תיבת ההילוכים של כלי רכב רב סרניים וכלי גלגל משתמשת במנגנון לחלוקת מומנט בין סרני ההינע - הדיפרנציאל המרכזי.קרא הכל על מנגנון זה, מטרתו, עיצובו, עקרון הפעולה, כמו גם תיקון ותחזוקה במאמר.
מהו דיפרנציאל מרכזי?
דיפרנציאל מרכזי - יחידת הילוכים של כלי רכב עם גלגלים עם שני סרנים הנעה או יותר;מנגנון המחלק את המומנט המגיע מציר המדחף לשני זרמים עצמאיים, המוזנים לאחר מכן לתיבות ההילוכים של סרני ההינע.
בתהליך תנועה של מכוניות וכלי רכב גלגלים עם מספר סרנים מונעים, נוצרים מצבים הדורשים סיבוב גלגלים של סרנים שונים במהירויות שונות.לדוגמה, במכוניות עם הנעה לכל הגלגלים, לגלגלי הסרנים הקדמיים, הביניים (לרכבים מרובי ציר) והאחור יש מהירות זוויתית לא שווה בעת פנייה ותמרון, בנסיעה בכבישים עם שיפוע ובמשטחי כביש לא אחידים וכו'. אם לכל סרני ההינע היה חיבור קשיח, אז במצבים כאלה חלק מהגלגלים היו מחליקים או להיפך מחליקים, מה שיפגע משמעותית ביעילות המרת המומנט ובדרך כלל ישפיע לרעה על תנועת אמצעי התנועה.כדי למנוע בעיות כאלה, מנגנון נוסף מוכנס לתמסורת של מכוניות ומכוניות עם מספר סרני נהיגה - דיפרנציאל מרכזי.
הדיפרנציאל המרכזי מבצע מספר פונקציות:
● הפרדת המומנט המגיע מציר המדחף לשני זרמים, שכל אחד מהם מסופק לתיבת ההילוכים של ציר הנעה אחד;
● שינוי המומנט המסופק לכל ציר בהתאם לעומסים הפועלים על הגלגלים ולמהירויות הזוויתיות שלהם;
● נעילת דיפרנציאלים - חלוקת המומנט לשני זרמים שווים בהחלט כדי להתגבר על קטעים קשים בכביש (בנסיעה בכבישים חלקים או בשטח).
מנגנון זה קיבל את שמו מהדיפרנציה הלטינית - הבדל או הבדל.בתהליך הפעולה, הדיפרנציאל מחלק את זרימת המומנט הנכנס לשניים, והמומנטים בכל אחת מהזרימות יכולים להיות שונים זה מזה באופן משמעותי (עד לעובדה שכל הזרימה הנכנסת זורמת לציר אחד, ולא כלום לשני. ציר), אך סכום המומנטים בהם תמיד שווה למומנט הנכנס (או כמעט שווה, שכן חלק מהמומנט אובד בהפרש עצמו עקב כוחות חיכוך).
הדיפרנציאל המרכזי של רכבים בעלי שלושה סרנים ממוקם בדרך כלל על ציר הביניים
דיפרנציאלים מרכזיים משמשים בכל המכוניות והמכונות עם שני סרנים מונעים או יותר.עם זאת, מיקומו של מנגנון זה עשוי להשתנות בהתאם לנוסחת הגלגל ולמאפייני תיבת ההילוכים של הרכב:
● במארז ההעברה - בשימוש במכוניות 4×4, 6×6 (אפשרויות הן לנהיגה רק בציר הקדמי והן להנעת כל הסרנים) ו-8×8;
● בציר ההנעה הבינוני – נפוץ ביותר ברכבי 6×4, אך מצוי גם ברכבים בעלי ארבעה סרנים.
דיפרנציאלים מרכזיים, ללא קשר למיקום, מספקים אפשרות לפעולה רגילה של הרכב בכל תנאי הדרך.תקלות או דלדול המשאב הדיפרנציאלי משפיעים לרעה על ביצועי המכונית, ולכן יש לבטלן בהקדם האפשרי.אבל לפני תיקון או החלפה מלאה של מנגנון זה, אתה צריך להבין את העיצוב והפעולה שלו.
סוגים, מכשיר ועיקרון הפעולה של הדיפרנציאל המרכזי
כלי רכב שונים משתמשים בהפרשי מרכז הבנויים על בסיס מנגנונים פלנטריים.באופן כללי, היחידה מורכבת מגוף (בדרך כלל מורכב משתי כוסות), שבתוכו יש צלב עם לוויינים (גלגלי שיניים משופעים) המחוברים לשני גלגלי שיניים חצאי ציר (גלגלי שיניים ציר הנעה).הגוף מחובר באמצעות אוגן לציר המדחף, שממנו מקבל כל המנגנון סיבוב.גלגלי השיניים מחוברים באמצעות צירים לגלגלי ההינע של גלגלי השיניים הראשיים של ציריהם.כל העיצוב הזה יכול להיות ממוקם במארכובה משלו, מותקן על תא הארכובה של ציר ההנעה האמצעי, או במארז של תא ההעברה.
הדיפרנציאל המרכזי מתפקד כדלקמן.עם תנועה אחידה של המכונית על כביש עם משטח שטוח וקשיח, המומנט מציר המדחף מועבר לבית הדיפרנציאל ולצלב עם לוויינים קבועים בו.מכיוון שהלוויינים משתלבים עם גלגלי השיניים של חצי הציר, שניהם גם נכנסים לסיבוב ומשדרים מומנט לציריהם.אם, מסיבה כלשהי, הגלגלים של אחד הסרנים מתחילים להאט, גלגל השיניים חצי הציר הקשור לגשר זה מאט את סיבובו - הלוויינים מתחילים להתגלגל לאורך גלגל השיניים הזה, מה שמוביל להאצה של הסיבוב של הילוך חצי ציר שני.כתוצאה מכך, הגלגלים של הציר השני מקבלים מהירות זוויתית מוגברת ביחס לגלגלי הציר הראשון - זה מפצה על ההבדל בעומסי הסרנים.
עיצוב הדיפרנציאל המרכזי של המשאית
להפרשי מרכז עשויים להיות כמה הבדלי עיצוב ותכונות פעולה.קודם כל, כל ההפרשים מחולקים לשתי קבוצות לפי המאפיינים של חלוקת המומנט בין שני הזרמים:
● סימטרי - פיזור הרגע באופן שווה בין שני זרמים;
● אסימטרי - פיזור הרגע בצורה לא אחידה.זה מושג על ידי שימוש בהילוכים חצי צירים עם מספר שונה של שיניים.
יחד עם זאת, כמעט לכל הדיפרנציאלים המרכזיים יש מנגנון נעילה, המבטיח את הפעולה המאולצת של היחידה במצב של חלוקת מומנט סימטרית.זה הכרחי כדי להתגבר על קטעים קשים של כבישים, כאשר גלגלי ציר אחד יכולים להתנתק משטח הכביש (בעת התגברות על חורים) או לאבד איתו אחיזה (לדוגמה, להחליק על קרח או בבוץ).במצבים כאלה, כל המומנט מסופק לגלגלי הציר הזה, והגלגלים בעלי המתיחה הרגילה אינם מסתובבים כלל - המכונית פשוט לא יכולה להמשיך לנוע.מנגנון הנעילה מחלק בכוח מומנט שווה בשווה בין הסרנים, ומונע מהגלגלים להסתובב במהירויות שונות - זה מאפשר להתגבר על קטעי כביש קשים.
ישנם שני סוגים של חסימה:
● ידני;
● אוטומטי.
במקרה הראשון, הדיפרנציאל נחסם על ידי הנהג באמצעות מנגנון מיוחד, במקרה השני, היחידה ננעלת מעצמה עם התרחשות של תנאים מסוימים, המתוארים להלן.
מנגנון הנעילה הנשלט באופן ידני עשוי בדרך כלל בצורה של צימוד שיניים, הממוקם על שיני אחד הפירים, ויכול להתחבר לגוף היחידה (עם אחת הקערות שלו).בעת תנועה, המצמד מחבר בנוקשות את הציר ואת בית הדיפרנציאל - במקרה זה, חלקים אלה מסתובבים באותה מהירות, וכל אחד מהסרנים מקבל מחצית מהמומנט הכולל.השליטה במנגנון הנעילה במשאיות מונעת לרוב בצורה פניאומטית: מצמד ההילוכים נע בעזרת מזלג הנשלט על ידי מוט התא הפנאומטי המובנה במארכובה של הדיפרנציאל.האוויר מסופק לתא על ידי מנוף מיוחד הנשלט על ידי מתג מתאים בתא הנהג של המכונית.ברכבי שטח ובציוד אחר ללא מערכת פניאומטית, השליטה במנגנון הנעילה יכולה להיות מכנית (באמצעות מערכת מנופים וכבלים) או אלקטרומכנית (באמצעות מנוע חשמלי).
לדיפרנציאלים נעולים עצמיים עשויים להיות מנגנוני נעילה המנטרים את הפרש המומנט או את ההבדל במהירויות הזוויתיות של סרני ההינע של סרני ההינע.ניתן להשתמש במצמדי צמיגים, חיכוך או פקה, כמו גם מנגנונים פלנטריים או תולעים נוספים (בדיפרנציאלים מסוג טורסן) ואלמנטים עזר שונים כמנגנונים כאלה.כל המכשירים הללו מאפשרים הפרש מומנט מסוים על הגשרים, שמעליו הם חסומים.לא נשקול כאן את ההתקן והתפעול של דיפרנציאלים נעילה עצמית - כיום ישנם יישומים רבים של מנגנונים אלו, ניתן ללמוד עליהם יותר במקורות הרלוונטיים.
עיצוב הדיפרנציאל המרכזי של המשאית
בעיות תחזוקה, תיקון והחלפת דיפרנציאל מרכזי
הדיפרנציאל המרכזי חווה עומסים משמעותיים במהלך פעולת המכונית, כך שעם הזמן חלקיו נשחקים ועלולים להיהרס.על מנת להבטיח את פעולתו הרגילה של התמסורת, יש לבדוק, לתחזק ולתקן באופן קבוע יחידה זו.לרוב, במהלך התחזוקה השוטפת מפרקים את הדיפרנציאל ועוברים לפתרון תקלות, כל החלקים השחוקים (גלגלי שיניים עם שיניים בלויות או מפוררות, אטמי שמן, מיסבים, חלקים עם סדקים וכו') מוחלפים בחדשים.במקרה של נזק חמור, המנגנון משתנה לחלוטין.
כדי להאריך את חיי הדיפרנציאל, יש צורך להחליף את השמן בו באופן קבוע, לנקות את המנשמים, לבדוק את פעולת כונן מנגנון הנעילה.כל העבודות הללו מבוצעות בהתאם להוראות התחזוקה והתיקון של הרכב.
עם תחזוקה שוטפת ותפעול תקין של הדיפרנציאל המרכזי, המכונית תרגיש בטוחה גם בתנאי הדרך הקשים ביותר.
זמן פרסום: 14 ביולי 2023