A transmissão de veículos com tração múltipla e integral utiliza um mecanismo de distribuição de torque entre os eixos motrizes - o diferencial central.Leia tudo sobre este mecanismo, sua finalidade, design, princípio de funcionamento, bem como reparo e manutenção no artigo.
O que é um diferencial central?
Diferencial central - unidade de transmissão de veículos de rodas com dois ou mais eixos motores;Mecanismo que divide o torque proveniente do eixo propulsor em dois fluxos independentes, que depois alimentam as caixas de câmbio dos eixos motores.
No processo de movimentação de automóveis e veículos de rodas com vários eixos motrizes, surgem situações que exigem a rotação das rodas de diferentes eixos em diferentes velocidades.Por exemplo, em carros com tração integral, as rodas dos eixos dianteiro, intermediário (para veículos com vários eixos) e traseiro têm velocidades angulares desiguais ao virar e manobrar, ao dirigir em estradas com declive e em superfícies irregulares, etc. Se todos os eixos motrizes tivessem uma conexão rígida, então em tais situações algumas rodas deslizariam ou, inversamente, escorregariam, o que prejudicaria significativamente a eficiência da conversão de torque e geralmente afetaria negativamente o movimento dos meios de transporte.Para evitar tais problemas, um mecanismo adicional é introduzido na transmissão de carros e carros com vários eixos motrizes - um diferencial central.
O diferencial central executa várias funções:
● Separação do torque proveniente do eixo cardan em duas correntes, cada uma delas fornecida à caixa de engrenagens de um eixo motriz;
● Alteração do torque fornecido a cada eixo em função das cargas atuantes nas rodas e suas velocidades angulares;
● Bloqueio de diferenciais - divisão do torque em dois fluxos estritamente iguais para superar trechos difíceis da estrada (ao dirigir em estradas escorregadias ou off-road).
Esse mecanismo recebeu o nome do latim Differentia - diferença ou diferença.Durante a operação, o diferencial divide o fluxo de torque de entrada em dois, e os momentos em cada um dos fluxos podem diferir significativamente entre si (até o fato de que todo o fluxo de entrada flui para um eixo e nada para o segundo eixo), mas a soma dos momentos neles é sempre igual ao torque de entrada (ou quase igual, pois parte do torque é perdida no próprio diferencial devido às forças de atrito).
O diferencial central dos veículos de três eixos geralmente está localizado no eixo intermediário
Os diferenciais centrais são usados em todos os carros e máquinas com dois ou mais eixos motrizes.No entanto, a localização deste mecanismo pode diferir dependendo da fórmula da roda e das características da transmissão do veículo:
● Na caixa de transferência - utilizada em carros 4×4, 6×6 (são possíveis opções tanto para acionamento apenas do eixo dianteiro quanto para acionamento de todos os eixos) e 8×8;
● No eixo motor intermediário – mais utilizado em veículos 6×4, mas também encontrado em veículos de quatro eixos.
Os diferenciais centrais, independentemente da localização, proporcionam a possibilidade de operação normal do veículo em todas as condições de estrada.O mau funcionamento ou esgotamento do recurso diferencial afeta negativamente o desempenho do carro, por isso devem ser eliminados o mais rápido possível.Mas antes de reparar ou substituir completamente este mecanismo, você precisa entender seu design e operação.
Tipos, dispositivo e princípio de funcionamento do diferencial central
Vários veículos utilizam diferenciais centrais construídos com base em mecanismos planetários.Em geral, a unidade consiste em um corpo (geralmente composto por dois copos), dentro do qual existe uma cruz com satélites (engrenagens cônicas) conectadas a duas engrenagens de meio eixo (engrenagens do eixo motor).O corpo é conectado por meio de um flange ao eixo da hélice, de onde todo o mecanismo recebe rotação.As engrenagens são conectadas por meio de eixos às engrenagens motrizes das engrenagens principais de seus eixos.Todo esse design pode ser colocado em seu próprio cárter, montado no cárter do eixo motor intermediário ou na carcaça da caixa de transferência.
O diferencial central funciona da seguinte maneira.Com o movimento uniforme do carro em uma estrada de superfície plana e dura, o torque do eixo da hélice é transmitido à carcaça do diferencial e à travessa com satélites nela fixados.Como os satélites engatam nas engrenagens do meio eixo, ambos também entram em rotação e transmitem torque aos seus eixos.Se, por algum motivo, as rodas de um dos eixos começarem a desacelerar, a engrenagem do meio eixo associada a esta ponte retarda a sua rotação - os satélites começam a rolar ao longo desta engrenagem, o que leva a uma aceleração da rotação de a segunda engrenagem do meio eixo.Como resultado, as rodas do segundo eixo adquirem uma velocidade angular aumentada em relação às rodas do primeiro eixo - isso compensa a diferença nas cargas por eixo.
O design do diferencial central do caminhão
Os diferenciais centrais podem ter algumas diferenças de projeto e características de operação.Em primeiro lugar, todos os diferenciais são divididos em dois grupos de acordo com as características da distribuição de torque entre os dois fluxos:
● Simétrico - distribui o momento uniformemente entre dois fluxos;
● Assimétrico - distribui o momento de forma desigual.Isto é conseguido usando engrenagens semiaxiais com um número diferente de dentes.
Ao mesmo tempo, quase todos os diferenciais centrais possuem um mecanismo de travamento, que garante o funcionamento forçado da unidade no modo de distribuição simétrica de torque.Isso é necessário para superar trechos difíceis de estradas, quando as rodas de um eixo podem se soltar da superfície da estrada (ao superar buracos) ou perder tração (por exemplo, escorregar no gelo ou na lama).Nessas situações, todo o torque é fornecido às rodas desse eixo, e as rodas que têm tração normal não giram - o carro simplesmente não consegue continuar se movendo.O mecanismo de travamento distribui o torque igualmente entre os eixos, evitando que as rodas girem em velocidades diferentes - isso permite superar trechos difíceis da estrada.
Existem dois tipos de bloqueio:
● Manual;
● Automático.
No primeiro caso, o diferencial é bloqueado pelo motorista por meio de um mecanismo especial, no segundo caso, a unidade é autotravada na ocorrência de determinadas condições, que são descritas a seguir.
O mecanismo de travamento controlado manualmente é geralmente feito em forma de acoplamento dentado, que fica localizado nos dentes de um dos eixos, podendo engatar no corpo da unidade (com uma de suas taças).Ao se mover, a embreagem conecta rigidamente o eixo e a carcaça do diferencial - neste caso, essas peças giram na mesma velocidade e cada um dos eixos recebe metade do torque total.O controle do mecanismo de travamento em caminhões é geralmente acionado pneumaticamente: a embreagem da engrenagem se move com o auxílio de um garfo controlado pela haste da câmara pneumática embutida no cárter do diferencial.O ar é fornecido à câmara por um guindaste especial controlado por um interruptor correspondente na cabine do carro.Em SUVs e demais equipamentos sem sistema pneumático, o controle do mecanismo de travamento pode ser mecânico (por meio de sistema de alavancas e cabos) ou eletromecânico (por meio de motor elétrico).
Os diferenciais autotravantes podem possuir mecanismos de travamento que monitoram a diferença de torque ou a diferença nas velocidades angulares dos eixos motores dos eixos motores.Embreagens viscosas, de fricção ou de came, bem como mecanismos planetários ou sem-fim adicionais (em diferenciais do tipo Torsen) e vários elementos auxiliares podem ser usados como tais mecanismos.Todos esses dispositivos permitem uma certa diferença de torque nas pontes, acima das quais são bloqueados.Não consideraremos aqui o dispositivo e a operação de diferenciais de travamento automático - hoje existem muitas implementações desses mecanismos, você pode aprender mais sobre eles nas fontes relevantes.
O design do diferencial central do caminhão
Questões de manutenção, reparo e substituição do diferencial central
O diferencial central sofre cargas significativas durante a operação do carro, portanto, com o tempo, suas peças se desgastam e podem ser destruídas.Para garantir o funcionamento normal da transmissão, esta unidade deve ser verificada, mantida e reparada regularmente.Normalmente, durante a manutenção de rotina, o diferencial é desmontado e submetido à solução de problemas, todas as peças desgastadas (engrenagens com dentes desgastados ou esfarelados, retentores, rolamentos, peças com trincas, etc.) são substituídas por novas.Em caso de danos graves, o mecanismo muda completamente.
Para prolongar a vida útil do diferencial, é necessário trocar regularmente o óleo do mesmo, limpar os respiros e verificar o funcionamento do acionamento do mecanismo de travamento.Todos estes trabalhos são realizados de acordo com as instruções de manutenção e reparação do veículo.
Com manutenção regular e operação adequada do diferencial central, o carro se sentirá confiante mesmo nas condições de estrada mais difíceis.
Horário da postagem: 14 de julho de 2023