De transmissie van voertuigen met meerassige en vierwielaandrijving maakt gebruik van een mechanisme voor het verdelen van het koppel tussen de aandrijfassen: het centrale differentieel.Lees alles over dit mechanisme, het doel, het ontwerp, het werkingsprincipe en reparatie en onderhoud in het artikel.
Wat is een middendifferentieel?
Middendifferentieel - transmissie-eenheid van wielvoertuigen met twee of meer aandrijfassen;Een mechanisme dat het koppel dat van de cardanas komt, verdeelt in twee onafhankelijke stromen, die vervolgens naar de versnellingsbakken van de aandrijfassen worden gevoerd.
Tijdens het bewegingsproces van auto's en wielvoertuigen met meerdere aangedreven assen ontstaan er situaties waarbij de wielen van verschillende assen met verschillende snelheden moeten draaien.Bij auto's met vierwielaandrijving hebben de wielen van de voor-, tussen- (voor meerassige voertuigen) en achterassen bijvoorbeeld een ongelijke hoeksnelheid bij het draaien en manoeuvreren, bij het rijden op wegen met een helling en op oneffen wegoppervlak, enz. Als alle aandrijfassen een starre verbinding zouden hebben, zouden in dergelijke situaties sommige wielen gaan glijden of, omgekeerd, slippen, wat de efficiëntie van de koppelomzetting aanzienlijk zou aantasten en in het algemeen de beweging van verkeersmiddelen negatief zou beïnvloeden.Om dergelijke problemen te voorkomen, wordt een extra mechanisme geïntroduceerd in de transmissie van auto's en auto's met meerdere aandrijfassen: een centraal differentieel.
Het middendifferentieel vervult verschillende functies:
● Scheiding van het koppel afkomstig van de cardanas in twee stromen, die elk worden geleverd aan de versnellingsbak van één aandrijfas;
● Verandering van het koppel dat aan elke as wordt geleverd, afhankelijk van de belastingen die op de wielen inwerken en hun hoeksnelheden;
● Vergrendelende differentiëlen - verdelen het koppel in twee strikt gelijke stromen om moeilijke delen van de weg te overwinnen (tijdens het rijden op gladde wegen of off-road).
Dit mechanisme dankt zijn naam aan het Latijnse differentia - verschil of verschil.Tijdens het werkingsproces verdeelt het differentieel de inkomende koppelstroom in tweeën, en de momenten in elk van de stromen kunnen aanzienlijk van elkaar verschillen (tot aan het feit dat de gehele inkomende stroom naar één as stroomt, en niets naar de tweede as). as), maar de som van de momenten daarin is altijd gelijk aan het inkomende koppel (of bijna gelijk, aangezien een deel van het koppel verloren gaat in het differentieel zelf als gevolg van wrijvingskrachten).
Het middendifferentieel van drieassige voertuigen bevindt zich meestal op de tussenas
Middendifferentiëlen worden gebruikt in alle auto's en machines met twee of meer aandrijfassen.De locatie van dit mechanisme kan echter verschillen, afhankelijk van de wielformule en de kenmerken van de transmissie van het voertuig:
● In de tussenbak - gebruikt in auto's 4×4, 6×6 (opties zijn mogelijk zowel voor het aandrijven van alleen de vooras als voor het aandrijven van alle assen) en 8×8;
● In de tussenliggende aandrijfas – meestal gebruikt in 6×4-voertuigen, maar ook aangetroffen op vierassige voertuigen.
Middendifferentiëlen bieden, ongeacht de locatie, de mogelijkheid van normale werking van het voertuig onder alle wegomstandigheden.Storingen of uitputting van de verschillende hulpbronnen hebben een negatieve invloed op de prestaties van de auto en moeten daarom zo snel mogelijk worden geëlimineerd.Maar voordat u dit mechanisme repareert of volledig vervangt, moet u het ontwerp en de werking ervan begrijpen.
Typen, apparaat en werkingsprincipe van het centrale differentieel
Verschillende voertuigen maken gebruik van centrale differentiëlen die zijn gebouwd op basis van planetaire mechanismen.Over het algemeen bestaat de eenheid uit een lichaam (meestal bestaande uit twee cups), waarin zich een kruis bevindt met satellieten (kegelvormige tandwielen) verbonden met twee halfassige tandwielen (aangedreven tandwielen).Het lichaam is door middel van een flens verbonden met de cardanas, van waaruit het hele mechanisme wordt geroteerd.De tandwielen zijn door middel van assen verbonden met de aandrijftandwielen van de hoofdtandwielen van hun assen.Al dit ontwerp kan in zijn eigen carter worden geplaatst, gemonteerd op het carter van de tussenliggende aandrijfas of in de behuizing van de tussenbak.
Het middendifferentieel functioneert als volgt.Bij gelijkmatige beweging van de auto op een weg met een vlak en hard oppervlak wordt het koppel van de cardanas overgebracht naar het differentieelhuis en het dwarsstuk met daarin vaste satellieten.Omdat de satellieten in contact komen met de halfassige tandwielen, komen ze ook allebei in rotatie en brengen ze koppel over op hun assen.Als om welke reden dan ook de wielen van een van de assen beginnen te vertragen, vertraagt het halve as-tandwiel dat bij deze brug hoort de rotatie ervan - de satellieten beginnen langs dit tandwiel te rollen, wat leidt tot een versnelling van de rotatie van het tweede halfastandwiel.Hierdoor krijgen de wielen van de tweede as een grotere hoeksnelheid ten opzichte van de wielen van de eerste as - dit compenseert het verschil in aslasten.
Het ontwerp van het middendifferentieel van de vrachtwagen
Middenverschillen kunnen enkele ontwerpverschillen en werkingskenmerken hebben.Allereerst worden alle verschillen in twee groepen verdeeld op basis van de kenmerken van de koppelverdeling tussen de twee stromen:
● Symmetrisch - verdeel het moment gelijkmatig over twee stromen;
● Asymmetrisch - verdeel het moment ongelijkmatig.Dit wordt bereikt door semi-axiale tandwielen met een ander aantal tanden te gebruiken.
Tegelijkertijd hebben bijna alle centrale differentiëlen een vergrendelingsmechanisme, dat zorgt voor de geforceerde werking van de unit in de modus van symmetrische koppelverdeling.Dit is nodig om moeilijke delen van de weg te overwinnen, wanneer de wielen van één as van het wegdek kunnen breken (bij het overwinnen van gaten) of daarmee grip kunnen verliezen (bijvoorbeeld door uitglijden op ijs of in de modder).In dergelijke situaties wordt al het koppel naar de wielen van deze as gestuurd en draaien de wielen met normale tractie helemaal niet - de auto kan eenvoudigweg niet blijven rijden.Het vergrendelingsmechanisme verdeelt het koppel krachtig gelijkmatig over de assen, waardoor wordt voorkomen dat de wielen met verschillende snelheden draaien - hierdoor kunt u moeilijke weggedeelten overwinnen.
Er zijn twee soorten blokkering:
● Handmatig;
● Automatisch.
In het eerste geval wordt het differentieel door de bestuurder geblokkeerd met behulp van een speciaal mechanisme, in het tweede geval is de eenheid zelfvergrendelend als zich bepaalde omstandigheden voordoen, die hieronder worden beschreven.
Het handmatig bediende vergrendelingsmechanisme heeft meestal de vorm van een getande koppeling, die zich op de tanden van een van de assen bevindt en kan ingrijpen in het unitlichaam (met een van de kommen).Tijdens het rijden verbindt de koppeling de as en het differentieelhuis stevig met elkaar - in dit geval draaien deze onderdelen met dezelfde snelheid en ontvangt elk van de assen de helft van het totale koppel.De bediening van het vergrendelingsmechanisme bij vrachtwagens wordt meestal pneumatisch aangedreven: de versnellingskoppeling beweegt met behulp van een vork die wordt bestuurd door de stang van de pneumatische kamer die in het carter van het differentieel is ingebouwd.Lucht wordt naar de kamer gevoerd door een speciale kraan die wordt bestuurd door een overeenkomstige schakelaar in de cabine van de auto.Bij SUV's en andere uitrusting zonder pneumatisch systeem kan de bediening van het vergrendelingsmechanisme mechanisch zijn (met behulp van een systeem van hendels en kabels) of elektromechanisch (met behulp van een elektromotor).
Zelfblokkerende differentiëlen kunnen blokkeermechanismen hebben die het koppelverschil of het verschil in hoeksnelheden van de aandrijfassen van de aandrijfassen bewaken.Viskeuze, wrijvings- of nokkenkoppelingen, evenals aanvullende planetaire of wormmechanismen (in differentiëlen van het Torsen-type) en verschillende hulpelementen kunnen als dergelijke mechanismen worden gebruikt.Al deze apparaten laten een bepaald koppelverschil toe op de bruggen, waarboven ze geblokkeerd zijn.We zullen hier niet ingaan op het apparaat en de werking van zelfremmende differentiëlen - tegenwoordig zijn er veel implementaties van deze mechanismen, u kunt er meer over leren in de relevante bronnen.
Het ontwerp van het middendifferentieel van de vrachtwagen
Kwesties van onderhoud, reparatie en vervanging van het middendifferentieel
Het middendifferentieel wordt tijdens het gebruik van de auto aanzienlijk belast, waardoor de onderdelen na verloop van tijd verslijten en kapot kunnen gaan.Om de normale werking van de transmissie te garanderen, moet dit apparaat regelmatig worden gecontroleerd, onderhouden en gerepareerd.Meestal wordt tijdens routineonderhoud het differentieel gedemonteerd en onderworpen aan probleemoplossing, waarbij alle versleten onderdelen (tandwielen met versleten of afgebrokkelde tanden, oliekeerringen, lagers, onderdelen met scheuren, enz.) worden vervangen door nieuwe.Bij ernstige schade verandert het mechanisme volledig.
Om de levensduur van het differentieel te verlengen, is het noodzakelijk om regelmatig de olie erin te verversen, de ontluchters schoon te maken en de werking van de aandrijving van het vergrendelingsmechanisme te controleren.Al deze werkzaamheden worden uitgevoerd in overeenstemming met de instructies voor onderhoud en reparatie van het voertuig.
Met regelmatig onderhoud en een goede werking van het middendifferentieel zal de auto zelfs onder de moeilijkste wegomstandigheden vertrouwen hebben.
Posttijd: 14 juli 2023