يستخدم نقل المركبات متعددة المحاور والدفع الرباعي آلية لتوزيع عزم الدوران بين محاور القيادة - الترس التفاضلي المركزي.اقرأ كل شيء عن هذه الآلية والغرض منها وتصميمها ومبدأ عملها وكذلك الإصلاح والصيانة في المقالة.
ما هو التفاضل المركزي؟
الترس التفاضلي المركزي - وحدة نقل المركبات ذات العجلات ذات محورين أو أكثر من محاور القيادة؛آلية تعمل على تقسيم عزم الدوران القادم من عمود المروحة إلى تيارين مستقلين، ثم يتم تغذيتهما بعد ذلك إلى علب التروس الخاصة بمحاور القيادة.
في عملية حركة السيارات والمركبات ذات العجلات ذات محاور القيادة المتعددة، تنشأ مواقف تتطلب دوران عجلات محاور مختلفة بسرعات مختلفة.على سبيل المثال، في سيارات الدفع الرباعي، تتمتع العجلات الأمامية والمتوسطة (للمركبات متعددة المحاور) والمحاور الخلفية بسرعة زاوية غير متساوية عند الانعطاف والمناورة، وعند القيادة على طرق منحدر وعلى أسطح الطرق غير المستوية، وما إلى ذلك ... إذا كان لجميع محاور القيادة اتصال جامد، ففي مثل هذه المواقف، ستنزلق بعض العجلات أو تنزلق، على العكس من ذلك، مما قد يضعف بشكل كبير كفاءة تحويل عزم الدوران ويؤثر سلبًا بشكل عام على حركة وسائل المرور.لمنع مثل هذه المشاكل، يتم تقديم آلية إضافية في نقل السيارات والسيارات مع العديد من محاور القيادة - التفاضل المركزي.
يؤدي الترس التفاضلي المركزي عدة وظائف:
● فصل عزم الدوران القادم من عمود المروحة إلى تيارين، يتم تغذية كل منهما إلى علبة التروس لمحور قيادة واحد؛
● تغيير عزم الدوران المزوّد لكل محور حسب الأحمال المؤثرة على العجلات وسرعاتها الزاوية.
● قفل التروس التفاضلية - تقسيم عزم الدوران إلى تيارين متساويين تمامًا للتغلب على الأجزاء الصعبة من الطريق (عند القيادة على طرق زلقة أو على الطرق الوعرة).
حصلت هذه الآلية على اسمها من التمايز اللاتيني - الاختلاف أو الاختلاف.في عملية التشغيل، يقسم التفاضل تدفق عزم الدوران الوارد إلى قسمين، ويمكن أن تختلف اللحظات في كل من التدفقات بشكل كبير عن بعضها البعض (حتى حقيقة أن التدفق الوارد بأكمله يتدفق إلى محور واحد، ولا شيء إلى المحور الثاني المحور)، ولكن مجموع اللحظات فيها يساوي دائمًا عزم الدوران الوارد (أو يساوي تقريبًا، نظرًا لفقد جزء من عزم الدوران في الترس التفاضلي نفسه بسبب قوى الاحتكاك).
عادةً ما يوجد الترس التفاضلي المركزي للمركبات ذات المحاور الثلاثة على المحور المتوسط
يتم استخدام الترس التفاضلي المركزي في جميع السيارات والآلات ذات محوري قيادة أو أكثر.إلا أن موقع هذه الآلية قد يختلف حسب صيغة العجلة وخصائص ناقل الحركة في السيارة:
● في حالة النقل - يستخدم في السيارات 4×4، 6×6 (تتوفر خيارات لقيادة المحور الأمامي فقط ولقيادة جميع المحاور) و8×8؛
● في محور القيادة المتوسط - الأكثر استخدامًا في المركبات 6×4، ولكنه موجود أيضًا في المركبات ذات المحاور الأربعة.
توفر الفروق المركزية، بغض النظر عن الموقع، إمكانية التشغيل العادي للمركبة في جميع ظروف الطريق.تؤثر الأعطال أو استنزاف الموارد التفاضلية سلبًا على أداء السيارة، لذا يجب التخلص منها في أسرع وقت ممكن.ولكن قبل إصلاح هذه الآلية أو استبدالها بالكامل، عليك أن تفهم تصميمها وتشغيلها.
أنواع وجهاز ومبدأ تشغيل الترس التفاضلي المركزي
تستخدم المركبات المختلفة تروسًا تفاضلية مركزية مبنية على أساس الآليات الكوكبية.بشكل عام، تتكون الوحدة من جسم (يتكون عادة من كوبين)، يوجد بداخله تقاطع مع أقمار صناعية (تروس مخروطية) متصلة بتروسين نصف محوريين (تروس محور القيادة).يتم توصيل الجسم عن طريق شفة بعمود المروحة، حيث تتلقى الآلية بأكملها الدوران.يتم توصيل التروس عن طريق أعمدة بتروس القيادة الخاصة بالتروس الرئيسية لمحاورها.يمكن وضع كل هذا التصميم في علبة المرافق الخاصة به، أو تركيبه على علبة المرافق الخاصة بمحور القيادة المتوسط، أو في علبة علبة النقل.
وظائف التفاضلية المركزية على النحو التالي.مع الحركة المنتظمة للسيارة على طريق ذي سطح مستوٍ وصلب، ينتقل عزم الدوران من عمود المروحة إلى الهيكل التفاضلي والقطعة المتقاطعة مع الأقمار الصناعية المثبتة فيه.نظرًا لأن الأقمار الصناعية تتعامل مع التروس نصف المحورية، فإن كلاهما أيضًا يدوران وينقلان عزم الدوران إلى محاورهما.إذا بدأت عجلات أحد المحاور، لأي سبب من الأسباب، في التباطؤ، فإن الترس نصف المحور المرتبط بهذا الجسر يبطئ دورانه - تبدأ الأقمار الصناعية في التدحرج على طول هذا الترس، مما يؤدي إلى تسارع دوران والعتاد نصف المحور الثاني.ونتيجة لذلك، تكتسب عجلات المحور الثاني سرعة زاوية متزايدة مقارنة بعجلات المحور الأول - وهذا يعوض الفرق في أحمال المحور.
تصميم الترس التفاضلي المركزي للشاحنة
قد تحتوي الفروق المركزية على بعض الاختلافات في التصميم وميزات التشغيل.بادئ ذي بدء، تنقسم جميع الفروق إلى مجموعتين وفقا لخصائص توزيع عزم الدوران بين التيارين:
● متماثل - توزيع اللحظة بالتساوي بين تيارين.
● غير متماثل - توزيع اللحظة بشكل غير متساو.يتم تحقيق ذلك باستخدام التروس شبه المحورية بعدد مختلف من الأسنان.
في الوقت نفسه، تحتوي جميع التفاضلات المركزية تقريبا على آلية قفل، مما يضمن التشغيل القسري للوحدة في وضع توزيع عزم الدوران المتماثل.يعد ذلك ضروريًا للتغلب على الأجزاء الصعبة من الطريق عندما يمكن أن تنفصل عجلات أحد المحاور عن سطح الطريق (عند التغلب على الثقوب) أو تفقد قوة الجر معها (على سبيل المثال، الانزلاق على الجليد أو في الوحل).في مثل هذه الحالات، يتم توفير كل عزم الدوران لعجلات هذا المحور، والعجلات ذات الجر الطبيعي لا تدور على الإطلاق - السيارة ببساطة لا يمكنها الاستمرار في التحرك.تقوم آلية القفل بتوزيع عزم الدوران بالقوة بالتساوي بين المحاور، مما يمنع العجلات من الدوران بسرعات مختلفة - وهذا يسمح لك بالتغلب على أقسام الطريق الصعبة.
هناك نوعان من الحظر:
● يدوي؛
● تلقائي.
في الحالة الأولى، يتم حظر الترس التفاضلي من قبل السائق باستخدام آلية خاصة، وفي الحالة الثانية، يتم قفل الوحدة ذاتيًا عند حدوث ظروف معينة، موضحة أدناه.
عادةً ما يتم تصنيع آلية القفل التي يتم التحكم فيها يدويًا على شكل أداة توصيل مسننة، والتي توجد على أسنان أحد الأعمدة، ويمكن أن تتفاعل مع جسم الوحدة (بأحد أوعيةها).عند التحرك، يربط القابض بشكل صارم العمود والجسم التفاضلي - في هذه الحالة، تدور هذه الأجزاء بنفس السرعة، ويتلقى كل محور نصف إجمالي عزم الدوران.غالبًا ما يتم التحكم في آلية القفل في الشاحنات بالهواء المضغوط: يتحرك قابض التروس بمساعدة شوكة يتم التحكم فيها بواسطة قضيب الغرفة الهوائية المدمج في علبة المرافق التفاضلية.يتم إمداد الهواء إلى الغرفة بواسطة رافعة خاصة يتم التحكم فيها بواسطة مفتاح مناسب في كابينة السيارة.في سيارات الدفع الرباعي وغيرها من المعدات التي لا تحتوي على نظام هوائي، يمكن أن يكون التحكم في آلية القفل ميكانيكيًا (باستخدام نظام الرافعات والكابلات) أو كهروميكانيكيًا (باستخدام محرك كهربائي).
قد تحتوي التروس التفاضلية ذاتية القفل على آليات قفل تراقب اختلاف عزم الدوران أو الاختلاف في السرعات الزاوية لمحاور القيادة لمحاور القيادة.يمكن استخدام القوابض اللزجة أو الاحتكاكية أو الكامة، بالإضافة إلى آليات كوكبية أو دودية إضافية (في التروس التفاضلية من نوع Torsen) وعناصر مساعدة مختلفة كمثل هذه الآليات.تسمح كل هذه الأجهزة بفارق معين في عزم الدوران على الجسور التي يتم حظرها فوقها.لن نفكر هنا في جهاز وتشغيل فروق القفل الذاتي - اليوم هناك العديد من تطبيقات هذه الآليات، يمكنك معرفة المزيد عنها في المصادر ذات الصلة.
تصميم الترس التفاضلي المركزي للشاحنة
قضايا صيانة وإصلاح واستبدال المركز التفاضلي
يواجه الترس التفاضلي المركزي أحمالًا كبيرة أثناء تشغيل السيارة، لذا بمرور الوقت تتآكل أجزائه ويمكن تدميرها.من أجل ضمان التشغيل الطبيعي لناقل الحركة، يجب فحص هذه الوحدة وصيانتها وإصلاحها بانتظام.عادة، أثناء الصيانة الروتينية، يتم تفكيك الترس التفاضلي وإخضاعه لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها، ويتم استبدال جميع الأجزاء البالية (التروس ذات الأسنان البالية أو المتهالكة، وأختام الزيت، والمحامل، والأجزاء ذات الشقوق، وما إلى ذلك) بأخرى جديدة.في حالة حدوث أضرار جسيمة، تتغير الآلية بالكامل.
لإطالة عمر الترس التفاضلي، من الضروري تغيير الزيت الموجود فيه بانتظام، وتنظيف أجهزة التنفس، والتحقق من تشغيل محرك آلية القفل.ويتم تنفيذ جميع هذه الأعمال وفقًا لتعليمات صيانة وإصلاح السيارة.
مع الصيانة الدورية والتشغيل السليم للترس التفاضلي المركزي، ستشعر السيارة بالثقة حتى في أصعب ظروف الطريق.
وقت النشر: 14 يوليو 2023