فارق السيارة. أصناف وخصائص الأداء

التفاضل هو آلية تنقل عزم الدوران من مصدر واحد إلى مستهلكين. وتتمثل ميزتها الرئيسية في القدرة على إعادة توزيع الطاقة وتوفير سرعات زاويّة مختلفة لتناوب المستهلكين. فيما يتعلق بالمركبة على الطرق ، هذا يعني أن العجلات يمكن أن تتلقى قوة مختلفة وتدور بسرعات مختلفة عبر الترس التفاضلي.

يعتبر التفاضل عنصرًا مهمًا في ناقل الحركة بالسيارات. دعنا نحاول معرفة السبب.

لماذا لا يمكنك الاستغناء عن التفاضل

بالمعنى الدقيق للكلمة ، يمكنك الاستغناء عن تفاضل. ولكن فقط طالما أن السيارة تتحرك على مسار لا تشوبه شائبة ، دون الالتفاف إلى أي مكان ، وإطاراتها متشابهة ومضخمة بشكل متساوٍ. بمعنى آخر ، ما دامت جميع العجلات تسير بنفس المسافة وتدور بنفس السرعة.

ولكن عندما تدخل السيارة منعطفًا ، يجب أن تقطع العجلات مسافة مختلفة. من الواضح أن المنحنى الخارجي أطول من المنحنى الداخلي ، لذا يجب أن تدور العجلات الموجودة عليه أسرع من العجلات الموجودة على المنحنى الداخلي. عندما لا يقود المحور ، والعجلات لا تعتمد على بعضها البعض ، فلا توجد مشكلة.

شيء آخر هو الجسر الرئيسي. للتحكم العادي ، يتم نقل الدوران إلى كلتا العجلتين. مع اتصالهم الصلب ، سيكون لديهم نفس السرعة الزاوية ويميلون إلى تغطية نفس المسافة في كل منعطف. قد يكون الدوران صعبًا وقد يؤدي إلى الانزلاق وزيادة تآكل الإطارات والضغط المفرط على. قد ينزلق جزء من قوة المحرك ، مما يعني أن الوقود سيضيع. يحدث شيء مشابه ، وإن لم يكن واضحًا ، في مواقف أخرى - عند القيادة على طرق وعرة ، وأحمال عجلات غير متساوية ، وضغوط الإطارات غير المتساوية ، ودرجات متفاوتة من تآكل الإطارات.

هذا هو المكان الذي يتعلق الأمر بالإنقاذ. إنه ينقل الدوران إلى كل من أعمدة المحور ، لكن نسبة السرعات الزاوية لدوران العجلات يمكن أن تكون عشوائية وتتغير بسرعة اعتمادًا على الموقف المحدد دون تدخل السائق.

أنواع الفروق

التفاضل متماثل وغير متماثل. تنقل الأجهزة المتناظرة نفس عزم الدوران إلى كلا المحورين ، عند استخدام الأجهزة غير المتماثلة ، تختلف عزم الدوران المرسلة.

من الناحية الوظيفية ، يمكن استخدام التفاضل كفرق بين العجلات وبين المحاور. تنقل العجلة الداخلية عزم الدوران إلى عجلات محور واحد. في سيارة الدفع بالعجلات الأمامية ، توجد في علبة التروس ، في سيارة الدفع الخلفي ، في مبيت المحور الخلفي.

في سيارة الدفع الرباعي ، توجد الآليات في علب المرافق لكلا المحورين. إذا كان نظام الدفع الرباعي دائمًا ، فسيتم أيضًا تركيب ترس تفاضلي مركزي في علبة النقل. ينقل الدوران من علبة التروس إلى كلا محوري القيادة.

يكون تفاضل المحور دائمًا متماثلًا ، لكن فرق المحور عادة ما يكون غير متماثل ، والنسبة المئوية النموذجية لعزم الدوران بين المحورين الأمامي والخلفي هي 40/60 ، على الرغم من أنه قد يكون مختلفًا. 

تحدد إمكانية وطريقة الحجب تصنيفًا آخر للفروق:

• مجاني (بدون حظر) ؛

• مع قفل يدوي

• مع القفل التلقائي.

يمكن أن يكون الحظر إما كليًا أو جزئيًا.

كيف يعمل التفاضل ولماذا يتم حظره

في الواقع ، التفاضل هو آلية من النوع الكوكبي. في أبسط تفاضل متناظر المحور المتقاطع ، هناك أربعة تروس مخروطية - اثنان شبه محوريان (1) بالإضافة إلى قمرين صناعيين (4). تعمل الدائرة مع قمر صناعي واحد ، ولكن يتم إضافة الثاني لجعل الجهاز أكثر قوة. في الشاحنات وسيارات الدفع الرباعي ، يتم تثبيت زوجين من الأقمار الصناعية.

الكأس (الجسم) (5) يعمل كحامل للأقمار الصناعية. يتم تثبيت ترس كبير مدفوع (2) بشكل صارم فيه. يستقبل عزم الدوران من علبة التروس من خلال ترس القيادة النهائي (3).

على الطريق المستقيم، تدور العجلات، وبالتالي عجلاتها، بنفس السرعة الزاوية. تدور الأقمار الصناعية حول محاور العجلات، لكنها لا تدور حول محاورها الخاصة. وبالتالي، يقومون بتدوير التروس الجانبية، مما يمنحهم نفس السرعة الزاوية.

في الزاوية ، تتمتع عجلة على القوس الداخلي (الأصغر) بمقاومة أكبر للدوران وبالتالي تبطئها. نظرًا لأن الترس الجانبي المقابل يبدأ أيضًا في الدوران بشكل أبطأ ، فإنه يتسبب في دوران الأقمار الصناعية. يؤدي دورانها حول محورها إلى زيادة دورات التروس على عمود محور العجلة الخارجية.  

يمكن أن تنشأ حالة مماثلة في الحالات التي تكون فيها الإطارات غير قادرة على التماسك على الطريق. على سبيل المثال ، تصطدم العجلة بالجليد وتبدأ في الانزلاق. سينقل التفاضل الحر العادي الدوران إلى حيث توجد مقاومة أقل. نتيجة لذلك ، ستدور العجلة المنزلقة بشكل أسرع ، بينما ستتوقف العجلة المعاكسة عمليًا. نتيجة لذلك ، لن تتمكن السيارة من مواصلة التحرك. علاوة على ذلك ، لن تتغير الصورة بشكل أساسي في حالة الدفع الرباعي ، نظرًا لأن الترس التفاضلي المركزي سينقل أيضًا كل القوة إلى حيث يواجه مقاومة أقل ، أي إلى المحور بعجلة شبشب. نتيجة لذلك ، يمكن حتى لسيارة الدفع الرباعي أن تتعطل إذا انزلقت عجلة واحدة فقط.

هذه الظاهرة تضعف بشكل خطير من صلاحية أي سيارة وهي غير مقبولة تمامًا للمركبات على الطرق الوعرة. يمكنك إصلاح الموقف عن طريق منع التفاضل.

أنواع الأقفال

الحجب الكامل القسري

يمكنك تحقيق الحظر اليدوي الكامل عن طريق التشويش على الأقمار الصناعية وذلك لحرمانها من القدرة على الدوران حول محورها. طريقة أخرى هي إدخال الكوب التفاضلي في تعشيق صلب مع عمود المحور. ستدور كلتا العجلتين بنفس السرعة الزاوية.

لتمكين هذا الوضع ، ما عليك سوى الضغط على زر في لوحة القيادة. يمكن أن تكون وحدة القيادة ميكانيكية أو هيدروليكية أو هوائية أو كهربائية. هذا المخطط مناسب لكل من العجلة الداخلية والفروق المركزية. يمكنك تشغيله عندما تكون السيارة متوقفة ، ويجب ألا تستخدمه إلا بسرعة منخفضة عند القيادة فوق تضاريس وعرة. بعد المغادرة على طريق عادي ، يجب إغلاق القفل ، وإلا فإن المناورة ستزداد سوءًا بشكل ملحوظ. يمكن أن يؤدي إساءة استخدام هذا الوضع إلى تلف عمود المحور أو الأجزاء ذات الصلة.

أهمية أكبر هي الفوارق ذاتية القفل. لا تتطلب تدخل السائق وتعمل تلقائيًا عند الحاجة. نظرًا لأن الحظر في مثل هذه الأجهزة غير مكتمل ، فإن احتمال تلف أعمدة المحور منخفض.

قفل القرص (الاحتكاك)

هذا هو أبسط نسخة من تفاضل ذاتي الغلق. يتم استكمال الآلية بمجموعة من أقراص الاحتكاك. تتناسب بإحكام مع بعضها البعض ومن خلال إحداها يتم تثبيتها بشكل صارم على أحد أعمدة المحور وفي الكوب.

يدور الهيكل بأكمله ككل حتى تصبح سرعة دوران العجلات مختلفة. ثم يظهر الاحتكاك بين الأقراص مما يحد من نمو فرق السرعة.

اقتران لزج

اقتران لزج (اقتران لزج) له نفس مبدأ التشغيل. هنا فقط يتم وضع الأقراص ذات الثقوب المطبقة عليها في صندوق مغلق ، وكل المساحة الخالية منه مملوءة بسائل السيليكون. السمة المميزة لها هي التغيير في اللزوجة أثناء الخلط. عندما تدور الأقراص بسرعات مختلفة ، يتم هياج السائل ، وكلما زادت شدة التحريك ، أصبح السائل أكثر لزوجة ، ووصل إلى حالة صلبة تقريبًا. عندما تتوقف مستويات سرعة الدوران ، تنخفض لزوجة السائل بسرعة ويفتح التفاضل.  

تتميز أداة التوصيل اللزجة بأبعاد كبيرة إلى حد ما ، لذلك يتم استخدامها في كثير من الأحيان كإضافة إلى التفاضل المركزي ، وفي بعض الأحيان بدلاً من ذلك ، تعمل في هذه الحالة بمثابة تفاضل زائف.

أداة التوصيل اللزجة لها عدد من العيوب التي تحد بشكل كبير من استخدامها. هذه هي القصور الذاتي والتدفئة الكبيرة والتوافق السيئ مع ABS.

ثورسن

يأتي الاسم من استشعار عزم الدوران ، أي "إدراك عزم الدوران". يعتبر من أكثر تفاضلات الإغلاق الذاتي فعالية. تستخدم الآلية ترس دودة. يحتوي التصميم أيضًا على عناصر احتكاك تنقل أيضًا عزم الدوران عند حدوث الانزلاق.

هناك ثلاثة أنواع من هذه الآلية. تحت الجر العادي على الطريق ، يعمل النوعان T-1 و T-2 كفرق متماثلة من النوع.

عندما تفقد إحدى العجلات قوة الجر ، يكون T-1 قادرًا على إعادة توزيع عزم الدوران بنسبة 2,5 إلى 1 إلى 6 إلى 1 وأكثر من ذلك. أي أن العجلة ذات القبضة الأفضل ستحصل على عزم دوران أكبر من العجلة المنزلقة ، بالنسب المحددة. في مجموعة T-2 ، يكون هذا الرقم أقل - من 1,2 إلى 1 إلى 3 إلى 1 ، ولكن هناك القليل من رد الفعل العكسي والاهتزاز والضوضاء.

تم تطوير Torsen T-3 في الأصل كفرق غير متماثل بمعدل حجب 20 ... 30٪.

رصيف

تم تسمية التفاضل Quife على اسم المهندس الإنجليزي الذي طور هذا الجهاز. حسب التصميم ، ينتمي إلى نوع الدودة ، مثل Thorsen. وهي تختلف عنها في عدد الأقمار الصناعية ومكانها. تحظى Quaife بشعبية كبيرة بين عشاق ضبط السيارات.