Som de fleste ting på moderne biler, den enkle del av gearing kjent som en differensial har sett konstant videreutvikling og eksperimentering – fører til en rekke typer, hver med sine egne fordeler og ulemper.
konseptet av differensial – det er, for å tillate hjul montert på samme aksel for å rotere uavhengig av hverandre – er en gammel design, med den første kjente forekomsten av sin bruker innspilt i Kina i løpet av det 1. årtusen F.KR.,
Selv om dette var lenge før oppfinnelsen av bilen, vogner, vogner og vogner fortsatt led av det samme problemet på ett hjul skli eller å dra når du svinger, og økt slitasje og skade veier.
The advent av motorer slår fremre eller bakre hjul for å drive et kjøretøy i stedet for bare å dra dem via hesten har lagt til et nytt problem å overvinne – hvordan å tillate uavhengige rotasjon samtidig være i stand til makten begge hjulene.
Den tidligste biler hadde ikke gidder å prøve, de rett og slett drevet bare ett hjul på en uavhengig bakaksel., Men dette var langt fra ideelt som det betydde at de var for svak og støtt hyppige problemer med strekk på noe annet enn fast, jevnt underlag.
til Slutt dette førte til utviklingen av Åpen Differensial før andre mer kompliserte typer ble utviklet for å overvinne mer komplekse kjøreforhold.,
Se denne videoen som forklarer med 3D-bilder hvor følgende typer av differensial-jobb:
Åpne Differensial:
En differensial i sin mest grunnleggende form består av to halvdeler av en aksel med et tannhjul på hver ende, som er koblet sammen med en tredje gir gjøre opp tre sider av en firkant. Dette er vanligvis supplert med et fjerde utstyr for ekstra styrke, å fullføre plassen.,
Denne grunnleggende enheten er da ytterligere utvidet med en ring gear blir lagt til differensial saken som holder den grunnleggende kjernen gears – og denne ringen utstyr gjør at hjulene til å bli drevet ved å koble til drivakselen via en pinion.
I dette eksempelet kan du se tre sider av interne gearing som utgjør kjernen ordning, med de store blå giret som representerer ring gear som ville koble til drivakselen., Venstre bilde viser differensial med begge hjulene slå på samme hastighet, mens det høyre bildet viser hvordan indre tannhjul engasjere seg når ett hjul slår saktere enn de andre.
Dette gearing ordning gjør opp den åpne typen differensial, og er den vanligste typen av bil differensial som mer kompliserte systemer er utledet.,
fordelen med denne typen er stort sett begrenset til den grunnleggende funksjon av hvilken som helst differensial som tidligere beskrevet, med fokus primært på aktivering av akselen til hjørne mer effektivt ved å tillate sykling på utsiden av tur til å flytte ved en raskere hastighet enn inne i hjulet som den dekker mer jord. Det gjør det også dra nytte av den grunnleggende designen være relativt billig å produsere.,
ulempen med denne typen er at fordi dreiemoment er delt likt mellom begge hjulene, mengden av makt kunne bli overført gjennom hjulene er begrenset av hjulet med det laveste beløpet av grep.
Når trekkraft grense på begge hjulene kombinert er nådd, hjulet med det laveste beløpet av trekkraft vil begynne å spinne – å redusere denne grensen ytterligere som det er enda mindre motstand fra den allerede spinne hjulet.,
Les Bloggen Vår på Turboer, Superladere og Naturlig Aspirert Motorer
Låst Differensial:
låst eller locking differential er en variant funnet på noen biler, først og fremst de som går av veien. Det er i hovedsak en åpen differensial med evnen til å være låst på plass for å opprette en fast aksel i stedet for en uavhengig ett. Dette kan skje manuelt eller elektronisk, avhengig av teknologi i kjøretøyet.
fordelen av en låst differensial er at det er i stand til å få en betydelig større mengde av trekkraft enn en åpen differensial., Fordi dreiemoment er ikke likt fordelt 50/50 det kan channel mer dreiemoment til det hjulet som har bedre trekkraft – og er ikke begrenset av lavere trekkraft på det andre hjulet på et gitt øyeblikk.
Fordi du er usannsynlig å være på reise i fart og er vanligvis reiser over ujevnt terreng, utstedelse av dekk dra og bære rundt hjørnene på en fast aksel er mindre av et problem.,
En ulempe med låst diff kalles bindende, som oppstår når overflødig rotasjonsenergi (dreiemoment) er bygget opp i løpet av de kjøre tog, og må avgi vanligvis oppnås ved hjulene forlater bakken for å tilbakestille posisjon. Eller rett og slett å slippe låser når de ikke lenger trengs.
Tenk deg en lenge papp rør holdt i hver ende, og deretter vri røret i motsatt retning til det punktet røret kunne ikke motstå styrken lenger og folder og tårer – det er bindende., Det skjer fordi hjulene beveger seg i forskjellige hastigheter som vendinger akslene og setter økt press på tannhjul – men belastningen på hjul og deres økte trekkraften er nok til å hindre at dekkene slipping for å slippe ut trykket.
Sveiset/Spool Differensial:
Sveiset differensialer er i hovedsak det samme som en låst differensial, bare det har blitt permanent sveiset fra en åpen differensial i en fast aksel (også kjent som en spole diff.,) Dette er vanligvis bare gjøres i spesielle tilfeller hvor egenskapene til låst diff/fast aksel, som gjør det lettere å holde begge hjulene å spinne samtidig, er ønskelig, for eksempel i biler ment for drifting.
Det er vanligvis ikke anbefalt som varmen fra sveising kan invadere komponent styrke og øke risikoen for katastrofe del feil – potensielt selv som resulterer i den ødelagte differensial tannhjul eksplodere gjennom elektrisk deksel, og utgjør en fare for andre trafikanter og fotgjengere.,
Differensialsperre:
LSD arbeid å kombinere fordelene av Åpen og Låst differensialer gjennom et mer komplisert system. Det er to kategorier som bruker ulike former for motstand for å oppnå den samme effekten:
Mekanisk Clutch LSD:
Denne typen av LSD omgir den samme kjernen gearing sett i åpen diff med et par trykk ringer, som utøver makt på to sett av clutch platene plassert ved siden av girene., Dette gir motstand til den uavhengige rotasjon av hjulene endre effekten av differensial-fra åpne til låst – og gi det med økt trekkraft denne typen fordeler fra over en åpen differensial.
I denne cutaway, kan du se presset ringer (også skjære bort) rundt kjernen gir, som er tvunget fra hverandre av den sentrale utstyr pins presser mot vinklet overflater under rotasjon., Denne bevegelsen presser trykket ringer på clutch-pakker (gul og blå) på hver side, generere motstand og endring av atferd av aksel fra åpen til en fast type effekt.
Mekanisk Clutch LSD er også videre delt inn i undergrupper som oppfører seg på litt forskjellige måter og endre når trykket på clutch-plater og press ringer utøves:
- I en en-veis LSD, trykket er bare utøves under akselerasjon., Dette betyr at når du svinger, og av strømmen den va oppfører seg som en åpen type, som tillater dem å slå uavhengig av hverandre – men under akselerasjon tvunget rotasjon av differensial-skaper friksjon i clutch-plater, låse dem på plass for å få mer trekkraft.
- En To måten LSD tar det et skritt videre og utøver press på clutch-plater under retardasjon også, i et forsøk på å forbedre stabilitet under bremsing på variable i veibanen.,
- en og en halv måte igjen forsøker å kombinere det beste fra begge undertyper, ved å utøve en større mengde press under akselerasjon og mindre beløp under retardasjon.
ulempen med å mekaniske LSDs er de krever jevnlig vedlikehold for å holde operative og har en tendens til å slite seg helt ut, noe som gjør for en kostbar utskifting av deler.
Tyktflytende LSD:
Den andre typen av differensialsperre, de i stedet bruke en tykk væske i stedet for klørne til å skape motstand nødvendig å endre differensialer atferd mellom åpen og låst., Grunn til å ha mindre bevegelige deler enn en mekanisk LSD, VLSD er enklere, men også ha et bredere spekter av fordeler og ulemper i forhold.
I sine grunnleggende betjening resultatet er jevnere i programmet enn det som er mekanisk LSDs, som motstanden bygger i samklang med hastighet hjulene er på reise på i forhold til ulike sak – å gi en svært gradvis økning.
VLSDs er også i stand til å lede dreiemoment mer effektivt til det hjulet som har mer trekkraft., Fordi væsken virker å være resistente under fart, hvis et hjul mister noen gang trekkraft og spinn forskjellen i hastighet mellom de to hjul inne differensial skaper mer motstand på tregere glidende wheel – kanalisere mer dreiemoment fra drivakselen til det.
VLSDs blir mindre effektive med langvarig bruk, som væsken varmer det blir mindre viskose og gir mindre motstand. Det kan heller ikke lås som fullt ut som en mekanisk LSD på grunn av en væske blir i stand til å gi absolutte motstand innen en tilstrekkelig plass.,
En ulempe med både mekanisk og tyktflytende LSDs er at systemet ikke alltid kanal dreiemoment effektivt under høy fart i svinger, så det kan tolke raskere flytte ytre hjulet som mister trekkraft. Det så leder dreiemoment til indre hjulet, som genererer over/understyring på motsatt øyeblikk til når det trengs.
Torsen Differensial:
Torsen (Dreiemoment – Sensing) differensial sysselsetter bruk av noen smarte gearing å produsere den samme effekten som en Differensialsperre uten behov for klørne eller væske motstand.,
Det oppnår dette ved å legge et lag av orm gearing til den tradisjonelle utstyr satt opp av en åpen differensial. Disse settene av orm tannhjul som handler på hver aksel gi motstand nødvendig for å kunne overføre dreiemoment, som det så oppnår ved å ha ormen tannhjul i konstant inngrep med hverandre via koblet spur gears.
første og andre bildene viser de tre parene av orm tannhjul meshed med hver halvdel av aksel – med spur gears på slutten av hver ormen koble par., Det er denne forbindelsen som overfører dreiemoment fra ene hjulet til den andre, når en aksel begynner å rotere raskere enn den andre. Mens den første og andre bilder av den opprinnelige torsen design, det tredje bilde er av den andre versjonen av torsen differensial. Den nye design flyttes ormer tannhjul for å være inline med aksler, men fortsatt utføre de samme mekanisk handling. Hver snekkedrev er fortsatt i kontakt med sin par, og bare den ene siden av aksel med mellomrom i giret fjerne mesh med den andre siden.,
Den konstante mesh mellom de to sidene av differensial har den ekstra fordelen av å overføre dreiemoment umiddelbart, noe som gjør det svært responsiv til skiftende vei-og kjøreforhold.
Mens en åpen differensial har alltid delt det dreiemoment delt 50/50 mellom hvert hjul, den Torsen differensial er i stand til å styre en større andel av dreiemoment gjennom ett hjul, avhengig av forholdene på girene., Dette fjerner makt begrensning som kan åpnes differensialer lide fordi mengden av dreiemoment tilgjengelig ikke være begrenset av hvor mye trekkraft i enten hjulet.
Videre gearing kan også bearbeides på en slik måte som å gi et annet forhold av motstand når du akselererer og bremser på samme måte som en og en halv måte differensialsperre gjør.,
alt Dette oppnås mekanisk uten bruk av elektronikk eller noen form av lett bedervelige del blir ofret for friksjon, og samlet Torsen differensial er overlegen mekaniske system som kombinerer de viktigste fordelene av alle de tidligere differensial typer oppført.,
Les Bloggen Vår på Dobbel Clutch Girkasse og Hvordan De Fungerer
Aktiv Differensial:
Veldig lik en differensialsperre, aktiv differensial fortsatt benytter mekanismer for å gi motstand som trengs for å overføre dreiemoment fra en side til en annen, men heller enn å stole på rent mekanisk kraft, disse klørne kan være elektronisk aktivert.
aktiv differensial kan bruke elektronikk til kunstig endre mekaniske krefter systemet opplever gjennom skiftende kjøreforhold., Dette gjør dem kontrollerbar og dermed programmerbar, og ved å ansette en rekke sensorer på tvers av kjøretøyet en datamaskin kan automatisk oppdage hvilken drivhjulene til direkte strøm til og når.
Dette drastisk forbedrer ytelsen, spesielt over ufullkomne i veibanen, og er spesielt foretrukket av rally drivers hvis biler tåle raskt skiftende kjøreforhold og trenger et system som kan holde tritt med sine kontinuerlige justeringer på bilen.,
Dreiemoment Vectoring Differensial:
TVD tar dette elektronisk forbedret system enda mer ved å bruke det til å manipulere vinkel, eller vektor, av kjøretøy inn og ut av svingene ved å stimulere bestemte hjul for å få mer dreiemoment på viktige øyeblikkene – bedre svingeegenskaper ytelse.
Ved å aktivere motsatt clutch til hva en rent mekanisk drevet LSD normalt ville engasjere seg, kan du bruke kraft for å bistå med kontroll mens også å sette mer kraft ned, overvinne manglene i LSD-system.,
ved inngangen til hjørnet, en multi-way LSD utøver motstand mot begge hjulene til å i det minste delvis lås akselen og stabilisere det under bremsing – som så ut som hjulhastighet dråper og bilen snur seg i, slik at hjulene å rotere ved forskjellige hastigheter .
Men i stedet for å slippe motstand på begge hjulene en TVD fortsetter å aktivere clutch på utsiden hjulet bare økende motstanden oppleves av at hjulet og gjør systemet kanal mer dreiemoment gjennom det., Denne ubalansen av strøm utenfor oppfordrer bilen for å slå til corner skarpere og redusere understyring.
Ved å fortsette å bruke denne motstanden gjennom hjørne, som kjøretøy passerer toppen og begynner å akselerere ut at det vil fortsette å overstyre en normal flerveis-LSD – noe som ville igjen tolke raskere beveger seg utenfor hjulet som sklir og viderekoble dreiemoment under akselerasjon til inne i hjulet, som det oppfatter som å ha mer grep.,
Med TVD øve mer motstand på utsiden hjul clutch, det triks systemet til å avlede mer dreiemoment gjennom den økende mengden strøm som kan brukes og reduserer understyring opplevd under akselerasjon ut av en corner.
gul pil høydepunkter dreiemoment overføring skjer gjennom hjørne, generert av kunstig motstanden som utøves av TVD på utsiden av hjulet. Dette gir mulighet for større akselerasjon ut av hjørnet mens bilen er å abilitty er økt.,
Et Dreiemoment Vectoring Differensial er i stand til å kanalisere 100% av den tilgjengelige dreiemoment gjennom et enkelt hjul når det trengs i de mest ekstreme omstendigheter.
Den ulempen med systemet er at det er svært komplisert og svært dyrt, og vanligvis bare brukes for racing/spor programmer for sin høye hastighet i svinger potensial.
Hvert system har det eier fordeler og ulemper, og selv om de mer kompliserte systemer er generelt overlegen de har en vedlagt kostnad som langt overstiger det enklere systemer.,
Som med alt bilindustrien, hvor mye nytte du vil få fra hvert system kommer ned til hva du vil gjøre med bilen din og hva du trenger din differensial for å være i stand til. Du kommer ikke til å ha stort behov for et Dreiemoment Vectoring Differensial når du besøker det lokale supermarkedet, med mindre du har lyst på deg selv i neste VM-og har råd til bøter, men du kan ha en Locking Differential hvis du tilfeldigvis bor i et landlig beliggenhet bedre tilgang av en off-road kjøretøy.