozšířené, i když mnoho koncernů dává přednost třetí možnosti. Například je vybaven podobným uzávěrem diferenciálu sportovní vozy. Jde o rozsah provozu a rozložení točivého momentu, geometrii mechanismu a jeho nízkou hmotnost. Takové mechanismy ale nacházejí uplatnění i v běžných osobních automobilech a ještě více v SUV. Zvláště často jsou vidět na vozech z koncernu Toyota: Land Cruiser, 4Runner, Supra, RAV4 (4 generace), Celica.

Mechanismus zubové spojky

Výše popsané mechanismy uzamykacího zařízení se mohou zdát poměrně složité. Téměř všichni však začali svou cestu právě tímto klasickým mechanismem, nebo spíše tandemem“čelisťová spojka pohon” Postupem času se tento tandem velmi změnil, objevily se jak nové typy pohonů, tak zubové spojky byly vážně upraveny.

Stručně řečeno, čelisťová spojka je dvojice polovin spojky, které jsou umístěny na koncích souosých hřídelů. Ve své normální poloze je polovina spojky OTEVŘENO. Na koncích polovin spojky jsou tzv. spojky umístěné v kruhu. vačky obdélníkového nebo lichoběžníkového profilu. V případě potřeby zablokování hřídele jsou poloviny spojky pevně spojeny – pohybují se a vyplňují prostory mezi vačkami protilehlé polospojky – zajišťují přenos točivého momentu z jedné hřídele na druhou. Jak asi tušíte, okamžik záběru polovin spojky je doprovázen nárazem. Z tohoto důvodu jsou vybaveny speciálními tlumícími vložkami. Samotný mechanismus může být poháněn jedním z následujících pohonů:

  • Elektrický;
  • Mechanické (stále vzácnější);
  • Pneumatický;
  • Hydraulické.

Mnoho aut má mechanicky poháněný vačkový diferenciál, ale v dnešní době je to čím dál častější elektrický pohon. Nejde jen o jeho vysokou spolehlivost, ale také o jeho pohodlí. Uzamykací mechanismus lze aktivovat stisknutím jediného tlačítka na palubní desce vozidla. Pokud je ovládání zcela manuální a vylučuje elektriku, pak téměř jistě vyžaduje manipulaci s pákovým mechanismem. Ten pohání hydrauliku nebo pneumatiku, která pak uzavírá diferenciál uzavřením vačkové spojky.

Více informací o elektronickém zamykání

Ihned poznamenejme, že elektronická uzávěrka diferenciálu není v podstatě uzávěrka – je pouze její napodobeninou. Tento systém pracuje v tandemu s ABS vozu a je tzv Řízení trakce nebo EDS. První vůz s elektronickou uzávěrkou diferenciálu byl Lexus LS400, uvedený na trh v roce 1989. Systém se od té doby příliš nezměnil. Poskytuje následující prvky:

  • Senzory otáčení kol;
  • Elektronická řídicí jednotka.
ČTĚTE VÍCE
Jak rychle naklíčit pórek?

Zde stojí za zmínku následující: na rozdíl od výše uvedených zamykacích mechanismů může elektronický systém vydat příkaz k vytvoření tlaku v autě brzdový systém. Má zpětná čerpadla, stejně jako dvojici ventilů v hydraulickém bloku ABS. Provoz systému lze rozdělit do 3 fází:

  1. Fáze zvýšení tlaku:
  2. Fáze dočasného udržení tlaku;
  3. Fáze rychlého uvolnění tlaku.

Jak čtenář pravděpodobně tuší, časy začátku a konce fází budou záviset na přítomnosti a míře prokluzu kol. Nemyslete si však, že elektronické zamykání vylučuje použití konvenčních systémů uzávěrky diferenciálu. Naopak terénní vozidla nutně potřebují další systémy pro řízení točivého momentu, který kola přijímají. Neuvěřitelná průchodnost terénem nejnovějších generací vozů 4Runner a Prado japonského koncernu Toyota je způsobena přidáním uzávěrky diferenciálu do stávajícího systému T-3 elektronický „asistent“.

Výběr systému uzávěrky diferenciálu

Automobilový nadšenec může své auto snadno upravit výměnou struktury zodpovědné za uzávěrku diferenciálu nebo jejím přidáním, pokud chybí. Nebudeme dávat doporučení k výběru vhodných jednotek, protože to vyžaduje individuální přístup. Řekněme, že postup výměny uzamykacích zařízení má smysl pouze tehdy, když váš vůz takovou výbavu standardně nemá a v budoucnu byste jej chtěli provozovat v náročných podmínkách (špatné silnice, terénní podmínky, hluboký sníh, bažiny, atd.). P.). Na výběr je několik možností blokování:

  • Tvrdý. Výhody: snadné použití a levné na nákup a instalaci. Mínus: způsobuje zvýšené opotřebení převodovky;
  • Nucený. Klady: možnost samostatně zapínat a vypínat zámek, žádný negativní dopad na ovladatelnost vozidla. Nevýhody: vysoká cena a obtížnost instalace;
  • Samosvorný diferenciál. Výhody: relativně přijatelná cena a snadná instalace. Mínus: provozní vlastnosti, které ovlivňují „řízení“ vozu – po určitou dobu po uzamčení diferenciálu pokračuje v jízdě rovně.

Mnoho majitelů automobilů s aktualizovaným zamykacím mechanismem poznamenává, že nucené zamykání je nejlepší volbou pro ty, kteří chtějí zvýšit průchodnost vozidla v terénu a také mít možnost přímo ovládat činnost zamykacího mechanismu. Nucené zamykání lze ve skutečnosti použít jen v určitých situacích, ale jinak to nijak neovlivní chod převodovky a nebude překážet řidiči. Pokud máte vůz s pohonem všech kol, pak má smysl vybavit přední i zadní diferenciál nuceným uzávěrem s mechanickým nebo hydraulickým pohonem – systém poskytne maximální průchodnost terénem a jeho spolehlivost bude extrémně vysoká. vysoký.

ČTĚTE VÍCE
Jaká jsou znamení pro Trinity?

Výkon

Uzavírací mechanismy jsou navrženy tak, aby eliminovaly hlavní nevýhodu volných diferenciálů – jejich úplnou neschopnost přenést točivý moment na kolo s běžnou přilnavostí v případech, kdy se vůz dostane do bláta nebo hlubokého sněhu. V praxi ale blokování v zásadě zvyšuje ovladatelnost vozidla v obtížných podmínkách. Existuje poměrně málo možností pro jeho implementaci a výše jsme pokryli pouze ty hlavní – ve skutečnosti existuje spousta návrhů, ale ne všechny jsou široce používány. Abyste plně porozuměli roli uzávěrky v provozu diferenciálu, doporučujeme vám seznámit se s tímto materiálem.