Otomotiv diferansiyel: cihaz, arızalar ve seçim yöntemi
Içerik
Tam teşekküllü SUV'ların, bazı geçitler ve dört tekerlekten çekişli şehir araçlarının teknik belgelerinde, "diferansiyel kilidi" ifadesi vardır. Ne olduğunu, arabadaki amacının ne olduğunu, nasıl çalıştığını ve başarısız olanı değiştirmek için yenisini nasıl seçeceğimizi anlayacağız.
Makine diferansiyeli nedir
Bir arabadaki diferansiyel, bir aktarım elemanıdır. Tahrik tekerleklerinin bağımsız olarak dönmesini sağlar, ancak aynı zamanda her birine aynı torku iletir.
Bu eleman, özellikle aracın virajlarda dengesi için önemlidir. Fizikten, yarım çemberin içindeki bir çarkın dönerken çemberin dışındaki çarktan daha kısa bir yoldan gittiğini biliyoruz. Tahrikli tekerleklerde bu hiç hissedilmez.
Tahrik tekerleklerine gelince, şanzımanda diferansiyel olmasaydı, herhangi bir araba virajlarda dengesini önemli ölçüde kaybedecektir. Sorun, çekişi korumak için viraj alırken dış ve iç tekerleklerin farklı hızlarda dönmesi gerektiğidir. Aksi takdirde, tekerleklerden biri kayar veya kayar.
Diferansiyel, tahrik aksına monte edilmiştir. Dört tekerlekten çekişli araçlarda (SUV veya 4x4 sınıfı) bu mekanizma tüm akslarda mevcuttur.
Bazı arabalarda diferansiyel, aracın sürüklenmesini sağlamak için özel olarak kaynaklanır. Bunun bir örneği, kaynaklı diferansiyelli iki tekerlekten çekişli ralli arabalarıdır. Bununla birlikte, normal şehir içi sürüş için, bir fabrika diferansiyeli veya aynı zamanda açık bir diferansiyel kullanmak daha iyidir.
Diferansiyel tarih ve amaç
Diferansiyelin tasarımı, içten yanmalı motorla donatılmış araçların üretiminin başlamasıyla neredeyse aynı anda ortaya çıktı. Aradaki fark sadece birkaç yıldır.
İlk otomobiller viraj alırken o kadar dengesizdi ki, mühendisler aynı itişi tahrik tekerleklerine nasıl aktaracaklarını bilmiyorlardı, ancak aynı zamanda onları viraj alırken farklı hızlarda dönebilsinler diye yapıyorlardı.
İçten yanmalı motorlu araçların ortaya çıkmasından sonra mekanizmanın kendisinin geliştirildiği söylenemez. Gerçek şu ki, ilk arabaların kullanımını çözmek için, daha önce buharlı vagonlarda kullanılan bir geliştirme ödünç alındı.
Mekanizmanın kendisi 1825'te Fransa'dan bir mühendis - Onesifor Pekker tarafından geliştirildi. Ferdinand Porsche, arabadaki kayma tekerleği üzerindeki çalışmalarına devam etti. Şirketi ve ZF AG (Friedrichshafen) arasındaki işbirliği ile bir kam diferansiyeli geliştirildi (1935).
LSD diferansiyellerinin yoğun kullanımı 1956'da başladı. Teknoloji, dört tekerlekli araçlar için yeni fırsatlar yarattığı için tüm otomobil üreticileri tarafından kullanıldı.
Diferansiyel cihaz
Diferansiyel, bir planet dişli kutusuna dayanıyordu. Basit bir dişli kutusu, aynı boyutta (sabit bağlantı için) farklı sayıda dişe sahip iki dişliden oluşur.
Daha büyük dişli döndüğünde, daha küçük olan kendi ekseni etrafında daha fazla devir yapar. Gezegensel modifikasyon sadece torkun tahrik aksına aktarılmasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda onu tahrik ve tahrik edilen şaftların hızlarının farklı olacağı şekilde dönüştürür. Planet dişli kutularındaki normal dişli şanzımanına ek olarak, üç ana unsurla etkileşime giren birkaç ek eleman kullanılır.
Diferansiyel, planet dişli kutularının tam potansiyelini kullanır. Böyle bir mekanizmanın iki serbestlik derecesine sahip olması ve dişli oranını değiştirmenize izin vermesi nedeniyle, bu tür mekanizmaların farklı hızlarda dönen tahrik tekerleklerinin dengesini sağlamak için etkili olduğu kanıtlanmıştır.
Diferansiyel cihaz şunları içerir:
- Diferansiyel gövde veya kap. Tüm planet dişli ve dişliler buna sabitlenmiştir;
- Yarı eksenli dişliler (en çok güneş tipi kullanılır). Uydulardan tork alın ve tahrik tekerleklerine iletin;
- Ana transferin tahrik ve tahrik dişlileri;
- Uydular. Gezegensel dişli olarak işlev görürler. Araba bir binek otomobili ise, o zaman bir mekanizmada bu tür iki parça olacaktır. SUV'larda ve kamyonlarda, planet dişli 4 uyduya sahiptir.
Diferansiyel işlem diyagramı
İki tür mekanizma vardır - simetrik ve asimetrik diferansiyel. İlk modifikasyon, torku aks miline eşit olarak iletebilir. Çalışmaları, tahrik tekerleklerinin açısal hızlarından etkilenmez.
İkinci değişiklik, farklı hızlarda dönmeye başlarlarsa, tahrik aksının tekerlekleri arasındaki torkun ayarlanmasını sağlar. Çoğu zaman, böyle bir diferansiyel, dört tekerlekten çekişli bir aracın aksları arasına yerleştirilir.
Diferansiyelin çalışma modları hakkında daha fazla ayrıntı. Mekanizma bu gibi durumlarda farklı çalışır:
- Araba düz gidiyor;
- Araba manevra yapıyor;
- Tahrik tekerlekleri kaymaya başlar.
Diferansiyel şu şekilde çalışır:
Düz hareketle
Araba düz gittiğinde, uydular aks dişlileri arasındaki bağlantıdır. Arabanın tekerlekleri aynı hızda dönüyor, böylece çanak her iki aks milini birbirine bağlayan tek bir boru gibi dönüyor.
Tork, iki tekerlek arasında eşit olarak dağıtılır. Tekerlek devirleri, pinyon dişlisinin devirlerine karşılık gelir.
Dönerken
Makine manevra yaptığında, dış dönüş yarıçapındaki tekerlek, iç dönüş yarıçapındakinden daha fazla dönüş yapar. Dış tekerleğin torku arttıkça ve yol uygun hızda dönmesini engelledikçe iç tekerlek çok fazla dirençle karşılaşır.
Bu durumda uydular devreye girer. İç aks milinin dişlisi yavaşlar, çünkü fincandaki uydu dişlisi ters yönde dönmeye başlar. Bu mekanizma, dar ve sert dönüşlerde bile aracın dengesini korumanıza izin verir. Yavaşlayan tekerlek üzerindeki aşırı lastik aşınmasını da önler.
Kayarken
Diferansiyelin yararlı olduğu üçüncü durum, tekerlek kaymasıdır. Bu, örneğin, araba çamura girdiğinde veya buz üzerinde hareket ettiğinde olur. Bu modda diferansiyel, virajlarda olduğundan tamamen farklı bir prensipte çalışır.
Gerçek şu ki, askıdaki tekerlek kayarken serbestçe dönmeye başlar, bu da tekerlek üzerinde yol yüzeyine yeterince yapışan tork kaybına neden olur. Diferansiyel viraj alma modunda çalıştıysa, çamura veya buza girerse, çekiş tamamen kaybolacağı için araba tamamen dururdu.
Bu sorunu ortadan kaldırmak için mühendisler tarafından sınırlı bir kayma diferansiyeli geliştirilmiştir. Çalışmaları hakkında biraz sonra konuşacağız. İlk olarak, farklılıklardaki mevcut değişiklikleri ve bunların farklılıklarını dikkate almaya değer.
Diferansiyel tipler
Otomobilin bir tahrik aksı varsa, o zaman bir çapraz aks diferansiyeli ile donatılacaktır. Dört tekerlekten çekişli bir araç, bir merkez diferansiyel kullanır. Önden çekişli arabalarda, bu mekanizmaya ön diferansiyel de denir ve arkadan çekişli arabalardaki modellere arka diferansiyel denir.
Bu mekanizmalar, dişli tipine göre üç kategoriye ayrılır:
- Eğim farkı;
- Sonsuz dişli diferansiyel;
- Silindirik diferansiyel.
Ana ve eksenel dişlilerin şekline göre kendi aralarında farklılık gösterirler. Konik modifikasyonlar, önden ve arkadan çekişli araçlara takılır. Dört tekerlekten çekişli modellerde silindirik olanlar kullanılır ve sonsuz dişliler her türlü şanzıman için uygundur.
Aracın modeline ve aracın kullanıldığı yol koşullarına bağlı olarak aşağıdaki diferansiyel türleri faydalı olacaktır:
- Mekanik kilit;
- Kendinden kilitlemeli diferansiyel;
- Elektriksel kilitleme.
Mekanik olarak kilitli diferansiyeller
Bu modifikasyonda, uydular, tekerleklerdeki özel anahtarlar kullanılarak sürücünün kendisi tarafından engellenir. Makine düz bir çizgide veya dönüşlerde olduğunda diferansiyel normal çalışacaktır.
Bir araba dengesiz bir yola çarptığında, örneğin çamurlu bir ormana veya karlı bir yola girdiğinde, sürücü kolları istenen konuma hareket ettirir, böylece uydular engellenir.
Bu modda, planet dişli çalışmaz ve araba prensip olarak diferansiyelsizdir. Tüm tahrik tekerlekleri aynı hızda dönerek kaymayı önler ve tüm tekerleklerde çekiş korunur.
Bu tür mekanizmalar daha basit bir cihaza sahiptir ve yerli UAZ araçlarında olduğu gibi bazı bütçe SUV'larına kurulur. Çamurda yavaş giderken lastikler aşırı aşınmadığından, bu tasarım otomobilin lastiklerine zarar vermez.
Sınırlı kaymalı diferansiyel
Bu kategoride birkaç tür mekanizma vardır. Bu tür cihazların örnekleri şunlardır:
- L.S.D. Bu tür dişli kutularında, aks millerinden birinin aşırı yüksek dönüşü ile uydular otomatik olarak kilitlenir. Bu, dengeli tekerleğin çekiş gücünü kaybetmesini önler;
- Viskoz kavrama. Bu farklılıklar, yapışkan silikon bazlı bir madde kullanır. Soğuk durumda sıvı halde kalır. Isınmaya ve karışmaya başlar başlamaz maddenin özellikleri değişir ve viskozitesini artıran yapışkan bir yapı kazanır. Bu özellik, aks millerinin dönüşündeki farkın artmasıyla artar. Viskoz kaplinlerin birkaç önemli dezavantajı vardır. Birincisi, tamir edilmezler. Madde özelliklerini kaybettiğinde tüm bloğun değiştirilmesi gerekir. İkinci olarak, güçlü bir tekerlek kayması olduğunda engelleme meydana gelir, bu nedenle araç her zaman etkili bir şekilde arazi koşullarıyla başa çıkmaz. Bu eksikliklere rağmen, mekanizma bütçe fiyatında farklılık göstermektedir. Düşük maliyetli geçitlerin çoğu, sadece bu tür diferansiyellerle donatılmıştır.
- Torsen. Gövde bir solucan kilidi kullanır. Bir aks üzerindeki tork katsayısı diğer aks miline göre arttığında veya azaldığında kilit devreye girer. Bu teknoloji örneğin Audi araçlarında kullanılmaktadır. Cihaz ayrıca mekanik olarak kilitlenen mekanizmalar olarak da sınıflandırılabilir. Her tür diferansiyelin en güveniliri olarak kabul edilir ve sadeliği ile ayırt edilir. Bu sebeple pahalıdırlar.
Elektriksel kilitleme
Bu tür diferansiyeller, aracın elektroniği ile ilişkilidir. En pahalı olarak kabul edilirler çünkü karmaşık bir yapıya ve engelleme sürücüsüne sahiptirler. Bu mekanizma, ABS gibi tekerleklerin dönüşünü izleyen sistemlerden veri alan aracın ECU'su ile ilişkilidir. Bazı araçlarda otomatik kilitleme devre dışı bırakılabilir. Bunun için kontrol panelinde özel bir düğme var.
Elektronik seçeneklerin avantajı, birkaç derece engelleme ayarlamanıza izin vermeleridir. Bu tür mekanizmaların bir başka artısı, aşırı yönlendirme ile başa çıkmaya mükemmel şekilde yardımcı olmalarıdır. Bu tür modellerde tork, daha düşük hızda dönen aks dişlisine uygulanır.
Diferansiyel kilidi hakkında daha fazla bilgi
Herhangi bir çapraz aks diferansiyelinin önemli bir dezavantajı vardır - tork otomatik olarak daha sert dönen tekerleğe verilir. Bu nedenle yeterli çekişe sahip olan ikinci tekerlek çekiş gücünü kaybeder. Bu nedenle, böyle bir dişli kutusu, bağımsız olarak çamurdan veya rüzgârla oluşan kar yağışından kurtulma fırsatı sağlamayacaktır.
Daha önce de belirtildiği gibi, sorun uyduları engelleyerek çözülür. İki engelleme modu vardır:
- Dişli kutusunun tüm elemanlarının sağlam bir şekilde bağlanması nedeniyle tam blokaj gerçekleştirilir. Bu, en iyi kavramaya sahip tekerleğin yeterli torku almasını sağlar;
- Engelleme faktörünü değiştirerek kısmi engelleme mümkündür. Araba düz bir çizgide sürerken, bu faktör 1'dir. Uydular simetrik diferansiyelde kilitlendiğinde, bu faktör 3'ten 5'e değişir. Bu durumda, dönen tekerlek dönmeye devam eder, ancak daha az tork alır.
İşte diferansiyelin neden engellendiğine dair bir video:
Diferansiyel arızalar
Herhangi bir diferansiyelin tasarımının dişliler ve aksların etkileşimini kullandığı göz önüne alındığında, böyle bir mekanizma hızlı aşınma ve bozulmaya karşı hassastır. Gezegensel mekanizmanın elemanları ciddi bir yük altındadır, bu nedenle uygun bakım yapılmadan hızla arızalanacaktır.
Dişliler dayanıklı malzemelerden yapılmış olmasına rağmen, mekanizma, daha önce bulunmayan sürüş sırasında artan gürültü, vuruntu ve titreşim olup olmadığına dikkat etmeye değer. Ayrıca endişe verici bir an, yağ sızıntısıdır. En kötüsü, mekanizma sıkışmışsa. Ancak uygun bakımla bu nadiren olur.
Şanzıman mahfazasından bir yağ sızıntısı görülür görülmez bir araba servisine başvurmanız gerekir. Düğümü kendiniz kontrol edebilirsiniz. Bir yolculuktan sonra görsel bir incelemeye ek olarak, şanzıman mahfazasındaki yağın sıcaklığını kontrol edebilirsiniz. Mekanizmanın normal çalışması sırasında bu rakam yaklaşık 60 derece olacaktır. Diferansiyel çok daha fazla ısınırsa, bir uzmandan tavsiye almalısınız.
Yağ seviyesi ve kalitesi, rutin bakımın bir parçası olarak kontrol edilmelidir. Her şanzıman yağı üreticisi, değiştirilmesi için kendi düzenlemelerini oluşturur. Yağ, dişli dişlerine zarar verebilecek küçük aşındırıcı partiküller içerebileceğinden ve ayrıca metal parçaların sürtünmesini önleyen yağ filmini tahrip edebileceğinden bu tavsiyeyi göz ardı etmeyin.
Görsel bir inceleme sonucunda, merkez diferansiyelde bir sızıntı fark edilirse veya önden çekişli bir arabanın analoglarında benzer bir sorun görülürse, yağ keçesi değiştirilmelidir. Yağlayıcı seviyesindeki bir azalma, parçaların artan sürtünmesine neden olur ve bu da cihazın çalışma ömrünü önemli ölçüde azaltır. Vites kutusunun kuru çalıştırılması uyduları, yatakları ve eksenel dişlileri kullanılamaz hale getirir.
Diferansiyelin kendi kendine teşhisi aşağıdaki şekilde gerçekleştirilir. İlk önce, arabanın tahrik aksını kaldırın. Vites kutusu boşa alınır. Bir tekerlek önce bir yönde ve sonra diğer yönde döner. Aynı prosedür ikinci tekerlek için de yapılır.
Çalışan bir diferansiyel ile tekerlekler oynama ve gürültü olmadan dönecektir. Ayrıca bazı hatalar kendi başınıza giderilebilir. Bunu yapmak için, dişli kutusu çıkarılır, demonte edilir ve tüm elemanları benzinle yıkanır (kusurlu noktaları belirlemek için). Bu prosedür sırasında, uyduların geri tepmesini ve dişlilerdeki gelişmeyi bulabilirsiniz.
Aşınmış elemanlar çıkarılır ve yerine yeni parçalar takılır. Temel olarak, uydular, yataklar ve yağ keçeleri daha hızlı arızalandıkları için değiştirilmeye tabidir. Uydular, dişler arasında minimum açıklığa sahip dişliler seçilerek ayarlanır.
Diferansiyel yatak ön yükünün nasıl ayarlanacağına dair başka bir video:
Yeni bir diferansiyel bulmak
Otomobil parçaları pazarında bir ara tekerlek veya merkez diferansiyelinin bulunmasının kolay olmasına rağmen, maliyeti oldukça yüksektir (yeni bir parça yüzlerce ila binlerce dolara mal olabilir). Bu nedenle, çoğu sürücü, mekanizmanın tamamen değiştirilmesini nadiren kabul eder.
Yeni bir mekanizma veya onun ayrı unsurları, normal otomobil parçalarıyla aynı şekilde bulunabilir. En kolay yol, bir mağazaya gidip belirli bir araç için belirli bir parça istemektir. Ancak bu, araç yükseltilmediyse geçerlidir. Aksi takdirde parça koduna göre veya yedek parçanın çıkarıldığı araç modeline göre parça seçilir.
Bir parçayı ürün koduna göre değil, araç verilerine göre aramak en iyisidir, çünkü bu semboller ancak mekanizma söküldükten sonra bulunabilir. Bu düğümde birçok değişiklik var. Aynı marka otomobil için bile farklı diferansiyeller kullanılabilir.
Bu an göz önüne alındığında, başka bir arabadan mükemmel analogu bulmak son derece zordur. İkincil piyasada bir diferansiyelin satın alınmasına gelince, bu, araç sahibinin tehlikesine ve riskine bırakılır, çünkü kimse parçayı söküp durumunu kontrol etmeyecektir. Bu, çok aşınmış bir mekanizma satın alma riskini artırır.
Özetle, bir diferansiyel olmadan güvenli ve verimli bir araba yaratmanın imkansız olduğu söylenmelidir, ancak kuru asfaltta kuruş bükme hayranları bununla tartışacak.
Sorular ve Cevaplar:
Basit bir ifadeyle bir arabadaki diferansiyel nedir? Tahrik tekerleği aks milleri arasına takılan mekanik bir elemandır. Tork, kardan aracılığıyla diferansiyel muhafazasına iletilir ve daha sonra bağımsız dişliler aracılığıyla tekerleklere beslenir.
Arabada diferansiyel ne işe yarar? Bu mekanizma, torkun tahrik tekerleklerine iletilmesini sağlar, ancak manevra yaparken veya tümseklerden geçerken tekerleklerin farklı hızlarda dönmesine izin verir.
Arabada diferansiyel nerede? Bu mekanizma, aks milleri arasındaki tahrik aksına monte edilmiştir. XNUMXWD ve plug-in XNUMXWD modellerde her dingile takılır.
Hangi arabada merkez diferansiyel var? Tüm otomobillerde çapraz aks diferansiyeli vardır (aks milleri arasında durur). Merkez diferansiyel sadece dört tekerlekten çekişli araba modellerinde kullanılır (akslar arasına monte edilir).
