Das Getriebe von mehrachsigen und allradgetriebenen Fahrzeugen nutzt einen Mechanismus zur Drehmomentverteilung zwischen den Antriebsachsen – das Mittendifferenzial.Lesen Sie im Artikel alles über diesen Mechanismus, seinen Zweck, sein Design, seine Funktionsweise sowie Reparatur und Wartung.
Was ist ein Mittendifferenzial?
Mittendifferenzial – Getriebeeinheit von Radfahrzeugen mit zwei oder mehr Antriebsachsen;Ein Mechanismus, der das von der Propellerwelle kommende Drehmoment in zwei unabhängige Ströme aufteilt, die dann den Getrieben der Antriebsachsen zugeführt werden.
Bei der Bewegung von Autos und Radfahrzeugen mit mehreren Antriebsachsen kommt es zu Situationen, in denen sich die Räder verschiedener Achsen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen müssen.Beispielsweise haben bei allradgetriebenen Fahrzeugen die Räder der Vorder-, Mittel- (bei mehrachsigen Fahrzeugen) und Hinterachse beim Wenden und Rangieren, beim Fahren auf Straßen mit Gefälle und auf unebenen Fahrbahnoberflächen usw. unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten Wenn alle Antriebsachsen eine starre Verbindung hätten, würden in solchen Situationen einige Räder durchrutschen oder umgekehrt durchrutschen, was die Effizienz der Drehmomentumwandlung erheblich beeinträchtigen und sich insgesamt negativ auf die Bewegung von Verkehrsmitteln auswirken würde.Um solche Probleme zu vermeiden, wird in das Getriebe von Autos und Autos mit mehreren Antriebsachsen ein zusätzlicher Mechanismus eingeführt – ein Mittendifferenzial.
Das Mittendifferenzial erfüllt mehrere Funktionen:
● Aufteilung des von der Propellerwelle kommenden Drehmoments in zwei Ströme, die jeweils dem Getriebe einer Antriebsachse zugeführt werden;
● Änderung des an jede Achse gelieferten Drehmoments in Abhängigkeit von den auf die Räder wirkenden Lasten und deren Winkelgeschwindigkeiten;
● Sperrdifferenziale – Aufteilung des Drehmoments in zwei absolut gleiche Ströme, um schwierige Straßenabschnitte zu überwinden (beim Fahren auf rutschigen Straßen oder im Gelände).
Dieser Mechanismus erhielt seinen Namen vom lateinischen differentia – Unterschied oder Unterschied.Im Betrieb teilt das Differential den ankommenden Drehmomentfluss in zwei Teile, und die Momente in jedem der Flüsse können sich erheblich voneinander unterscheiden (bis hin zur Tatsache, dass der gesamte ankommende Fluss zu einer Achse fließt und nichts zur zweiten). Achse), aber die Summe der Momente in ihnen ist immer gleich dem eingehenden Drehmoment (oder nahezu gleich, da ein Teil des Drehmoments aufgrund von Reibungskräften im Differential selbst verloren geht).
Bei dreiachsigen Fahrzeugen befindet sich das Mittendifferenzial meist auf der Zwischenachse
Mittendifferentiale werden in allen Autos und Maschinen mit zwei oder mehr Antriebsachsen eingesetzt.Die Position dieses Mechanismus kann jedoch je nach Radformel und den Eigenschaften des Fahrzeuggetriebes unterschiedlich sein:
● Im Verteilergetriebe – verwendet in Autos 4×4, 6×6 (Optionen sind sowohl für den Antrieb nur der Vorderachse als auch für den Antrieb aller Achsen möglich) und 8×8;
● In der Zwischenantriebsachse – am häufigsten bei 6×4-Fahrzeugen verwendet, aber auch bei Vierachsern zu finden.
Unabhängig vom Standort ermöglichen Mittendifferenziale den normalen Betrieb des Fahrzeugs unter allen Straßenbedingungen.Fehlfunktionen oder eine Erschöpfung der Differenzialressource wirken sich negativ auf die Leistung des Fahrzeugs aus und sollten daher so schnell wie möglich behoben werden.Bevor Sie diesen Mechanismus jedoch reparieren oder vollständig ersetzen, müssen Sie dessen Aufbau und Funktionsweise verstehen.
Typen, Vorrichtung und Funktionsprinzip des Mittendifferenzials
Verschiedene Fahrzeuge verwenden Mittendifferenziale, die auf der Grundlage von Planetenmechanismen aufgebaut sind.Im Allgemeinen besteht die Einheit aus einem Körper (normalerweise bestehend aus zwei Tassen), in dem sich ein Kreuz mit Satelliten (Kegelrädern) befindet, das mit zwei Halbachsgetrieben (Antriebsachsgetrieben) verbunden ist.Der Körper ist über einen Flansch mit der Propellerwelle verbunden, von der aus der gesamte Mechanismus rotiert.Die Zahnräder sind über Wellen mit den Antriebsrädern der Haupträder ihrer Achsen verbunden.Alle diese Konstruktionen können in einem eigenen Kurbelgehäuse untergebracht, am Kurbelgehäuse der Zwischenantriebsachse oder im Gehäuse des Verteilergetriebes montiert werden.
Das Mittendifferenzial funktioniert wie folgt.Bei gleichmäßiger Bewegung des Fahrzeugs auf einer Straße mit ebenem und hartem Untergrund wird das Drehmoment von der Kardanwelle auf das Differentialgehäuse und den Querträger mit darin befestigten Satelliten übertragen.Da die Satelliten mit den Halbachsgetrieben in Eingriff stehen, geraten auch beide in Rotation und übertragen Drehmoment auf ihre Achsen.Wenn aus irgendeinem Grund die Räder einer der Achsen langsamer werden, verlangsamt das mit dieser Brücke verbundene Halbachsgetriebe seine Drehung – die Satelliten beginnen entlang dieses Zahnrads zu rollen, was zu einer Beschleunigung der Drehung führt das zweite Halbachsgetriebe.Dadurch erhalten die Räder der zweiten Achse eine gegenüber den Rädern der ersten Achse erhöhte Winkelgeschwindigkeit – dies gleicht den Achslastunterschied aus.
Das Design des Mittendifferentials des LKW
Mittendifferenziale können einige Designunterschiede und Betriebsmerkmale aufweisen.Zunächst werden alle Differentiale entsprechend den Eigenschaften der Drehmomentverteilung zwischen den beiden Strömen in zwei Gruppen eingeteilt:
● Symmetrisch – das Moment gleichmäßig auf zwei Ströme verteilen;
● Asymmetrisch – das Moment ungleichmäßig verteilen.Dies wird durch den Einsatz von halbaxialen Zahnrädern mit unterschiedlicher Zähnezahl erreicht.
Gleichzeitig verfügen fast alle Mittendifferenziale über einen Sperrmechanismus, der den Zwangsbetrieb des Aggregats im Modus der symmetrischen Drehmomentverteilung gewährleistet.Dies ist notwendig, um schwierige Straßenabschnitte zu überwinden, wenn sich die Räder einer Achse von der Fahrbahnoberfläche lösen können (beim Überwinden von Löchern) oder die Traktion verlieren können (z. B. Rutschen auf Eis oder im Schlamm).In solchen Situationen wird das gesamte Drehmoment auf die Räder dieser Achse übertragen und die Räder mit normaler Traktion drehen sich überhaupt nicht – das Auto kann einfach nicht weiterfahren.Der Verriegelungsmechanismus verteilt das Drehmoment zwangsweise gleichmäßig auf die Achsen und verhindert so, dass sich die Räder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen – so können Sie schwierige Straßenabschnitte überwinden.
Es gibt zwei Arten der Blockierung:
● Handbuch;
● Automatisch.
Im ersten Fall wird das Differenzial vom Fahrer über einen speziellen Mechanismus blockiert, im zweiten Fall erfolgt die Selbstsperrung der Einheit bei Eintritt bestimmter Bedingungen, die im Folgenden beschrieben werden.
Der manuell gesteuerte Verriegelungsmechanismus besteht normalerweise aus einer Zahnkupplung, die sich an den Zähnen einer der Wellen befindet und mit dem Gerätekörper (mit einer seiner Schalen) in Eingriff kommen kann.Beim Bewegen verbindet die Kupplung die Welle und das Differentialgehäuse starr – in diesem Fall drehen sich diese Teile mit der gleichen Geschwindigkeit und jede der Achsen erhält die Hälfte des Gesamtdrehmoments.Die Steuerung des Sperrmechanismus in Lastkraftwagen erfolgt meist pneumatisch: Die Gangkupplung wird mit Hilfe einer Gabel bewegt, die von der Stange der im Kurbelgehäuse des Differentials eingebauten Pneumatikkammer gesteuert wird.Die Luftzufuhr zur Kammer erfolgt über einen speziellen Kran, der über einen entsprechenden Schalter im Fahrerhaus des Wagens gesteuert wird.Bei SUVs und anderen Geräten ohne pneumatisches System kann die Steuerung des Verriegelungsmechanismus mechanisch (über ein System aus Hebeln und Kabeln) oder elektromechanisch (über einen Elektromotor) erfolgen.
Selbstsperrende Differentiale können über Sperrmechanismen verfügen, die die Drehmomentdifferenz oder die Differenz der Winkelgeschwindigkeiten der Antriebsachsen der Antriebsachsen überwachen.Als solche Mechanismen können Visco-, Reibungs- oder Nockenkupplungen sowie zusätzliche Planeten- oder Schneckenmechanismen (bei Torsen-Differentialen) und verschiedene Hilfselemente eingesetzt werden.Alle diese Geräte lassen eine bestimmte Drehmomentdifferenz an den Brücken zu, ab der sie blockiert werden.Wir werden hier nicht auf die Vorrichtung und Funktionsweise von selbstsperrenden Differentialen eingehen – heute gibt es viele Implementierungen dieser Mechanismen, mehr darüber können Sie in den entsprechenden Quellen erfahren.
Das Design des Mittendifferentials des LKW
Fragen der Wartung, Reparatur und des Austauschs des Mittendifferenzials
Das Mittendifferential ist während des Betriebs des Fahrzeugs erheblichen Belastungen ausgesetzt, sodass seine Teile mit der Zeit verschleißen und zerstört werden können.Um den normalen Betrieb des Getriebes sicherzustellen, muss dieses Gerät regelmäßig überprüft, gewartet und repariert werden.Normalerweise wird bei der routinemäßigen Wartung das Differential zerlegt und einer Fehlersuche unterzogen, alle verschlissenen Teile (Zahnräder mit verschlissenen oder zerbröckelten Zähnen, Öldichtungen, Lager, Teile mit Rissen usw.) werden durch neue ersetzt.Bei schwerwiegenden Schäden ändert sich der Mechanismus komplett.
Um die Lebensdauer des Differentials zu verlängern, ist es notwendig, regelmäßig das Öl darin zu wechseln, die Entlüfter zu reinigen und die Funktion des Sperrmechanismusantriebs zu überprüfen.Alle diese Arbeiten werden gemäß den Anweisungen zur Wartung und Reparatur des Fahrzeugs durchgeführt.
Bei regelmäßiger Wartung und ordnungsgemäßem Betrieb des Mittendifferenzials fühlt sich das Auto auch unter schwierigsten Straßenbedingungen sicher an.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 14. Juli 2023