Diferențialul thorsen: principiul de funcționare

"Thorsen este una dintre varietățile de diferențiale cu alunecare limitată. Acest mecanism este disponibil atât pe mașinile naționale, cât și pe cele străine. Principiul de funcționare al diferențialului Torsen se bazează pe frecarea variabilă a pieselor mecanice, ceea ce are ca rezultat distribuirea cuplului între roți.

Scop

Deci, care este scopul acestui mecanism? Cel mai simplu diferențial este capabil să distribuie puterea sau cuplul între două roți în mod egal, uniform. În cazul în care o roată alunecă și nu se poate lipi de suprafața drumului, cuplul de torsiune pe cea de-a doua roată este zero. Modelele îmbunătățite, iar marea majoritate a acestora sunt diferențiale cu mecanism de autoblocare, sunt echipate cu un sistem care blochează axa tractată. Cuplul este apoi distribuit astfel încât puterea maximă să fie aplicată roții care păstrează o aderență bună.

Diferențialul Thorsen este soluția cea mai optimă pentru un vehicul cu tracțiune integrală, care funcționează în cea mai mare parte în condiții severe. "Thorsen" nu este numele dezvoltatorului, ci o abreviere. Este acronimul de la Torque Sensing sau Torque Sensing.

Despre istorie

Diferențialul Thorsen a fost introdus pentru prima dată în 1958. Proiectat și dezvoltat de inginerul american W. Reed, principiul de funcționare al diferențialului de torsiune se bazează pe principiul diferențialului de detectare a cuplului. Glizman. Brevetul pentru producția în serie a acestui mecanism de auto-blocare a fost obținut de compania "Thorsen", al cărei nume este numele dispozitivului.

Design

Acest mecanism este format din elemente obișnuite - dispozitivul este similar cu orice unitate planetară. Componentele principale sunt carcasa, angrenajele fără sfârșit și sateliții.

În ceea ce privește conceptul general, nu există prea multe diferențe în comparație cu mecanismele convenționale. Carcasa este fixată rigid pe unitatea de acționare a transmisiei. Sateliții se află în interiorul carcasei. Acestea sunt montate pe arbori speciali. Sateliții sunt fixați în mod rigid cu pinioanele arborelui de osie. Arborii de osie sunt montați pe arbori pe care se aplică un cuplu de torsiune.

Și acum, în ceea ce privește mecanismul "Torsen" în sine. În această unitate, pinionul de pe arborele axei este elicoidal. Acestea nu sunt nimic mai mult decât arbori fără sfârșit tradiționali.

Sateliții sunt o pereche de angrenaje elicoidale. Un element al acestei perechi formează o pereche de șuruburi cu pinionul semiaxei. Această pereche de sateliți poate funcționa, de asemenea, împreună cu angrenaje cu pinioane. Există trei sateliți, fiecare formând o pereche de pinioane.

Cum funcționează

Să vedem cum funcționează un diferențial de torsiune. Luați în considerare acest lucru în cazul unității interaxiale. Atunci când cele două roți motoare se deplasează în linie dreaptă, ambele întâmpină aceeași rezistență. Astfel, mecanismul distribuie cuplul în mod egal între cele două roți. La mersul în linie dreaptă, sateliții nu sunt cuplați, iar forța este transmisă direct de la cupă la roțile dințate ale semiaxei.

Atunci când vehiculul intră într-un viraj, roata interioară întâmpină o rezistență mai mare și viteza sa este redusă. Roata fără sfârșit a roții interioare începe să funcționeze. Pinionul de pe jumătatea de axă rotește pinionul sateliților. Cea de-a doua roată dințată de pe arborele punții transmite cuplul celui de-al doilea pinion de pe arborele punții. Acest lucru mărește forța pe roata exterioară. Deoarece diferența de cuplu între cele două fețe este mică, frecarea în a doua roată fără sfârșit este, de asemenea, scăzută. În acest caz, nu există autoblocare. Acesta este principiul care stă la baza diferențialului Thorsen.

Atunci când una dintre roțile motoare se află pe o suprafață alunecoasă, rezistența este redusă. Cuplul este direcționat către roata respectivă. Arborele axei rotește pinionul satelitului, care transmite cuplul celui de-al doilea satelit. În acest caz, va exista o autoblocare. Pinionul satelitului nu este capabil să acționeze ca element de acționare și nu poate roti pinionul semiaxei datorită anumitor caracteristici ale angrenajelor fără sfârșit. Acesta este motivul pentru care se blochează roata dințată fără sfârșit. Dacă se blochează, încetinește rotația celeilalte perechi, iar cuplul de pe fiecare jumătate de axă este egalat.

Trei moduri de funcționare

Când este privit în întregime principiul de funcționare Dacă folosiți un diferențial Torsen, trebuie remarcat faptul că sistemul poate fi operat în trei moduri diferite. Modul precis depinde de nivelul de rezistență de pe roată. Când este egal, cuplul este distribuit în mod egal.

În cazul în care rezistența pe una dintre roți crește, angrenajul fără sfârșit se angrenează și astfel cealaltă pereche este acționată, în ciuda rezistenței ușoare pe care o întâmpină. Acest lucru duce la o redistribuire a cuplului în mod corect. În acest caz, o roată este decelerată. Cel de-al doilea se va roti mai repede.

Dacă una dintre anvelope își pierde complet rezistența, atunci aceasta va fi însoțită de blocaj sau angrenajul fără sfârșit se blochează din cauza frecării ridicate. Cea de-a doua pereche este apoi frânată imediat. Cuplul este egalizat. Funcționarea diferențialului Torsen în acest mod este similară cu cea a unei punți drepte.

Trei tipuri de Torsen

În prima versiune, sunt utilizate roțile dințate fără sfârșit de pe semiaxe de acționare, precum și sateliții. Sateliții sunt prevăzuți pentru fiecare jumătate de axă și sunt împerecheați cu cei de pe axa opusă. Această conexiune se realizează cu ajutorul unui angrenaj dințate. Axele sateliților sunt perpendiculare pe cele două jumătăți. Această versiune a diferențialului Torsen este recunoscută ca fiind cea mai puternică dintre toate modelele similare. Este capabil să funcționeze pe o gamă foarte largă de cupluri.

A doua variantă diferă prin faptul că axele sateliților sunt paralele cu semi-axele. Sateliții sunt montați diferit în acest caz. Acestea sunt amplasate în locurile speciale de ședere ale cupei. Sateliții împerecheați sunt blocați în poziție de un angrenaj elicoidal care acționează ca un mecanism de blocare la răspândire.

Cea de-a treia variantă este singura din întreaga gamă, în care designul planetar. Este utilizat ca diferențial de punte la vehiculele cu tracțiune integrală. Axele sateliților și pinioanelor sunt, de asemenea, paralele între ele. Acest lucru face ca unitatea să fie foarte compactă. Designul permite un raport de distribuție a sarcinii de 40:60 între cele două axe încă de la început. În cazul în care este activată o blocare parțială, raportul poate devia cu 20%.

Avantajele acestui design diferențial

Avantajele acestui design sunt destul de numeroase. Acest mecanism este instalat pentru faptul că acuratețea muncii sale este extrem de mare, în timp ce dispozitivul funcționează foarte lin și silențios. Puterea este distribuită automat către roți și punți - nu este necesară intervenția șoferului. Diferențialul nu are niciun efect asupra frânării. Dacă diferențialul funcționează corect, nu necesită întreținere - șoferul trebuie doar să verifice și să schimbe periodic uleiul.

Acesta este motivul pentru care mulți șoferi pun diferențialul "Thorsen" pe "Niva". Există, de asemenea, un sistem de tracțiune permanentă pe patru roți și fără electronică, astfel încât nu este neobișnuit ca entuziaștii extremiști să schimbe diferențialul standard pentru această unitate.

Dezavantaje

Există unele dezavantaje. Costul este ridicat, deoarece construcția internă este complexă. Deoarece diferențialul funcționează pe principiul spinii, acesta crește consumul de combustibil. Cu toate avantajele sale, eficiența este destul de scăzută în comparație cu sistemele similare de alte tipuri. Mecanismul este foarte predispus la blocaje, iar uzura componentelor interne este mare. Sunt necesare produse speciale pentru lubrifiere, deoarece se degajă multă căldură atunci când unitatea este în funcțiune. Dacă există roți diferite pe o axă, piesele se uzează și mai intens.

Aplicații

Aplicați unitatea ca mecanism între roți și între axe pentru redistribuirea cuplului. Această unitate este montată pe multe mașini străine, dar este cel mai cunoscut pe Audi Quatro. Producătorii de mașini cu tracțiune integrală dau adesea preferință acestui design. Diferențialul Torsen pe VAZ este instalat pentru simplitatea sa comparativă și pentru funcționarea instantanee.