stejně Jako většina věcí na moderní automobily, jednoduchý kus ozubení známé jako diferenciální viděl neustálé zdokonalování a experimentování – což vede k řadě typů, každý s jejich vlastní výhody a nevýhody.
pojem diferenciálu – to je, aby kola namontovaná na téže nápravě tak, aby otáčet nezávisle na sobě – je starobylý design, s první známý případ jeho použití zaznamenány v Číně v průběhu 1. tisíciletí před naším LETOPOČTEM.,
ačkoli to bylo dlouho před vynálezem automobilu, vozíky, vozy a vozy stále trpěly stejným problémem sklouznutí jednoho kola nebo tažení při zatáčení, zvyšování opotřebení a poškození silnic.
příchodem motory pohánějící přední nebo zadní kola k pohonu vozidla, místo toho, aby pouze přetažením přes koně přidán nový problém překonat – jak umožnit nezávislé otáčení, zatímco ještě je schopen napájet obě kola.
nejstarší automobily se neobtěžovaly zkoušet, jednoduše poháněly pouze jedno kolo na nezávislé nápravě., Ale to nebylo zdaleka ideální, protože to znamenalo, že byly podhodnoceny a setkaly se s častými problémy s trakcí na něčem jiném než na pevném, rovném terénu.
nakonec to vedlo k vývoji otevřeného diferenciálu dříve, než byly vyvinuty jiné složitější typy k překonání složitějších jízdních podmínek.,
podívejte se na toto video, které vysvětluje s 3D obrazy, jak následující typy diferenciálních práce:
Otevřený Diferenciál:
diferenciál ve své základní podobě se skládá ze dvou polovin náprava s převodovým na obou koncích, spojeny dohromady pomocí třetí stupeň tvoří tři strany náměstí. To je obvykle doplněno čtvrtým rychlostním stupněm pro větší pevnost, dokončení čtverce.,
Tento základní jednotka je dále rozšířená o ozubené kolo se přidávají k diferenciální případě, že má základní zařízení – a to ozubené kolo umožňuje kola poháněn připojení k hřídeli pohonu pomocí pastorku.
V tomto příkladu můžete vidět tři strany vnitřního ozubení, které tvoří základní mechanismus, s větší modré ozubené kolo, představující prsten zařízení, které by se připojit k hnacímu hřídeli., Levý obrázek ukazuje rozdíl se obě kola otáčejí stejnou rychlostí, zatímco pravý snímek ukazuje, jak vnitřní zařízení zapojit, když se jedno kolo otáčí pomaleji než druhé.
Toto řazení tvoří diferenciál otevřeného typu a je nejběžnějším typem automobilového diferenciálu, ze kterého jsou odvozeny složitější systémy.,
výhodou tohoto typu je většinou omezena na základní funkce jakéhokoliv diferenciálních jak bylo popsáno dříve, se zaměřením především na umožnění nápravy do rohu efektivněji tím, že kolo na vnější straně zatáčky se pohybovat vyšší rychlostí, než je vnitřní kolo, protože pokrývá větší plochu. Těží také z toho, že jeho základní design je relativně levný na výrobu.,
nevýhodou tohoto typu je, že, protože točivý moment je rozdělen rovnoměrně mezi obě kola,, množství energie, moci být přenášen přes kola je omezena kola s nejnižším množstvím uchopení.
Jakmile trakční limit obě kola v kombinaci je dosaženo, volant s nejnižší množství trakce začne točit – snížení této hranice ještě dál, protože tam je ještě menší odpor z již kolovrátek.,
Přečtěte si Náš Blog na Turba, Kompresory a motory s atmosférickým Sáním Motorů,
Zamčený Diferenciál:
zamčené nebo samosvorný diferenciál je varianta našla u některých vozidel, a to především ty, že jít off road. Je to v podstatě otevřený diferenciál se schopností být uzamčen na místě a vytvořit pevnou nápravu namísto nezávislé nápravy. K tomu může dojít ručně nebo elektronicky v závislosti na technologii ve vozidle.
výhodou uzamčeného diferenciálu je, že je schopen získat podstatně větší množství trakce než otevřený diferenciál., Protože točivý moment je rozdělen v poměru 50/50 to může směrovat více točivého momentu na kolo, které má lepší trakci – a není omezena nižší trakci na druhé kolo v daném okamžiku.
protože je nepravděpodobné, že budete cestovat rychlostí a obvykle cestujete po nerovném terénu, problém přetažení a opotřebení pneumatik kolem rohů na pevné nápravě není problém.,
Jednou z nevýhod zamčené diferenciály se nazývá vazba, která nastane, když jsou přebytečné rotační energie (točivý moment) je budován v rámci jízdy vlaku a potřebuje uvolnění – obvykle dosaženo kola opouštět zemi obnovit pozici. Nebo jednoduše uvolněním zámků, jakmile již nejsou potřeba.
Představte si, že dlouhé lepenkové trubice konat na každém konci, a pak kroucení trubice v opačném směru k bodu trubice nemohl odolat síle a už záhyby a slzy – to je závazné., To se stane, protože kola se pohybují v různých rychlostech, které zvraty náprav a klade zvýšený tlak na zařízení – ale zatížení na kola a jejich zvýšení trakce je dost, aby se zabránilo uklouznutí pneumatiky, aby se uvolnil tlak.
Svařované/Spool Diferenciál:
Svařované rozdíly jsou v podstatě stejné jako zamčený diferenciál, jen to bylo trvale svařena z otevřeného diferenciálu do pevné nápravy (také známý jako cívky diff.,) To se obvykle provádí pouze v konkrétních případech, kdy vlastnosti zamčené diff/pevné nápravy, což usnadňuje, aby se obě kola točí současně, jsou žádoucí – například, v autech určeno pro driftování.
To je obvykle nedoporučuje jako teplo ze svařování může ohrozit komponenty sílu a zvyšují riziko katastrofální části selhání – potenciálně i následek rozbité soukolí diferenciálu vybuchující přes diff pláště a představují nebezpečí pro ostatní účastníky silničního provozu a chodce.,
Diferenciál s Omezeným prokluzem:
LSD práce kombinovat výhody Otevřené a Uzamčené diferenciály přes složitější systém. Existují dvě kategorie, které používají různé formy odporu k dosažení stejného efektu:
Mechanické Spojky LSD:
Tento typ LSD obklopuje stejné jádro ozubení vidět v open diff s párem tlakových kroužků, které vyvíjejí sílu na dvě sady spojkových lamel umístěn vedle kola., To poskytuje odolnost proti nezávislé otáčení kola mění účinek rozdílné od otevření do zamčené – a poskytuje zvýšenou trakci tohoto typu těží z otevřeného diferenciálu.
V tomto cutaway, můžete vidět tlak kroužky (také odříznout), obklopující jádro ozubená kola, které jsou nuceni, na rozdíl od centrální převodovky čepy tlačí na šikmé plochy v rámci rotace., Tento pohyb tlačí tlakové kroužky na spojkové balení (žlutá a modrá) na obou stranách, vytváří odpor a mění chování nápravy z otevřeného na pevný typ účinku.
Mechanické Spojky LSD jsou také dále rozdělit do podtypů, které se chovají mírně odlišně a měnit, když se tlak na lamely spojky a tlak prsteny působí:
- V one-way LSD, tlak je pouze vyvíjen pod zrychlení., To znamená, že při zatáčení a vypnutí napájení diff chová jako otevřený typ, což jim umožňuje obrátit nezávisle na sobě – ale pod zrychlení nucené rotace diferenciální vytváří tření ve spojce desky, zamykání je na místě s cílem získat více trakce.
- obousměrná LSD ji posune o krok dále a vyvíjí tlak na desky spojky také při zpomalení ve snaze zlepšit stabilitu při brzdění na proměnných površích vozovky.,
- jedna a půl cesty se opět snaží kombinovat to nejlepší z obou podtypů tím, že vyvíjí větší množství tlaku při zrychlení a menší množství při zpomalení.
nevýhodou mechanické LSDs je, že vyžadují pravidelnou údržbu, aby provozní a jsou náchylné k opotřebení zcela, takže za drahé náhradní díl.
Viskózní LSD:
druhý typ diferenciál s omezeným prokluzem, se místo toho použít husté kapaliny v místě spojek vytvořit odpor potřebné, aby se změnit rozdíly v chování mezi otevřené a zamčené., Vzhledem k tomu, že mají méně pohyblivých částí než mechanické LSD, VLSD je jednodušší, ale také mají širší škálu výhod a nevýhod ve srovnání.
V jejich základní operace efekt je plynulejší než mechanické LSDs, jako odpor staví v souzvuku s rychlostí kola jsou rychlostí ve srovnání s diferenciální případ – poskytuje velmi pozvolný nárůst.
Vlsd jsou také schopny efektivněji nasměrovat točivý moment na kolo, které má větší trakci., Protože tekutina působí na odolnost podle rychlosti, pokud kolo někdy ztrácí trakci a točí rozdíl v rychlosti mezi dvěma koly uvnitř diferenciální vytváří větší odpor na pomalejší kolo – směrování více točivého momentu z hnacího hřídele.
Vlsd se při dlouhodobém používání stávají méně účinnými, protože tekutina ohřívá, stává se méně viskózou a poskytuje menší odpor. Nemůže se také uzamknout tak plně jako mechanická LSD, protože tekutina není schopna zajistit absolutní odpor v dostatečném prostoru.,
nevýhodou se oba mechanické a viskózní LSDs je, že systém nemusí vždy kanál točivého momentu účinně při vysoké rychlosti v zatáčkách, jak to lze interpretovat rychleji pohybující se vnější kolo ztrácí trakci. To pak směřuje točivý moment na vnitřní kolo, generování přes / nedotáčivost v opačném okamžiku, kdy je to potřeba.
Torsen Diferenciál:
Torsen (Torque – Sensing) diferenciální zaměstnává použití některé chytré převodovky k dosažení stejného účinku jako samosvorný Diferenciál, bez potřeby spojky nebo tekutiny odpor.,
toho dosahuje přidáním vrstvy šnekového ozubení k tradičnímu ozubenému kolu nastavenému otevřeným diferenciálem. Tyto sady šnekových převodů působících na každou nápravu poskytují odpor potřebný k umožnění přenosu točivého momentu, který pak dosahuje tím, že mají šnekové převody v konstantním oka mezi sebou prostřednictvím připojených ozubených kol.
první a druhé snímky ukazují tři dvojice šnekových převodů oky, s každou půl nápravy – s čelní ozubená kola na konci každé worm připojení páry., Právě toto spojení přenáší točivý moment z jednoho kola na druhé, jakmile se jedna náprava začne otáčet rychleji než druhá. Zatímco první a druhé snímky jsou orginal torsen design, třetí obrázek je z druhé verze torsen diferenciál. Novější konstrukce přemístila ozubená kola worms tak, aby byla inline s nápravami, ale stále provádí stejné mechanické působení. Každá šneková převodovka je stále v kontaktu se svým párem a pouze jedna strana nápravy s mezerami v převodovce odstraňuje síť s druhou stranou.,
konstantní mesh mezi dvě strany diferenciální má navíc tu výhodu, přenos točivého momentu okamžitě, takže je velmi citlivý na měnící se silnice a jízdních podmínek.
zatímco otevřený diferenciál musí vždy rozdělit točivý moment 50/50 mezi každé kolo, diferenciál Torsen je schopen nasměrovat větší procento točivého momentu jedním kolem v závislosti na poměrech převodových stupňů., Tím se odstraní omezení výkonu, které trpí otevřenými diferenciály, protože množství dostupného točivého momentu není omezeno množstvím trakce v obou kolech.
Kromě toho, ozubení může být také opracovány takovým způsobem, aby dodala jiný poměr odporu při zrychlování a zpomalování stejným způsobem jeden a půl cesty diferenciál s omezeným prokluzem.,
To vše je dosaženo mechanicky, bez použití elektroniky nebo jakékoliv jiné formy podléhající rychlé zkáze část obětována pro tření, a celkově Torsen diferenciál je vynikající mechanický systém, který v sobě spojuje hlavní výhody všech předchozích diferenciální uvedených typů.,
Přečtěte si Náš Blog na Dual-Spojky Převodovky, a Jak Pracují,
Aktivní Diferenciál:
Velmi podobně jako diferenciál s omezeným prokluzem, aktivní diferenciální stále zaměstnává mechanismy, které poskytují odpor potřebný pro přenos točivého momentu z jedné strany na druhou, ale spíše než se spoléhat na čistě mechanické síly, tyto spojky mohou být elektronicky aktivován.
aktivní diferenciál může používat elektroniku k umělé změně mechanických sil, které systém zažívá změnou jízdních podmínek., Díky tomu jsou ovladatelné a tedy programovatelné a pomocí řady senzorů napříč vozidlem může počítač automaticky detekovat, která hnací kola směřují k napájení a kdy.
Toto výrazně zvyšuje výkon, a to zejména na nedokonalé povrchy silnic, a je zvláště oblíbené u jezdců rally, jejichž vozy vydržet rychle se měnící jízdní podmínky, a je třeba systém, který dokáže držet krok s jejich průběžné úpravy vozidla.,
Točivý moment Vektorování Diferenciální:
TVD trvá to elektronicky lepší systém ještě dále tím, že pomocí toho zařízení manipulovat úhel, nebo vektor, vozidlo dovnitř a ven ze zatáčky tím, že podporují konkrétní kola získat více točivého momentu na klíčové momenty – zlepšení zatáčení výkon.
aktivace opačného spojky na to, co čistě mechanicky řízený LSD by se normálně zapojit, můžete použít efekt na pomoc s řízení a zároveň uvedení více energie, dolů, překonávání nedostatků v LSD systému.,
při vstupu do rohu, multi-way LSD působí odpor na obou kolech, aby alespoň částečně zamknout nápravy a stabilizovat ji při brzdění – což je pak vydáno jako kolo rychlost klesne a vozidlo se změní v, což umožňuje kola otáčet různou rychlostí .
namísto uvolnění odporu na obou kolech však TVD nadále aktivuje spojku pouze na vnějším kole – zvyšuje odpor, který toto kolo zažívá, a tím zvyšuje točivý moment systému., Tato nerovnováha síly na vnější straně povzbuzuje vozidlo, aby se ostřeji změnilo v roh a snížilo nedotáčivost.
Tím, že nadále platí tento odpor přes roh, jako vozidlo projde apex a začne zrychlovat se bude i nadále k potlačení normální multiway-LSD – což by opět interpretovat rychleji pohybující se mimo kolo jako uklouznutí a přesměrování točivého momentu během akcelerace na vnitřní kolo, což vnímá jako mají větší přilnavost.,
S TVD vyvinout větší odpor na vnější kola, spojky, triky do systému odvádět více točivého momentu přes to – zvýšení množství energie, která může být použita, a snižuje nedotáčivost zažil pod zrychlení z rohu.
žlutá šipka zvýrazňuje přenos točivého momentu probíhající rohem, generovaný umělým odporem vyvíjeným TVD na vnějším kole. To umožňuje větší zrychlení z rohu, zatímco se zvyšuje schopnost otáčení vozu.,
točivý moment vektorový diferenciál je schopen nasměrovat 100% dostupného točivého momentu přes jedno kolo v případě potřeby v nejextrémnějších okolností.
nevýhodou systému je, že je velmi komplikovaný a velmi drahý a obvykle se používá pouze pro závodní/track aplikace pro svůj vysokorychlostní potenciál zatáčení.
každý systém má vlastní výhody a nevýhody, a přestože složitější systémy jsou obecně lepší, mají připojené náklady, které daleko převyšují jednodušší systémy.,
stejně jako u všeho automobilového, kolik výhod získáte z každého systému, přijde na to, co přesně budete dělat se svým vozidlem a co potřebujete, aby byl váš diferenciál schopen. Nebudete mít tolik potřebu Točivý moment Vektorování Diferenciální při návštěvě místního supermarketu, pokud máte chuť si v příštím WRC a může si dovolit pokuty – ale možná budete chtít samosvorný Diferenciál, pokud žijete ve venkovské oblasti lépe přístupné off-road vozidla.