РазноеДифференциал торсен: Самоблокирующийся дифференциал Torsen

Дифференциал торсен: Самоблокирующийся дифференциал Torsen

Содержание

Дифференциал Торсен: принцип действия

“Торсен” — это одна из разновидностей самоблокирующихся дифференциалов. Такой механизм есть как на отечественных авто, так и на иномарках. Принцип действия дифференциала “Торсен” построен на изменяющемся трении механических частей, которое приводит к распределению вращательного момента между колесной парой.

Назначение

Итак, для чего нужен данный механизм? Самый простой дифференциал способен распределять мощность или крутящий момент между двух колес одинаково, равномерно. Если одно колесо буксует и не может зацепиться за дорожное полотно, то крутящий момент на втором колесе будет равным нулю. Усовершенствованные модели, а подавляющее их большинство – это дифференциалы с механизмом самоблока, оснащены системой, блокирующей вывешенную полуось. Тогда крутящий момент распределяется так, чтобы максимальная мощность была на колесе, которое сохранило хорошее сцепление с дорогой.

Дифференциал “Торсен” – это наиболее оптимальное решение для полноприводного автомобиля, эксплуатируемого по большей части в тяжелых условиях. “Торсен” – это не фамилия разработчика, а аббревиатура. Это означает чувствительность к вращательному моменту или Torque Sensing.

О истории создания

Впервые дифференциал “Торсен” появился в 1958 году. Разработал конструкцию и принцип действия американский инженер В. Глизман. Патент на серийное производство этого самоблокирующегося механизма получила компания “Торсен”, имя которой и стало названием для устройства.

Устройство

Данный механизм устроен из привычных элементов – устройство аналогично любому планетарному узлу. Можно выделить основные детали – это корпус, червячные шестерни, сателлиты.

Что касается общей концепции, то здесь не очень много отличий, если сравнивать с обыкновенными механизмами. Корпус жестко крепится на ведущем узле трансмиссии. Внутри корпуса установлены сателлиты. Они закреплены на специальных осях. Сателлиты находятся в жестком зацеплении с шестернями полуосей. Шестеренки полуосей закреплены на валы, на которые и передается крутящий момент.

А теперь что касается непосредственно механизма “Торсен”. В данном узле шестерня полуосей имеет винтовые зубья. Это не что иное, как традиционный червячный вал.

Сателлиты представляют собой пару косозубых шестерен. Один элемент этой пары формирует с шестерней полуоси червячную пару. Пара шестеренок-сателлитов может взаимодействовать и между собой за счет прямозубого зацепления. В конструкции имеется целых три сателлита, каждый из которых представляет пару шестерен.

Принцип действия

Давайте посмотрим, как работает дифференциал “Торсен”. Рассмотрим это на примере межколесного узла. Когда пара ведущих колес двигается прямолинейно, то они оба сталкиваются с одинаковым сопротивлением. Поэтому механизм распределяет крутящий момент равномерно между обеими колесами. При движении прямо сателлиты не задействованы, и усилие передается непосредственно от чашки к полуосевым шестерням.

Когда машина входит в поворот, то внутреннее колесо испытывает большее сопротивление и скорость его снижается. Червячная пара внутреннего колеса начинает работать. Шестеренка полуоси вращает сателлитную шестерню. Последняя передает крутящий момент ко второй шестерне полуоси. Тем самым увеличивается усилие на внешнем колесе. Так как разница крутящего момента на двух сторонах невелика, то трение во второй червяной паре тоже невысокое. В данном случае самоблокировки не произойдет. Вот на этом и основан принцип дифференциала “Торсен”.

Когда же одно из ведущих колес автомобиля находится на скользком участке, то его сопротивление снижается. Крутящий момент стремится именно к этому колесу. Полуось раскручивает шестерню сателлита, а она передает крутящий момент ко второму сателлиту. В этом случае будет самоторможение. Шестерня сателлита не способна выступать ведущим элементом и не может вращать полуосевую шестеренку из-за определенных особенностей червячных передач. Поэтому червячная пара заклинивает. А при заклинивании она затормозит вращение второй пары, и вращательный момент на каждой из полуосей выровняется.

Три режима работы

Если рассматривать полностью принцип работы дифференциала “Торсен”, то нужно сказать, что система может работать в трех различных режимах. Конкретный режим зависит от уровня сопротивления на колесе. Когда оно одинаковое, то вращательный момент распределяется равномерно.

Если на одном из колес сопротивление повышается, то в работу включается червячная пара, и тем самым приводится в действия вторая пара, несмотря на небольшое сопротивление на ней. Это ведет к перераспределению момента так, как нужно. В этом случае одно колесо замедлится. Второе станет вращаться быстрее.

Если на одной из шин полностью теряется сопротивление, тогда это будет сопровождаться блокировкой или заклиниванием червячной пары из-за большого трения. Тогда сразу же тормозится вторая пара. Крутящий момент выравнивается. Работа дифференциала “Торсен” в этом режиме схожа с прямолинейным движением.

Три типа “Торсена”

В первом варианте в качестве червячных пар используются шестеренки ведущих полуосей, а также сателлиты. Для каждой полуоси имеются свои сателлиты, соединенные попарно с теми, что на противоположной оси. Соединение это осуществляется при помощи прямозубого зацепления. Оси сателлитов перпендикулярны полуосям. Данный вариант дифференциала “Торсен” признан самым мощным среди всех аналогичных конструкций. Он способен работать в очень широком диапазоне крутящего момента.

Второй вариант отличается тем, что оси сателлитов находятся параллельно к полуосям. Сателлиты в данном случае установлены иначе. Они находятся в специальных посадочных местах чашки. Парные сателлиты соединяются косозубым зацеплением, которое при расклинивании участвует в блокировке.

Третий вариант является единственным среди всей серии, где конструкция планетарная. Он применяется в качестве межосевого дифференциала в полноприводных машинах. Оси сателлитов и ведущие шестеренки здесь тоже параллельны друг другу. За счет этого узел очень компактный. Благодаря конструкции изначально можно распределять нагрузку между двух мостов в соотношении 40:60. Если срабатывает частичная блокировка, то пропорция может отклонятся на 20 %.

Преимущества дифференциалов этой конструкции

Преимуществ у данной конструкции достаточно много. Данный механизм устанавливают за то, что точность его работы чрезвычайно высокая, при этом работает устройство очень плавно и тихо. Мощность распределяется между колесами и мостами автоматически – какое-либо вмешательство водителя не нужно. Перераспределение момента никак не влияет на торможение. Если дифференциал эксплуатируется корректно, то обслуживать его не нужно – от водителя требуется только проверять и периодически менять масло.

Именно поэтому многие водители ставят дифференциал “Торсен” на “Ниву”. Там также применена система постоянного полного привода и никакой электроники, поэтому нередко любители экстрима меняют штатный дифференциал на данный узел.

Недостатки

Есть и минусы. Это высокая цена, ведь внутри конструкция устроена достаточно сложно. Так как дифференциал работает на принципе терния, из-за этого повышается расход топлива. При всех преимуществах КПД довольно низкий, если сравнивать с похожими системами другого типа. Механизм имеет высокую предрасположенность к заклиниванию, а износ внутренних элементов довольно интенсивный. Для смазки нужны специальные продукты, так как при работе узла выделяется много тепла. Если на одной оси установлены разные колеса, то детали изнашиваются еще более интенсивно.

Применение

Применяют узел в качестве межколесного и межосевого механизма для перераспределения крутящего момента. Агрегат такого плана устанавливается на многие иномарки, но самую широкую известность он получил на Audi Quatro. Производители полноприводных авто очень часто отдают предпочтение именно данной конструкции. Дифференциал “Торсен” на ВАЗ устанавливают за сравнительную простоту и мгновенную работу.

404 Извините, запрашиваемый документ не был найден на сервере ― Блокировка.Ру



Подбор блокировок
по автомобилю


Подбор блокировок
по дифференциалу

Каталог блокировок дифференциала и главных пар

Пневматические блокировки

TJM Pro Locker , ARB Air Locker , HF Китай , TRE 4×4 , Пневмоактуаторы , Компрессоры

Автоматические блокировки

Nitro Lunch Box Locker , Eaton Detroit Locker , Lockright

Электрические блокировки

HF E-locker , TRE E-locker , Eaton E-Locker

Самоблокирующиеся дифференциалы

Eaton Truetrac , Nitro Worm gear , TRE 4×4 , Auburn gear LSD

Оригинал Toyota

Редукторы , Главные пары , Дифференциалы , Подшипники , Моторчики , ШРУСы , не-Toyota

Российские

ИЖ-ТЕХНО , ВАЛ-Рейсинг , ДАК , НИРФИ , Хабы , По автомобилю

Главные пары

Nitro gear , Trail gear , HF Standard gear , WhiteLK , Комплекты , Установочные наборы , Фланцы , По автомобилю

ШРУСы и полуоси

Nitro gear , Longfield (Trail gear) , RCV Ultimate , NKN , URW , Cardone , Для поворотных кулаков

Муфты свободного хода (хабы)

Aisin , AVM , Warn , Китай , По автомобилю

Проставки колесные

Trail-gear , Spidertrax , Китай , По размеру , По толщине

Трансмиссия

Шестерни в раздатку , Портальные мосты , Рулевое управление , Сцепление , Другое

Подвеска

ORI , King , STR4x4 , OME , Profender , Рычаги , ШСы , Гидроотбойники , Демпферы , Пневмоподушки

Моделирование 4WD транспортного средства оснащенного дифференциалом Torsen в ведущей оси

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена теме имитационной модели TC 4WD, оснащенного Torsen и открытыми дифференциалами в ведущих осях. Для создания полной модели транспортного средства программным обеспечением Matlab Simulink построены подмодели двигателя, кузова, шин, дифференциала и других компонентов системы трансмиссии. Автором были представлены и проанализированы некоторые результаты моделирования характеристик ТС с использованием открытого и Torsen дифференциала, когда ТС ускоряется с места на дороге с разделенным коэффициентом трения между левым и правым колесами.

ABSTRACT

This paper presents a simulation model of 4WD vehicle equipped with Torsen and open differentials in driving axles. In order to build the full model of vehicle, the sub-models of engine, vehicle body, tires, differential and other components of powertrain system was built with the help of Matlab Simulink software. Some simulation results of the performance of 4WD vehicle using open and Torsen differentials when vehicle accelerates from rest on the road with split friction coefficient between left and right wheels were presented and analyzed.

 

Ключевые слова: моделирование, система трансмиссии, дифференциал Torsen, динамика, транспортное средство.

Keywords: simulation, transmission system, torsen differential, dynamic, vehicle.

 

1. Введение

Двумя основными функциями любого дифференциала являются: передача крутящего момента двигателя на два выходных вала и обеспечение разности скорости вращения между этими двумя выходами. В транспортном средстве это механическое устройство особенно полезно в свою очередь, когда внешние колеса должны вращаться быстрее внутренних колес, чтобы обеспечить хорошую управляемость. Дифференциал играет важную роль в общей эффективность системы трансмиссии и сильно оказывает влияние на динамические характеристики, расход топлива и устойчивость автомобиля [9,6,4,10].

Основной недостаток обычного дифференциала (открытый дифференциал) заключается в том, что общая величина имеющегося крутящего момента всегда распределяется между двумя выходными валами с одинаковым постоянным отношением.

В частности, это является источником проблемы, при которой ведущие колеса имеют различные условия сцепления. Если крутящий момент двигателя превышает максимальный передаваемый крутящий момент, ограниченный дорожным трением на одном ведущем колесе, это колесо начинает буксоваться. Хотя они не достигают своего предела трения, другие ведущие колеса не способны передавать больший крутящий момент, поскольку входной крутящий момент часто равномерно распределяется между двумя выходными валами.

Дифференциал Torsen позволяет значительно снизить этот нежелательный побочный эффект. Этот вид дифференциала с ограниченным проскальзыванием обеспечивает переменное распределение крутящего момента двигателя в зависимости от доступного трения каждого рабочего колеса. Например, для автомобиля с асимметричным дорожным трением между левым и правым колесами правые колеса находятся на скользкой поверхности (снег, грязь …). Нерегулярные левые колеса имеют хорошие условия сцепления, можно передать дополнительный крутящий момент на левую полосу.

Это позволяет автомобилю двигаться вперед, что вряд ли возможно при открытом дифференциале [9,1].

В этой статье авторы представляют модель и результаты моделирования полноприводных автомобилей 4WD, оснащенных дифференциалом Тorsen на ведущем мосту при движении по дороге с различным коэффициентом сцепления между левым и правым колесами. Результаты моделирования также анализируются и сравниваются со случаем транспортных средств с открытым дифференциалом.

2. Модель автомобиля

При построении модели сложных систем с помощью программного обеспечения Matlab-Simulink, обычно делятся на подсистемы. Авторы разделили модель автомобиля 4WD (рис.1) на следующие подсистемы: двигатель, гидротрансформатор, коробка передач, дифференциал раздаточная коробка, карданный вал, межколесные дифференциалы, шины на передней и задней осях и кузов автомобиля [3].

 

 1-  Полуось;

 2-  Гидротрансформато;

 3-  Раздаточная коробка;

 4,7 — Межколесный дифференциал;

 5,6 — Карданный вал;

 8 — ДВС; 9 — кузов автомобиля.

Рисунок 1. Схема автомобиля 4WD

 

2.1. Модели подсистем

а. Модель дифференциала Torsen

Самоблокирующийся дифференциал Torsen, был разработан в 1958 году Вернером Глизманом (Gleason). Дифференциал является разновидностью винтового дифференциала и предназначен для обеспечения тягой колёс ведущих мостов, в которых происходит проскальзывание одного из колес с опорной поверхностью. Он может устанавливаться в качестве как межколесного, так и межосевого дифференциала. Состоит из винтовых шестерен (сателлитов) и винтовых (полуосевых) колес (рис. 2). Сателлиты расположены попарно и связаны между собой шестернями, расположенными на периферии сателлитов. Полуосевые колеса 1 выполнены в виде винтовых колес, а сателлиты 2 выполнены в виде винтовых шестерен. Торцы сателлитов касаются корпуса 4 через шайбы 3 [1].

 

Рисунок 2. Конструкция самоблокирующегося дифференциала Torsen

 

На рисунке 3-а показана схема червячной передачи, используемой в дифференциале Torsen. Соотношение между угловыми скоростями солнечного зубчатого колеса, планетарного зубчатого колеса и несущей выражается выражением:

                                                                        (1)

Передача крутящего момента:

                                                                (2)

С в идеальном случае

В неидеальной передаче угловая скорость и геометрические ограничения неизменны. Однако передаваемый крутящий момент и мощность уменьшаются за счет: (i) кулоновского трения между поверхностями резьбы на W и G, характеризующегося коэффициентом трения k или постоянной эффективностью hWG; hGW; (ii) вязкое соединение карданного вала с подшипниками, параметризованное коэффициентами вязкого трения mSC и mWC.

Поскольку трансмиссия включает в себя червячную передачу, эффективность прямой и обратной передачи мощности различна. В таблице 1 приведены значения КПД для всех комбинаций передачи мощности.

Таблица 1.

Значение КПД

Ведущий вал

Ведомый вал

 

 

 

Планетрная шестерня

Солнечная шестерня

Водило

Планетрная шестерня

н/д

hWG

hWG

Солнечная шестерня

hWG

н/д

Без потерь

Водило

hWG

Без потерь

н/д

 

При случае контактного трения hWG и hGW определяются: (i) геометрией нарезания резьбы червячного редуктора, определяемой углом поворота l и углом нормального давления — a; (ii) Коэффициент фиксации поверхности контакта — k.

                                                             (3)

                                                            (4)

Для моделирования дифференциала Torsen (рис.2) были использованы компоненты из библиотеки Gears в Simscape Driveline [5].

 

а)

б)

Рисунок 3.  Схема червячной передачи (а) и подсистема дифференциала Torsen (б)

 

б. Модель кузова автомобиля

Движение транспортного средства является результатом суммарного воздействия всех сил и крутящих моментов, действующих на него (рисунок 4a). Продольные силы в шинах толкают автомобиль вперед или назад. Вес mg транспортного средства действует через его центр тяжести (CG). В зависимости от угла наклона, вес тянет транспортное средство на землю и тянет его назад или вперед. Независимо от того, движется ли автомобиль вперед или назад, аэродинамическое сопротивление замедляет его. Для простоты предполагается, что перетаскивание действует через CG [3,5].

Система дифференциальных уравнений, описывающих динамику автомобиля, записывается следующим образом

Где: g – гравитационное ускорение; β – угол наклона; m – масса транспортного средства; h – высота центра тяжести автомобиля (CG) над землей; a, b – расстояние между передней и задней осями соответственно от точки нормального проецирования транспортного средства CG на общую плоскость оси; Vx – скорость транспортного средства; VW – скорость ветра; N – количество колес на каждую ось; Fxf, Fxr: продольные силы на каждом колесе в передней и задней точках контакта с землей соответственно; Fzf, Fzr – нормальные нагрузки на каждое колесо в передней и задней точках контакта с землей соответственно; A – эффективная площадь поперечного сечения лобового транспортного средства; Cd – коэффициент аэродинамического сопротивления; ρ – массовая плотность воздуха; Fd – аэродинамическая сила сопротивления.

 

 

а)

б)

Рисунок 4. Воздействия на автомобиль (а) и блок Simscape для кузова автомобиля (б)

Для моделирования динамики и движения автомобиля была построена модель Simulink (рис.4б) с шестью портами и двумя входными портами: W – скорость ветра, beta – угол наклона дороги; три выходных порта: V – продольная скорость, NF –нормальная сила передней оси, NR – нормальная сила задней оси и H – горизонтальное движение кузова автомобиля.

в. Модель ДВС

В этой статье модель Generic Engine [7] использовалась для моделирования двигателя внутреннего сгорания (рис.5). По умолчанию модель двигателя использует запрограммированное соотношение между крутящим моментом и скоростью, модулируемое сигналом дроссельной заслонки.
Модель двигателя определяется функцией требуемой мощности двигателя g (Ω). Функция обеспечивает максимальную мощность, доступную для данной частоты вращения двигателя Ω. Параметры блока (максимальная мощность, скорость при максимальной мощности и максимальная скорость) нормализуют эту функцию до физических значений максимального крутящего момента и скорости. Нормализованный входной сигнал T дроссельной заслонки указывает фактическую мощность двигателя. Мощность подается как часть максимально возможной мощности в устойчивом состоянии при фиксированной частоте вращения двигателя. Он модулирует фактическую мощность P, полученную от двигателя: P (Ω, T) = T·g (Ω). Крутящий момент двигателя составляет τ = P/Ω.

2.2. Полная модель автомобиля

На основе моделей подсистем, таких как кузов автомобиля, двигатель внутреннего сгорания, шина, дифференциал и другие компоненты силовой передачи, колес… были построены в предыдущем разделе. Мы можем построить полную модель транспортного средства (рис.6).

Рисунок 5. Модель ДВС

Рисунок 6. Полная модель автомобиля

3. Результаты и их обсуждение

Модель на рисунке 6 позволяет нам определить кинематические и динамические параметры основного компонента силовой передачи и транспортного средства, такие как коробка передач, дифференциал, полуось, колеса.  В качестве иллюстрации авторы сделали моделирование автомобиля в случае разгона с места при разности коэффициентов сцепления с дорогой колес (левого и правого).

 

Рисунок 7. График крутящего момента в элементах дифференциал Torsen

 

Рисунок 8. График скорости, крутящего момента и слиы на полуоси

 

Некоторые результаты расчетов и моделирования приведены на рисунках 7,8. В частности, результаты моделирования крутящего момента на валу солнечной шестерни и водило дифференциала Torsen иллюстрируются на рисунке 7, результаты моделирования изменений силы, скорости и крутящего момента задний полуоси показаны на рисунке 8.

 

Рисунок 9.  График скорости колеса

Рисунок 10. График скорости автомобиля

 

На рисунке 9 показаны результаты моделирования скорости колес, а на рисунке 10 показано изменение скорости движения автомобиля в зависимости от времени. Анализ графиков показывает, что при наличии открытого дифференциала, скорость левого колеса быстрее, чем правое колесо, скорость движения автомобиля равна скорости правого колеса, поскольку эта разница в скорости должна вызвать буксование левого колеса. Тем не менее, в случае автомобилей, оснащенных дифференциалом Torsen, скорость между левым и правым колесами равна скорости автомобиля. Следовательно, нет явления буксования ведущего колеса. Это связано с тем, что при разнице в скорости между левым и правым колесами дифференциал Torsen автоматически блокируется. Таким образом, автомобили с дифференциалом Torsen в этом случае будут иметь лучшую устойчивость, чем автомобили с открытым дифференциалом.

 

Рисунок 11.  График тяговой силы

 

Анализ графиков скорости и тяги (рис. 11) показывает, что автомобиль, оснащенный открытым дифференциалом, будет развивать максимальную скорость около 6 м/с, а максимальная скорость автомобиля с дифференциалом Torsen может достигать почти 11 м/с. Более того, максимальная тяговая сила, достигаемая при использовании дифференциала Torsen, примерно в 2,4 раза больше, чем в случае с обычным открытым дифференциалом. Очевидно, что в рассматриваемых условиях движения ТС, оснащенные Torsen, на ведущем мосту будут иметь лучшие динамические параметры, чем автомобили с открытым дифференциалом.

4. Выводы

В этой статье был представлен метод моделирования автомобиля 4WD, оснащенного дифференциалом Torsen, с использованием программного обеспечения Matlab/Simulink 2018. Модель включает в себя подмодели дифференциала Torsen, двигателя внутреннего сгорания, кузова автомобиля и другие компоненты автомобильной трансмиссии. Имитационная модель позволяет быстро изменять типы межколесных дифференциалов, параметры конструкции автомобиля, а также условия работы для графического просмотра выходных данных. Таким образом, эта модель может быть использована для оптимального проектирования системы дифференциала и трансмиссии, а также для оптимального управления автомобилем 4WD.

 

Признательность

Исследование было поддержано Тхайнгуенским университетом для научного проекта

Acknowledgments

My research was supported by Thai Nguyen University for the scientific project 

 

Список литературы:
1. Антонян А.В. Вывод коэффициентов блокировки самоблокирующегося дифференциала Torsen // Молодежный научно-технический вестник. Электрон. журн. 2015. №8.Режим доступа: http://sntbul.bmstu.ru /doc/793602.html
2. Афанасьев Б.А., Белоусов Б.Н., Жеглов Л.Ф., Зузов В.Н., Полунгян А.А., Фоминых, А.Б., Цыбин В.С. Проектирование полноприводных колесных машин: учебник для вузов. В 3 т. Т. 2. / под общ. ред. А.А. Полунгяна. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана 2008. 528с.
3. Hans Pacejka, Tyre and vehicle dynamic, 3rd Edition. Butterworth-Heinemann, 2012.
4. Heisler H., Advance vehicle Technology, 2nd edition. Butterworth-Henemann, 2002. 663p.
5. J.Y. Wong, Theory of ground vehicles, 4th ed., (John Wiley and Sons, Inc., New York.
6. Moawad, A. and Rousseau, A. (2012, August). Effect of Transmission Technologies on Fuel Efficiency – Final Report. (Report No. DOT HS 811 667).
7. Model and simulate rotational and translational mechanical systems / [Internet source]. — Access mode: https://www. mathworks.com/products/simdrive.html (date of the application: 05.10.2019).
8. Naunheimer H., Bertsche B., Ryborz J., Novak W. Automotive Transmissions: Fundamentals, Selection, Design and Application. Second Edition. Springer: Heidelberg, Dordrecht, London, Ney York. 2011. 715p.
9. Nguyen Trong Hoan and Nguyen Khac Tuan, Automotive transmission system, (Vietnam educational Publishing house 2018).
10. P. Lukin, G. Gasparyants, V. Rodionov, Automobile chassis Design and Calculations, Mir Publisher Moscow, 1989, 407p.

 

Cамоблокирующийся дифференциал,Torsen, LSD — что это и как работает?

При движении прямо скорости обоих приводных валов одинаковы.И скорость, и крутящий момент передаются от шестерни на ведущее колесо постоянного зубчатого колеса, прочно соединенное с клеткой дифференциала, с которой они вращаются вместе.

Но автомобиль не всегда движется прямо, а выполняет различные маневры: поворот, перестановку, обгон и т. д.Также дорожное покрытие часто неровное, а это означает, что колеса транспортного средства, в зависимости от ситуации, в одно и то же время могут преодолевать разные расстояния.

По этой причине, например, при прохождении поворота, если скорость колес на оси одинакова, одно из них неизбежно проскальзывает, что приводит к более быстрому износу шин.Но это еще не самое страшное.Гораздо хуже то, что у автомобиля катастрофически снижается управляемость.

Именно для решения этих проблем и был создан дифференциал — механизм, который дополнительно распределяет энергию, исходящую от двигателя, между осями транспортного средства в соответствии со значением сопротивления качению: чем оно меньше, тем выше скорость движения колеса, и наоборот.

Оглавление

    • Блокировка дифференциала
    • Конический дифференциал
    • Дифференциал для переднеприводных машин
    • Открытый/свободный дифференциал
    • Самоблокирующийся дифференциал
    • Дифференциал ограниченного трения (LSD), самоблокирующийся дифференциал
    • Самоблокирующийся дифференциал типа Torsen
    • Самоблокирующийся дифференциал с фрикционной муфтой
    • Межосевой дифференциал
  • Как работает дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением (ДПВС)? — Видео
  • Читать еще по теме

Блокировка дифференциала

Во время нормальной работы функция дифференциала состоит в том, чтобы разделить приложенный крутящий момент на два равных больших выходных крутящих момента для левого и правого колеса, не зависимо от того, одинаковы ли скорости левого и правого колеса.

Однако иногда бывает важно отключить дифференциал по сцеплению (сцеплению колес с дорогой).Например.если дорога скользкая из-за гололеда или грязи.Замыкание дифференциала заключается в блокировке центральных (планетарных) колес относительно обоймы, что предотвращает вращение сателлитов, а дифференциал должен вращаться как единое целое.Например, для блокировки дифференциала используется скользящая муфта, зубчатая муфта и т. Д.

Механическая блокировка дифференциала.

Конический дифференциал

Конический дифференциал имеет компенсирующие шестерни из конических шестерен с прямыми зубьями.Основная часть всего устройства состоит из клетки дифференциала, которая прикручена болтами к ведомому колесу постоянной трансмиссии — на пластинчатом колесе.

Ось автомобиля имеет два ведущих вала.Приводной вал соединен с колесом транспортного средства одним концом, а планетарное колесо дифференциала — другим концом.Между планетарными шестернями на штифте установлены две или четыре конические шестерни — сателлиты.

Дифференциал для переднеприводных машин

Передний дифференциал состоит из прямозубых шестерен.Как и конический дифференциал, он состоит из шестерни и клетки дифференциала, прикрепленной к пластинчатому колесу.Сателлиты и центральные (планетарные) колеса имеют прямозубые шестерни.

Однако колесная формула другая.Сателлит не входит в зацепление с обоими центральными колесами, но половина сателлита входит в зацепление с одним центральным колесом, а другая половина — с другим центральным колесом.Дифференциал имеет две пары сателлитов, повернутых друг относительно друга на 180 °.Принцип такой же, как и у конического дифференциала.

Открытый/свободный дифференциал

Свободный дифференциал — наиболее распространенный тип в современных автомобилях.Обычно он состоит из клетки с двумя свободно вращающимися коническими шестернями, которые входят в зацепление с шестернями выходных валов.

Вся клетка приводится в движение коробкой передач.Подаваемый крутящий момент таким образом распределяется на оба выхода равными частями.

Открытый дифференциал никогда не даст одному выходу крутящего момента больше, чем другому, независимо от разницы в скорости, скольжении или нагрузке на колеса.Если сцепление одного колеса уменьшается до такой степени, что оно начинает проскальзывать, его сопротивление вращению и, следовательно, прилагаемый крутящий момент будут уменьшены.

Однако это также приводит к немедленному снижению крутящего момента на такую ​​же величину на втором нескользящем колесе.Оба колеса тянут меньше, хотя одно переключается и поворачивается намного быстрее,но моменты и тяговые силы обоих колес остаются равными.

Таким образом, снижение тяги одного колеса удвоится, а общая тяга автомобиля значительно упадет.Это недостаток открытого дифференциала.

Самоблокирующийся дифференциал

Свойства дифференциала определяются его механическим КПД (потери, вызванные взаимным перемещением его основных частей — шестерен).

Обычный симметричный дифференциал с коническими или прямозубыми шестернями и прямыми зубьями имеет относительно высокий КПД и поэтому может делить крутящий момент почти в соотношении 1: 1.

Чтобы иметь возможность передавать значительно более 50% поставляемого крутящего момента в одну сторону, он должен иметь более низкий КПД (или более высокую согласованность).

Самоблокирующиеся дифференциалы делятся на классические самоблокирующиеся дифференциалы повышенного трения (так называемые LSD), дифференциал типа Torsen и самоблокирующийся дифференциал с вязкостной муфтой.

Дифференциал ограниченного трения (LSD), самоблокирующийся дифференциал

Конструктивно каждый самоблокирующийся дифференциал (кроме Torsen) основан на стандартном коническом дифференциале.Как видно на рисунке между двумя прижимными кольцами находится вал-шестерня, сателлиты ведущей шестерни и сами центральные колеса, которые приводят в движение приводные валы.

За каждым нажимным диском находится несколько дисков сцепления, поочередно прикрепленных к кожуху дифференциала (внешнему) и к центральному колесу (внутреннему).

Как только сила двигателя начинает действовать на дифференциал, весь корпус дифференциала начинает вращаться, а вместе с ним и поперечный вал, установленный в канавках нажимных дисков, которые имеют треугольную форму, благодаря чему два нажимных диска раздвигаются к корпусу дифференциала. Возникающее давление действует на фрикционные ламели, которые прижимаются друг к другу.

Это заставляет ведомые колеса постепенно блокироваться вместе в зависимости от мощности, подаваемой двигателем.Это снижает пробуксовку колес при быстром прохождении поворотов и равномерно передает мощность на колеса при ускорении.Даже при торможении LSD обеспечивает больше тяги, меньшее боковое смещение и более легкий вход в поворот.

По словам производителей, существуют разные типы дифференциалов LSD, которые обычно делятся на так называемые односторонние, частично двусторонние и двусторонние.

Это обозначение представляет собой конструкцию (тип) канавки прижимного диска, в которой установлен поперечный вал конического редуктора дифференциала.

Односторонний дифференциал — это конструкция, которая блокирует ведущие колеса только в одном направлении при ускорении.

Двусторонний дифференциал, с другой стороны, блокирует ведущие колеса в обоих направлениях.При ускорении и замедлении.

Частично двусторонний дифференциал по сути такой же, как и двусторонний, за исключением того, что степень блокировки колес при замедлении ниже, чем при ускорении.Обеспечивает большую тормозную устойчивость.

Самоблокирующийся дифференциал типа Torsen

Особенность этого дифференциала в использовании преимущества косозубой (червячной) шестерни, которая передает крутящий момент от спирали на косозубое колесо, но не наоборот.

В дифференциале Torsen винты представляют собой планетарные шестерни, а сателлиты образуют три пары косозубых колес малого диаметра.

Сателлиты одной пары связаны между собой прямозубыми цилиндрическими шестернями с прямыми зубьями, и каждый зацепляет одну планетарную шестерню.

При движении по прямой и с одинаковым сцеплением колес дифференциал вращается как единое целое, скорости сепаратора и обеих планетарных шестерен одинаковы, и на каждое колесо передается одинаковый крутящий момент.

Обратите внимание на то, что червячные сателлиты соединены прямозубыми шестернями и в случае блокировки одного- блокируется второй. таким образом, если колесо начинает вращаться быстрее, то вся система блокируется и крутится одновременно.

Из-за эффекта зажима увеличивается доля крутящего момента на колесо с лучшим сцеплением.При этом даже на крутых поворотах это не ограничивает балансирующее действие дифференциала, и оба колеса вращаются (катятся) по дороге со скоростью, соответствующей их траектории.

Если сцепление одного колеса ухудшается (например, из-за меньшей нагрузки или скользкости), оно не может перевернуться, потому что невозможно передать вращательное движение от сателлитов на планетарное колесо, как в случае прямозубого или конического дифференциала.

Механический КПД дифференциала зависит от геометрии червячной передачи.Конструкция Torsen используется также и в межосевом дифференциале.

Самоблокирующийся дифференциал с фрикционной муфтой

Самоблокирующийся дифференциал с многодисковой муфтой имеет зажимной эффект до 35%, что означает, что он увеличивает на это значение долю крутящего момента (ведущего), приходящуюся на нескользящее колесо той же оси.

Функцию блокировки дифференциала выполняет многодисковая муфта.Это многодисковое сцепление, в котором один набор дисков (внешний) соединен с кожухом дифференциала, а другой набор (внутренний) соединен с центральным колесом.

Если планки прижаты друг к другу, два вала прочно соединяются, и дифференциал закрывается.Рейки гидравлически прижимаются друг к другу.Если сцепление на одной из осей потеряно, валы вращаются относительно друг друга, давление в гидравлическом контуре увеличивается за счет сжатия ламелей по направлению друг к другу, и, таким образом, дифференциал частично или полностью блокируется.Давление создается осевым насосом.

Межосевой дифференциал

Межосевой дифференциал используется в полноприводных автомобилях.У этих автомобилей еще и по два дифференциала на каждой оси.Привод второй оси может быть включен вручную или быть постоянным.

Форма межосевого дифференциала асимметрична, чтобы отношение передаваемых моментов делилось на отношение осевых нагрузок.

Повышение согласованности межколесных дифференциалов осей решается несколькими способами.Помимо винтового (Torsen) дифференциала, используется уже упомянутый выше дифференциал с вязкостной муфтой или комбинация вязкой муфты с гидравлическим торможением — также используется муфтаHaldex.

Сцепление Haldex оснащено электронной системой, которая помогает ускорить его работу.Это не дифференциал в полном смысле этого слова, а муфта, которая из-за разницы в скорости вращения колес передней и задней осей соединяет привод задней оси с постоянным приводом передней оси.

Как работает дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением (ДПВС)? — Видео

Читать еще по теме

29.11.2021

Собака в машине

Собака — лучший друг человека и полноправный член семьи. Зачастую собака — еще и увлеченный попутчик. Однако вы должны знать, что ее неправильная транспортировка ставит…

Что лучше: шипы или липучки?

Снег, лед, грязь, мороз — вот они «лакомства» зимней дороги, встречу с которыми нужно подготовить заранее.Уверенно ездить по таким поверхностям можно только имея опыт вождения…

21.10.2021

Коды госномеров по регионам РФ

В таблице ниже приведены все коды регионов субъектов Российской Федерации. Таблица идет по возрастанию, чтобы легче было ориентироваться. 01 Республика Адыгея 02, 102 Республика Башкортостан…

01.09.2021

Статья 20 «О безопасности дорожного движения» — о чем в ней говорится

Основные задачи ст 20 «О безопасности дорожного движения» заключаются в защите жизни людей и их имущества. Федеральный закон о БДД охраняет интересы страны и общества,…

Описание и отличия дифференциалов Torsen и Haldex. — Автотехнологии

Принцип работы механического самоблокирующегося дифференциала Torsen, представляющего собой хитроумное сочетание червячных пар и зубчатых колес, был запатентован в 1958 году — нет, вовсе не гипотетическим шведом Торсеном, а инженером Верном Глезманом. И название Torsen — это не фамилия, а сокращение от двух английских слов torque sensing, то есть «чувствительность к крутящему моменту». Блокировка у этого устройства срабатывает не от разности скоростей вращения валов, как это происходит в вискомуфтах или во многих

других дифференциалах повышенного трения, — Torsen реагирует непосредственно на изменение баланса крутящих моментов на валах, причем совершенно без запаздываний. Те межосевые дифференциалы Torsen, которые применяет Audi, в зависимости от условий могут плавно изменять соотношение моментов между валами от 50/50 до 75/25 или, наоборот, 25/75.

 

Сейчас Torsen применяется в качестве межосевого дифференциала на Audi quattro четвертой, шестой и восьмой серий. Но на автомобилях Audi, построенных на общей для концерна VW гольф-платформе — на Audi A3, S3 и на купе и родстерах Audi TT, — передачу крутящего момента на задние колеса осуществляет электронноуправляемая фрикционная муфта, которую по заказу концерна VW разработала и выпускает шведская фирма Haldex. Это многодисковое сцепление, работающее в масле. Оно включается, как только появляется даже незначительная разница в скоростях вращения двух валов — подводящего крутящий момент к муфте и передающего его далее на задний мост. Достаточно отставания выходного вала всего на 45o, чтобы мгновенно сработало нехитрое механическое устройство, оказывая с помощью гидравлики давление на поршни, замыкающие диски сцепления между собой. Запаздывание до полной блокировки сцепления составляет не более 0,2 с — на порядок меньше, чем в вискомуфтах.

 

Но ведь не всегда же нужна полная блокировка! Вот тут-то и вступает в действие электроника. Опираясь на показания многочисленных датчиков (скорости, оборотов двигателя, подачи топлива, скоростей вращения колес от датчиков АБС), «мозг» системы в соответствии с заложенным алгоритмом с помощью перепускных клапанов уменьшает давление на поршни. Поэтому степень блокировки муфты и доля передаваемого на задние колеса крутящего момента зависят от того, как запрограммирован блок управления. А как только пробуксовка колес прекращается, давление в системе исчезает, и Haldex отключается.

 

По словам немцев, одной из причин отказа от механического межосевого дифференциала стали компоновочные трудности, возникшие при попытке вписать Torsen в трансмиссию машин гольф-платформы с поперечным расположением двигателя.

 

Но есть и другая, вероятно, более весомая причина. В соответствии со своей концепцией единой платформы гольф-класса, глава концерна VW Фердинанд Пих с самого начала предусматривал возможность создания унифицированных полноприводных версий для всех базирующихся на ней автомобилей — VW Golf и Bora, Audi A3 и TT, Skoda Octavia, Seat Toledo и Leon. А вариант с электронноуправляемым полным приводом легко позволяет минимальными средствами придавать машинам разных марок концерна индивидуальные черты характера — всего лишь перепрограммируя блок управления системой Haldex. К тому же, при столь внушительном объеме выпуска можно создать весьма совершенное и при этом не столь дорогое в производстве устройство. Вдобавок, по словам ингольштадцев, перед тем, как размещать заказ на разработку и производство системы на шведской компании Haldex, до этого специализировавшейся на производстве гидравлики для тяжелой строительной техники, Фердинанд Пих предусмотрительно выкупил немалый пакет акций фирмы — и теперь получает от растущих

продаж полноприводных машин концерна не только моральное, но и материальное удовлетворение.

 

Кстати, в конце 70-х годов Пих работал техническим руководителем Audi, и именно по его инициативе в Ингольштадте начали работу над полноприводной дорожной версией автомобиля Audi 80 Coupe. Так что и появление знаменитого Audi Quattro, в 1980 году ставшего родоначальником всех полноприводных машин из Ингольштадта, и выбор дифференциалов Torsen для межосевого распределения крутящего момента, и нынешний отказ от «механики» в пользу системы Haldex тоже связаны с именем главы концерна. Пих дал, Пих и взял…

Замена масла Торсен — дифференциал повышенного трения

Большинство владельцев автомобилей Ауди с полным приводом Quattro и дифференциалом повышенного трения “Торсен” – испытывали или испытывают определенный дискомфорт в своем автомобиле при развороте или повороте с полностью вывернутыми колесами, на прогретой трансмиссии.

Эффект проявляется в виде низкочастотной вибрации, тряски или гула. Автомобиль начинает лихорадочно трясти мелкой и неприятной дрожью. Также, иногда можно услышать гул в затяжных поворотах на больших скоростях.

Официальные дилеры, при обращении с такой жалобой, зачастую, говорят, что это не является неисправностью, а является особенностью работы полного привода Quattro с дифференциалом Torsen.  – Это не совсем так, давайте разбираться 🙂

Замена масла Торсен

– Что такое дифференциал повышенного трения Торсен? Где он находится? Для чего нужен? – Спросят многие из Вас)
Объясню в “двух” словах: Как Вы знаете, у автомобиля есть 4 колеса)  “Полный привод” – означает, что все они приводятся в движение двигателем, т.е. имеют с ним связь (трансмиссию), посредством которой двигатель передает движущую силу к колесам.
Как Вы понимаете, автомобиль имеет свойство ездить не только прямо, но и поворачивать)  причем радиус поворота может быть разный. Замена масла Торсен

В этот момент, каждое из четырех колес автомобиля проходит разную траекторию (наверняка, все видели 4 следа от шин, когда авто поворачивает, и наоборот, всего 2 следа – когда автомобиль едет прямо). То есть, условия постоянно меняются. Каждое колесо может проходить разную длину пути за один и тот же промежуток времени, а следовательно, может иметь разную скорость вращения.  Исходя из чего – колеса не могут быть ЖЕСТКО связаны с двигателем, иначе просто ничего не выйдет 🙂 или автомобиль будет ездить только прямо по сухому покрытию)) Замена масла Торсен
Так вот, для того, чтобы совместить эти условия – существуют дифференциалы. Они разные конструктивно, и для разных задач, но сейчас не об этом) Кому интересно изучить устройство глубже – ниже выложу ссылку, чтобы посмотреть наглядно.
Где расположен дифференциал, о котором мы говорим – видно на фото ниже: Замена масла Торсен

Возвращаясь к нашей теме – для правильной работы нашего дифференциала “Torsen” – необходимо специальное трансмиссионное масло. Оно залито производителем с завода и рассчитано на весь срок службы, НО… через 3-4 года, как правило, возникает дискомфорт. Связано это с химическим составом масла, точнее с распадом очень важной его части – присадки, входящей в состав, и так необходимой для комфортной работы узла.

Выпускается это чудо-вещество под брендом “Sturaco”, и достать его в нашей стране оказалось практически не возможно. Поэтому, ее состав остается для нас неизвестным. Но она работает!  В отличие от других масел, которыми некоторые клиенты пробуют заменить дорогущее оригинальное масло, которое стоит, в среднем, 8000р за 1литр… (именно такой объем продается в магазинах). Т.е. Вы должны купить ровно в два раза больше, чем Вам нужно, 4000р на ветер. Согласитесь, не очень приятно… Замена масла Торсен

 

Что делать?    – Замена масла Торсен
Наше решение в этом вопросе таково – по-скольку, в большинстве автомобилей требуемый объем этого масла – всего 0,5 литра, мы предлагаем оплатить ровно то количество масла, которое соответствует объему в Вашем автомобиле, т.е. половину, существенно сократив, тем самым, Ваши расходы. Ну и конечно же, заменить это масло, и продолжать наслаждаться своим автомобилем без вышеперечисленных дефектов. 🙂 Замена масла Торсен

Во что превращается масло “с завода” спустя несколько лет – можно посмотреть на фото ниже. Для сравнения, рядом новое масло.

По сути – это и маслом то назвать трудно) Разумеется, эта ЖИЖА не дает тот эффект, который должен быть, из-за чего сначала появляется дискомфорт при движении с вывернутыми колесами, а затем и износ самого дифференциала. В особо тяжелых случаях – происходит поломка дифференциала, которая автоматически тянет за собой АКПП.
Сумма ремонта – весьма и весьма ощутимая для бюджета, а порой и вовсе не подъемная.

Так что, мой Вам добрый совет – меняйте масла вовремя, и не только в двигателе, и автомобиль Вам ответит еще долгой и комфортной работой! 🙂 Замена масла Торсен

Тем более, что Замена масла Торсен – процедура не сложная: Замена масла Торсен

  • Поднимаем автомобиль на подъемник;
  • Откручиваем заливную пробку;
  • Откачиваем при помощи специального шприца старую трансмиссионную жидкость;
  • Закачиваем новое оригинальное масло;
  • Закручиваем пробку;
  • Смываем очистителем подтеки масла, опускаем с подъемника;
  • Автомобиль готов) Замена масла Торсен

Ниже – фото процесса замены масла:

Больше технической информации и видео о “Торсен” – тут. Замена масла Торсен

Замена масла Торсен

Принцип работы дифференциала повышенного трения


Назначение

Итак, для чего нужен данный механизм? Самый простой дифференциал способен распределять мощность или крутящий момент между двух колес одинаково, равномерно. Если одно колесо буксует и не может зацепиться за дорожное полотно, то крутящий момент на втором колесе будет равным нулю. Усовершенствованные модели, а подавляющее их большинство – это дифференциалы с механизмом самоблока, оснащены системой, блокирующей вывешенную полуось. Тогда крутящий момент распределяется так, чтобы максимальная мощность была на колесе, которое сохранило хорошее сцепление с дорогой.

Дифференциал “Торсен” – это наиболее оптимальное решение для полноприводного автомобиля, эксплуатируемого по большей части в тяжелых условиях. “Торсен” – это не фамилия разработчика, а аббревиатура. Это означает чувствительность к вращательному моменту или Torque Sensing.

Особенности вязкостной муфты

Представляет собой многодисковый механизм, где передающий момент увеличивается в связи с повышением разности в скорости вращения двух валов: ведущего и ведомого. Обычно такая схема актуальна для транспортных средств с полным постоянным приводом.

В основу работы вискомуфты для блокировки дифференциала на ВАЗ (или другого автомобиля) положено особенное свойство силиконовой жидкости. Если, к примеру, у масла при повышении температуры вязкость снижается, то здесь все наоборот – этот параметр тоже увеличивается. Сам механизм выглядит как цилиндр, где располагается набор перфорированных дисков, которые соединены с обоими валами. Также корпус заполнен этой жидкостью. На входной вал действует крутящий момент от двигателя через ведущий мост, а выходной отвечает за вращения колес.

При нормальном движении транспортного средства оба вала вращаются с одинаковой скоростью. Но стоит только одному из колес начать буксовать, входной вал основного главного моста вращается быстрее выходного. Вследствие трения о диски жидкость нагревается, что в итоге способствует передаче большей мощности на выходной вал.

Но, как и обычный дифференциал, вискомуфта тоже обладает недостатком. Для срабатывания механизма нужно определенное количество времени. К тому же, оптимальные параметры очень сложно подобрать. По этой причине большинство производителей предпочитают не иметь дело с подобным механизмом.

Устройство

Данный механизм устроен из привычных элементов – устройство аналогично любому планетарному узлу. Можно выделить основные детали – это корпус, червячные шестерни, сателлиты.

Что касается общей концепции, то здесь не очень много отличий, если сравнивать с обыкновенными механизмами. Корпус жестко крепится на ведущем узле трансмиссии. Внутри корпуса установлены сателлиты. Они закреплены на специальных осях. Сателлиты находятся в жестком зацеплении с шестернями полуосей. Шестеренки полуосей закреплены на валы, на которые и передается крутящий момент.

А теперь что касается непосредственно механизма “Торсен”. В данном узле шестерня полуосей имеет винтовые зубья. Это не что иное, как традиционный червячный вал.

Сателлиты представляют собой пару косозубых шестерен. Один элемент этой пары формирует с шестерней полуоси червячную пару. Пара шестеренок-сателлитов может взаимодействовать и между собой за счет прямозубого зацепления. В конструкции имеется целых три сателлита, каждый из которых представляет пару шестерен.


Смотреть галерею

Принцип действия

Давайте посмотрим, как работает дифференциал “Торсен”. Рассмотрим это на примере межколесного узла. Когда пара ведущих колес двигается прямолинейно, то они оба сталкиваются с одинаковым сопротивлением. Поэтому механизм распределяет крутящий момент равномерно между обеими колесами. При движении прямо сателлиты не задействованы, и усилие передается непосредственно от чашки к полуосевым шестерням.

Когда машина входит в поворот, то внутреннее колесо испытывает большее сопротивление и скорость его снижается. Червячная пара внутреннего колеса начинает работать. Шестеренка полуоси вращает сателлитную шестерню. Последняя передает крутящий момент ко второй шестерне полуоси. Тем самым увеличивается усилие на внешнем колесе. Так как разница крутящего момента на двух сторонах невелика, то трение во второй червяной паре тоже невысокое. В данном случае самоблокировки не произойдет. Вот на этом и основан принцип дифференциала “Торсен”.


Смотреть галерею

Когда же одно из ведущих колес автомобиля находится на скользком участке, то его сопротивление снижается. Крутящий момент стремится именно к этому колесу. Полуось раскручивает шестерню сателлита, а она передает крутящий момент ко второму сателлиту. В этом случае будет самоторможение. Шестерня сателлита не способна выступать ведущим элементом и не может вращать полуосевую шестеренку из-за определенных особенностей червячных передач. Поэтому червячная пара заклинивает. А при заклинивании она затормозит вращение второй пары, и вращательный момент на каждой из полуосей выровняется.

Три режима работы

Если рассматривать полностью принцип работы дифференциала “Торсен”, то нужно сказать, что система может работать в трех различных режимах. Конкретный режим зависит от уровня сопротивления на колесе. Когда оно одинаковое, то вращательный момент распределяется равномерно.

Смотреть галерею

Если на одном из колес сопротивление повышается, то в работу включается червячная пара, и тем самым приводится в действия вторая пара, несмотря на небольшое сопротивление на ней. Это ведет к перераспределению момента так, как нужно. В этом случае одно колесо замедлится. Второе станет вращаться быстрее.

Если на одной из шин полностью теряется сопротивление, тогда это будет сопровождаться блокировкой или заклиниванием червячной пары из-за большого трения. Тогда сразу же тормозится вторая пара. Крутящий момент выравнивается. Работа дифференциала “Торсен” в этом режиме схожа с прямолинейным движением.

Разновидности автомобильных дифференциалов

Помимо конического, цилиндрического и червячного, существуют и успешно используются следующие разновидности дифференциалов: дифференциал с полной блокировкой, дифференциал Торсен, дифференциал Квайф, вискомуфта.

Дифференциал с полной блокировкой

Дифференциалы этого типа чаще всего используются на грузовиках и внедорожниках. Их блокировка включается и отключается непосредственно из салона с помощью специальной клавиши водителем. Они используются для повышения проходимости автомобилей.

Статья в тему: Что такое ГБЦ в автомобиле

Три типа “Торсена”

В первом варианте в качестве червячных пар используются шестеренки ведущих полуосей, а также сателлиты. Для каждой полуоси имеются свои сателлиты, соединенные попарно с теми, что на противоположной оси. Соединение это осуществляется при помощи прямозубого зацепления. Оси сателлитов перпендикулярны полуосям. Данный вариант дифференциала “Торсен” признан самым мощным среди всех аналогичных конструкций. Он способен работать в очень широком диапазоне крутящего момента.

Второй вариант отличается тем, что оси сателлитов находятся параллельно к полуосям. Сателлиты в данном случае установлены иначе. Они находятся в специальных посадочных местах чашки. Парные сателлиты соединяются косозубым зацеплением, которое при расклинивании участвует в блокировке.


Смотреть галерею

Третий вариант является единственным среди всей серии, где конструкция планетарная. Он применяется в качестве межосевого дифференциала в полноприводных машинах. Оси сателлитов и ведущие шестеренки здесь тоже параллельны друг другу. За счет этого узел очень компактный. Благодаря конструкции изначально можно распределять нагрузку между двух мостов в соотношении 40:60. Если срабатывает частичная блокировка, то пропорция может отклонятся на 20 %.

Виды

Конструкторами разработано три типа дифференциалов Torsen, которые обозначаются буквенным индексом «Т» с цифровой приставкой. Различия между ними сводятся к компоновке узла и форме рабочих элементов, что в свою очередь сказывается на эксплуатационных показателях.


Виды конструкций Torsen

Первый тип – Torsen Т1. Его отличительными особенностями являются перпендикулярное полуосям расположение сателлитных пар и использование винтовых зубьев, как на полуосевых шестернях, так и сателлитах. Между собой сателлиты пары взаимодействуют прямозубым зацеплением. Принцип работы, описанный выше, рассмотрен именно на примере версии Т1. Имеет высокую степень «естественного» трения.

Torsen Т2 является вторым поколением этого самоблокирующегося дифференциала. От первого типа он отличается параллельным расположением сателлитов. У него винтовые зубья проделаны только на сателлитах, а вот полуосевые шестеренки косозубые. Зацепление сателлитов между собой также осуществляется винтовыми зубьями, которые участвуют в процессе блокирования (они тоже могут расклиниваться).

Это поколение имеет более низкую степень «естественного» трения, раннем схватывании при меньшей степени блокировки по сравнению с Т1. Он получил распространение на гражданских авто. Но есть модификация T2R, который выдерживает большой крутящий момент и применяется исключительно на мощных автомобилях, таких как Ford Mustang. По конструкции он отличается только тем, что используется шлицевая муфта с винтовыми зубьями, через которые она вводится в зацепление с солнечной шестерней. В такой конструкции характеристики «естественного» трения могут меняться в зависимости от условий движения.

Последний тип – Т3. Конструктивно он во многом схож с версией Т2 (параллельное расположение сателлитов с винтовыми зубьями, косозубые полуосевые шестеренки), но компоновку его несколько пересмотрели и использовали в его конструкции планетарную структуру. Это позволило не только уменьшить габаритные параметры узла, а и обеспечить возможность задавать соотношение распределения момента по осям. Из-за этой особенности Torsen Т3 применяется только в качестве межосевого дифференциала, в то время Т1 и Т2 как между осями, так и в качестве межколесного дифференциала.

Преимущества дифференциалов этой конструкции

Преимуществ у данной конструкции достаточно много. Данный механизм устанавливают за то, что точность его работы чрезвычайно высокая, при этом работает устройство очень плавно и тихо. Мощность распределяется между колесами и мостами автоматически – какое-либо вмешательство водителя не нужно. Перераспределение момента никак не влияет на торможение. Если дифференциал эксплуатируется корректно, то обслуживать его не нужно – от водителя требуется только проверять и периодически менять масло.

Именно поэтому многие водители ставят дифференциал “Торсен” на “Ниву”. Там также применена система постоянного полного привода и никакой электроники, поэтому нередко любители экстрима меняют штатный дифференциал на данный узел.

В чем плюсы и минусы дифференциала Торсен?

Подобное устройство имеет много достоинств, однако при этом не лишено некоторых недостатков. С них и начнем. В первую очередь Торсен имеет довольно высокую стоимость, потому как у него довольно сложный процесс изготовления и процесс сборки. Дифференциал также увеличивает расход топлива по причине потерь на трение элементов. Среди минусов также стоит отметить и сравнительно низкий коэффициент полезного действия, предрасположенность механизма к заклиниванию и высокий износ нагруженных элементов. Для работы механизма требуются особые смазочные материала. Несмотря на это достоинств у дифференциала немалое количество и они зачастую превосходят все те минусы, которые были перечислены. Среди них особенно выделяется высокая точность работы, ее плавность и минимальная шумность. Благодаря Торсен обеспечивается отличное распределение мощности между колесами и ведущими мостами. Происходит это автоматически, без участия автомобилиста. За счет того, что перераспределение крутящего момента происходит мгновенно, не оказывается влияние на процесс торможения. Дифференциал при его корректном использовании совершенно не нуждается в обслуживании.

Подробнее о дифференциале Торсен будет рассказано в этом видеоматериале:
Опубликовано: 21 ноября 2020

Недостатки

Есть и минусы. Это высокая цена, ведь внутри конструкция устроена достаточно сложно. Так как дифференциал работает на принципе терния, из-за этого повышается расход топлива. При всех преимуществах КПД довольно низкий, если сравнивать с похожими системами другого типа. Механизм имеет высокую предрасположенность к заклиниванию, а износ внутренних элементов довольно интенсивный. Для смазки нужны специальные продукты, так как при работе узла выделяется много тепла. Если на одной оси установлены разные колеса, то детали изнашиваются еще более интенсивно.

Смотреть галерею

Torsen® Traction

Шевроле Камаро ИРС (5-го поколения)

Chrysler 300C, Dodge Charger/Challenger SRT8 (Getrag 226)

Дана 30, 3.73 и выше — Т-2

Дана 44, 3,73 и вниз — Т-2

Дана 44, 3.73 и вниз – Т-2Р

Дана 44, 3.92 и выше — Т-2

Дана 44, 3.92 и выше – Т-2Р

Форд 8.8, 28-шлицевой — Т-2Р

Форд 8.8, 31-сплайн – T2

Форд 8.8, 31-шлицевой, — Т-2Р

Форд Мустанг S550 (2015-2019) – 3.15:1 Ось

Ford Mustang S550 (2015-2019) — оси 3.31 и выше

Ford Ranger Front – Дана 35 SLA

Замена дифференциала Ford Ranger FX4

Ford 9-дюймовый, 31-шлицевой — T1

Форд 9.75”

GM 7.6, 28-шлицевая 2-я серия — Т-2

ГМ 8.6 (10 Болт) – Т-2Р

Джип JK Дана 44, Т-2Р

Комплект упорных блоков — GM 7.6 (F-автомобиль) # 1

Комплект упорного блока — GM 7.6 (F-Car) №2

Упорный блок – GM 8.6 (ССР)

Комплект упорного блока — Ford 8.8 #1

Комплект упорного блока — Ford 8.8 №2

Комплект упорного блока — Ford 8.8 #3

Torsen® Traction

В дифференциалах Torsen® используется передовая косозубая передача , изготовленная на самом современном зуборезном оборудовании.Запатентованные зубчатые передачи Invex™, Equvex™ и Equvex II дают Torsen® возможность передавать крутящий момент по мере необходимости на те шины, которые могут лучше всего его использовать, улучшая сцепление с дорогой, устойчивость и динамику автомобиля.

Дифференциалы

Torsen® смещают крутящий момент, то есть распределяют крутящий момент между шинами, направляя больший крутящий момент туда, где он лучше всего используется, не требуя при этом потери сцепления с дорогой. Они работают, управляя трением, возникающим в результате приложения крутящего момента к косозубому зацеплению. При приложении крутящего момента к шестерням они упираются в корпус дифференциала.Это создает трение, пропорциональное приложенной нагрузке. Это трение дает ему возможность предотвратить пробуксовку колеса и смещение крутящего момента.

Настраивая и управляя этим уровнем трения во всем диапазоне рабочих характеристик, дифференциал может поддерживать дисбаланс сцепления, позволяя шине с лучшим сцеплением получать больший крутящий момент, предотвращая при этом нежелательное проскальзывание колеса. Способность дифференциала смещать больший крутящий момент на шину с лучшим сцеплением характеризуется как коэффициент смещения крутящего момента, или сокращенно «TBR».По сути, это представляет собой соотношение высокой тяги к низкой тяге, которую дифференциал может допустить, оставаясь заблокированным. Чем выше значение TBR, тем агрессивнее тяговое усилие.

Само трение обеспечивается нашей уникальной косозубой передачей. Когда входной крутящий момент прикладывается к косозубому зубчатому колесу, он создает ряд осевых сил, которые вдавливают это зубчатое колесо в корпус дифференциала. Когда эти силы прижимаются к стенке корпуса, этот контакт создает трение.По мере увеличения крутящего момента увеличиваются силы, и поэтому трение увеличивается пропорционально величине приложенного крутящего момента. Это дает Torsen® возможность поддерживать большой дисбаланс тяги в условиях сильного дросселя, например, при выходе из поворота. Тем не менее, он по-прежнему может свободно и плавно переключаться при низких уровнях крутящего момента, поэтому автомобиль послушен, им легко управлять и маневрировать.

В сочетании с системами контроля тяги на основе тормозов и другими электронными системами управления шасси Torsen® становится еще более эффективным, дополняя эти системы за счет уменьшения объема необходимого вмешательства и повышения реакции системы.Это работает в сухих, влажных, снежных, грязных, обледенелых и даже песчаных условиях, обеспечивая вашему автомобилю наилучшее сочетание тяговых характеристик.

В дифференциалах Torsen® используется усовершенствованная косозубая передача, произведенная на самом современном зуборезном оборудовании. Запатентованные зубчатые передачи Invex™, Equvex™ и Equvex II дают Torsen® возможность передавать крутящий момент по мере необходимости на те шины, которые могут лучше всего его использовать, улучшая сцепление с дорогой, устойчивость и динамику автомобиля.Дифференциалы Torsen® смещают крутящий момент, то есть они распределяют крутящий момент между шинами, направляя больший крутящий момент туда, где он лучше всего используется, не требуя при этом потери сцепления с дорогой. Они работают, управляя трением, возникающим при приложении крутящего момента к косозубому зацеплению. Это трение дает ему возможность предотвратить пробуксовку колеса и смещение крутящего момента. Настраивая и управляя этим уровнем трения во всем диапазоне рабочих характеристик, дифференциал способен поддерживать дисбаланс сцепления, позволяя шине с лучшим сцеплением получать больший крутящий момент, предотвращая нежелательное проскальзывание колеса.Способность дифференциала смещать больший крутящий момент на шину с лучшим сцеплением характеризуется как коэффициент смещения крутящего момента или сокращенно «TBR». По сути, это представляет собой соотношение высокой тяги к низкой тяге, которую дифференциал может допустить, оставаясь заблокированным. Чем выше значение TBR, тем агрессивнее тяговое усилие. Само трение обеспечивается нашей уникальной косозубой передачей. Когда входной крутящий момент прикладывается к косозубому зубчатому колесу, он создает ряд осевых сил, которые вдавливают это зубчатое колесо в корпус дифференциала.Когда эти силы прижимаются к стенке корпуса, этот контакт создает трение. По мере увеличения крутящего момента увеличиваются силы, и поэтому трение увеличивается пропорционально величине приложенного крутящего момента. Это дает Torsen® возможность поддерживать большой дисбаланс тяги в условиях сильного дросселя, например, при выходе из поворота. Тем не менее, он по-прежнему может свободно и плавно переключаться при низких уровнях крутящего момента, поэтому автомобиль послушен, им легко управлять и маневрировать. системы за счет уменьшения объема необходимого вмешательства и повышения реакции системы.Это работает в сухих, влажных, снежных, грязных, обледенелых и даже песчаных условиях, обеспечивая вашему автомобилю наилучшее сочетание тяговых характеристик.

JTEKT CORPORATION|Torsen LSD (дифференциал повышенного трения)

Torsen LSD (дифференциал повышенного трения)

Тип А Торсен

Контур

  • Коэффициент распределения крутящего момента, используемый для заднего дифференциала и т. д. спортивных автомобилей с задним приводом, у этой модели высок.
  • Улучшены предельные характеристики высокоскоростного прохождения поворотов и движения по пересеченной местности, что обеспечивает хорошую управляемость в больших объемах.

Скачать каталог

Тип B Торсен

Контур

  • Возможно мгновенное распределение крутящего момента, подходящее для местности, недоступное с открытыми дифференциалами.
  • В то время как преимущество оригинальной реакции Torsen сохраняется, эта многоцелевая модель поддерживает различные приложения с широкими возможностями адаптации, начиная от переднего дифференциала и заканчивая задним дифференциалом.

Скачать каталог

Тип C Торсен

Контур

  • Принятие планетарной передачи направлено на уменьшение размера и веса, а благодаря неравномерному распределению крутящего момента между передней и задней частью автомобиля обеспечивается высокая устойчивость при движении с межосевым дифференциалом, предназначенным для полноприводных автомобилей.

Скачать каталог

Компактный тип C Torsen

Контур

  • Принятие планетарной передачи направлено на уменьшение размера и веса, а благодаря неравномерному распределению крутящего момента между передней и задней частью автомобиля обеспечивается высокая устойчивость при движении с межосевым дифференциалом, предназначенным для полноприводных автомобилей.

Скачать каталог

Двойной дифференциал Torsen

Контур

  • Межосевой дифференциал Type-C и передний дифференциал конического типа интегрированы для уменьшения габаритов и веса с помощью уникального беспрецедентного дифференциала.

Скачать каталог

Лучшие виды дифференциала и то, что больше всего подходит для вас

В чем разница между открытыми, заблокированными, сварными дифференциалами, Torsen, сцеплением LSD, электронными дифференциалами и дифференциалами с вектором крутящего момента? Есть много вариантов на выбор, так что лучше всего подходит для вашего приложения?

Как для конструкторов автомобилей, так и для тюнеров существует множество вариантов выбора дифференциала для автомобиля.Давайте рассмотрим преимущества и недостатки некоторых наиболее распространенных вариантов:

  1. Открытый дифференциал
  2. Заблокированный дифференциал
  3. Вязкостной дифференциал повышенного трения
  4. LSD с механическим сцеплением (включая eLSD)
  5. Торсен и винтовой дифференциал
  6. Дифференциал векторизации крутящего момента

1.Открытый дифференциал

Открытые дифференциалы являются самой простой формой дифференциала. Цель состоит в том, чтобы обеспечить разные скорости между двумя колесами, в то время как распределение крутящего момента поддерживается постоянным на уровне 50/50. Распространенное заблуждение относительно открытых дифференциалов состоит в том, что когда одно колесо поднимается, на него передается 100% крутящего момента. Это не так, однако количество крутящего момента, передаваемого на колесо с тягой, очень мало, потому что количество крутящего момента, необходимого для вращения колеса, также невелико.Помните, что оба колеса всегда получают одинаковый крутящий момент, но если одно из них не имеет сопротивления (например, если оно находится в воздухе), в результате величина крутящего момента, передаваемая на ведущую ось, очень мала.

Открытый и заблокированный дифференциал — передача крутящего момента — объяснение

Преимущества:

  • Допускает совершенно разную скорость вращения колес на одной оси, что означает отсутствие проскальзывания колес при прохождении поворотов, так как внешнее колесо будет перемещаться дальше.
  • С точки зрения эффективности, меньше энергии будет потеряно из-за дифференциала по сравнению с альтернативными вариантами.
  • Стоимость.

Недостатки:

  • Когда одно колесо имеет плохое сцепление с дорогой, это резко ограничивает мощность, которую может подавить автомобиль. Поскольку распределение крутящего момента всегда 50/50, если одно колесо не может передать большую мощность, другое получит такой же низкий крутящий момент.

2.Блокируемый дифференциал (включая блокировку и сварные дифференциалы)

Заблокированные дифференциалы находятся на противоположной стороне спектра по сравнению с открытыми дифференциалами. Цель состоит в том, чтобы скорость вращения колес между двумя колесами оставалась постоянной, и основное преимущество здесь заключается в том, что крутящий момент будет передаваться на колесо с тягой, до 100 процентов на одно колесо. Для бездорожья дифференциал обычно имеет функцию блокировки, поэтому он открывается при движении по асфальту.

Преимущества:

  • Позволяет передавать крутящий момент на колесо с наибольшим сцеплением. Для всех стилей дифференциала это позволит максимальному крутящему моменту достичь земли на любом состоянии поверхности.
  • Для использования на бездорожье, где износ шин не является проблемой, это самое лучшее, что может быть. Надежный, простой и очень эффективный.
  • В ситуациях, когда желательно поддерживать постоянную скорость вращения колес на оси (например, дрифтинг), это простое решение (точно так же работает сварной дифференциал).

Недостатки:

  • Заблокированный дифференциал не допускает разницы в скорости вращения правого и левого колес. Это означает дополнительный износ шин, а также заедание трансмиссии в результате.

3. Вязкостной самоблокирующийся дифференциал (VLSD)

VLSD довольно просты в эксплуатации, однако имеют некоторые недостатки по сравнению с другими формами LSD.

Преимущества:

  • Позволяет использовать разные скорости колес на оси, тем самым уменьшая износ шин по сравнению с заблокированным дифференциалом (то же самое относится ко всем формам LSD, но этот стиль особенно хорош для него).
  • Позволяет передавать крутящий момент на колесо с большим сцеплением.
  • Очень плавная работа, как правило, не будет неуклюжести на низкой скорости, характерной для других типов LSD, перемещающихся в узком радиусе (например.автостоянки).

Недостатки:

  • Невозможно полностью заблокировать, системе требуется разность скоростей между двумя сторонами для передачи крутящего момента.
  • По мере того, как жидкость внутреннего редуктора нагревается (в случаях, когда она используется слишком часто), действие LSD будет уменьшаться.

4.LSD с механическим сцеплением (включая eLSD)

LSD с муфтой выпускаются в широком ассортименте. односторонние, 1,5-полосные, двусторонние и даже электронные. В принципе, все они работают очень похоже, с пакетом сцепления, который пытается заблокировать дифференциал, позволяя передавать крутящий момент на колесо с наибольшим сцеплением.

Преимущества:

  • Применяет блокировку при нажатии дроссельной заслонки. В отличие от VSLD, это означает, что разделение крутящего момента может произойти до того, как одно колесо достигнет другой скорости (аналогично заблокированному дифференциалу).
  • Для LSD с односторонним движением дифференциал действует как открытый дифференциал, когда не нажат газ, что позволяет легко изменять скорость вращения колес при прохождении поворотов.
  • Для двусторонних LSD дифференциал применяет блокирующее усилие при замедлении, что в некоторых случаях может способствовать стабильности торможения.
  • Хорошо работает, даже если одно колесо оторвано от земли или имеет ограниченное сцепление с дорогой.
  • Электронные LSD
  • позволяют бортовым компьютерам управлять включением сцепления, оптимизируя блокировку в зависимости от условий движения.

Недостатки:

  • Часто требуется регулярная замена масла, а сцепление может изнашиваться, что в конечном итоге требует замены.
  • Электронные LSD увеличат стоимость и сложность.

5. Торсен и винтовые дифференциалы

Torsen и косозубые дифференциалы работают довольно схожим образом, используя умную передачу, чтобы применить блокирующее усилие для передачи крутящего момента на колесо с большим сцеплением.Они отлично подходят для уличного использования и даже для легкого трека, хотя у них есть недостаток.

Преимущества:

  • Эти дифференциалы начинают передавать больший крутящий момент на более медленно вращающееся колесо в тот момент, когда между ними возникает разница скоростей. По сути, он реагирует гораздо быстрее, чем VLSD.
  • Это чисто механические системы, не требующие регулярного обслуживания, поскольку действие дифференциала зависит от трения в шестернях.

Недостатки:

  • Когда одно колесо находится в воздухе, дифференциал Torsen действует очень похоже на открытый дифференциал, и на ведущую ось передается очень небольшой крутящий момент. Для уличного использования это вполне приемлемо, но может быть проблемой для более специализированных автомобилей на трассе.

6.Дифференциал распределения крутящего момента (TVD)

Без сомнения, самый сложный из дифференциалов, этот вариант предоставляет разработчикам максимальный контроль, что означает уникальное программирование для реагирования на любую ситуацию, а также способность вызывать рыскание.

Преимущества:

  • Позволяет передавать больший крутящий момент на внешнее колесо при прохождении поворотов.Как правило, LSD передают крутящий момент на колесо, которое вращается с меньшей скоростью. Это связано с тем, что большая скорость колеса воспринимается как проскальзывание, поэтому LSD блокируется, чтобы передать больший крутящий момент на более медленное колесо и предотвратить проскальзывание колеса. При ускорении на выходе из поворота TVD передает больший крутящий момент на внешнее колесо, помогая вызвать рыскание и вращение автомобиля.
  • Обеспечивает полный контроль разработчика, система может выбирать, в каких ситуациях автомобиль будет передавать больший крутящий момент на любое колесо, а не реагировать.
  • Может передавать до 100 % имеющегося крутящего момента на одно колесо.

Недостатки:

Какой дифференциал выбрать?

Street
Если вы ищете дифференциал, который поможет снизить мощность и предотвратить возгорание одной из шин, дифференциал Torsen или косой дифференциал — отличный вариант для уличного использования.Их можно найти в Subaru STI, Toyota GT86, Ford Mustang GT (с пакетом производительности) и Mitsubishi Evolution, и это лишь некоторые из них.

Гусеница
Для использования на гусенице лучше использовать что-то более агрессивное, например, одностороннюю или 1,5-ходовую муфту LSD.

Дрифт/Ралли
Для дрифта или ралли иногда лучшим вариантом может быть двусторонний LSD, так как в этих сценариях желательно, чтобы скорости вращения колес оставались относительно одинаковыми.

Торсен | полноприводные автомобили, полноприводные автомобили, полноприводные грузовики, 4motion, quattro, xDrive, SH-AWD, Haldex, Torsen, вики

Torsen с автоматической блокировкой дифференциала (Правка)

Дифференциал Torsen представляет собой механический самоблокирующийся межосевой дифференциал, который регулирует мощность между передней и задней осями в зависимости от потребности.Слово «Torsen» состоит из слов «крутящий момент» и «восприятие», что указывает на то, что дифференциал работает на основе измерения крутящего момента. Он реагирует на различные вращательные усилия между входным и выходным валами (передняя и задняя оси). Это позволяет изменять распределение крутящего момента между осями. В дифференциале Torsen две выходные шестерни соединены между собой червячными передачами. Они ограничивают высокие дифференциальные скорости вращения, но все же уравновешивают скорости при прохождении поворотов.

Основным недостатком дифференциала Torsen является то, что при отсутствии крутящего момента на одной из осей дифференциал не блокируется.Дифференциал Torsen не способен передать 100% крутящего момента на одну из осей. В реальной жизни это означает, что когда одна ось полностью теряет сцепление с дорогой (очень слабое сцепление на льду или если колеса подняты в воздух), автомобиль не может двигаться.

См. Ауди.

См. тест роликов Audi Q5 quattro и BMW X3 xDrive

Считаете ли вы эту информацию об автоматически блокируемом дифференциале Torsen неполной? Пожалуйста, пришлите нам то, что вы знаете, или оставьте комментарий ниже.

Оригинальный Torsen T-1 (тип A) использует винтовые шестерни со скрещенными осями для увеличения внутреннего трения. Тип I может быть разработан для более высоких коэффициентов смещения крутящего момента, чем тип II, но, как правило, имеет более высокий люфт и потенциальные проблемы с шумом, вибрацией и жесткостью (NVH), и требует точной настройки / установки.

Рисунок: Т-1 (Тип А)

Считаете ли вы эту информацию о Т-1 неполной? Пожалуйста, пришлите нам то, что вы знаете, или оставьте комментарий ниже.

В более позднем Torsen T-2 (тип B) используется параллельная передача для достижения аналогичного эффекта.Существует также специальное приложение T-2, известное как T-2R (RaceMaster).

Рисунок: Т-2 (Тип Б)

Считаете ли вы эту информацию о Т-2 неполной? Пожалуйста, пришлите нам то, что вы знаете, или оставьте комментарий ниже.

Последний Torsen T-3 (тип C) представляет собой дифференциал планетарного типа, в котором номинальное распределение крутящего момента не составляет 50:50. Type C доступен в одинарной или двойной версии; дифференциал Torsen twin C имеет передний и центральный дифференциалы в одном блоке.

Рисунок: Т-3 (Тип С)

(Источник: Википедия)

Рисунок: Торсен тип I с автоматической блокировкой дифференциала

Рис. Torsen тип II с автоматической блокировкой дифференциала

Рисунок: Межосевой дифференциал Audi Torsen тип 1 (1)

Рисунок: Межосевой дифференциал Audi Torsen тип 1

Рисунок: Межосевой дифференциал Audi Torsen тип 1 в разобранном виде

Рисунок: Torsen тип II (слева) и Torsen тип I

Рисунок: Планетарный дифференциал Torsen тип III

Рисунок: Планетарный дифференциал Torsen тип III на Audi quattro

Рисунок: Как работает дифференциал Torsen.Принцип работы.

Вы видели в сети более подробное описание Т-3? Пожалуйста, пришлите нам ссылку или опубликуйте ее в комментарии ниже!

Это вики, поэтому не стесняйтесь исправлять любые фактические или грамматические ошибки. Перед публикацией протестируйте здесь.

Для справки и просмотра изображений требуется Javascript.

1

Дифференциал Torsen

, как он работает?

19 ноября 2014 г.

Torsen является торговой маркой корпорации JTEKT.Дифференциал Torsen имеет множество запатентованных компонентов и представляет собой самый уникальный и изобретательный метод обеспечения дифференциального действия при преодолении проблемы разницы тягового усилия. Эта статья дает логическое введение в работу дифференциала Torsen.

Внутренние компоненты

Внутренние компоненты Torsen сильно отличаются от компонентов обычного дифференциала. Покомпонентный вид Торсена представлен на рис.1.

Рис. 1. Дифференциал Torsen

в разобранном виде В основе системы лежит зубчатая пара специальной формы.Давайте посмотрим на форму поперечного сечения этих шестерен в точке сопряжения. Как видно, одна шестерня — прямозубая, а другая — червячная.

Рис.2 В основе Toresn

лежит зацепление червячная передача-червячное колесо Форма поперечного сечения рисунка показана во второй части

Торсен работает по простому принципу червячная передача-червячное колесо; то есть вращающаяся червячная передача может вращать колесо, но вращающееся колесо не может вращать червячную передачу.

Рис. 3. Принцип червячной передачи лежит в основе операции Torsen

. На протяжении всего обсуждения просто помните об этом принципе.

Пара таких червячных колес в комплекте с картером, поэтому мощность двигателя, принимаемая картером, передается червячным колесам. На каждом конце колеса установлена ​​цилиндрическая шестерня. В результате упрощенный дифференциал Торсена будет выглядеть так, как показано на рис.4.

Рис. 4 Полный дифференциал Torsen

Теперь мы рассмотрим различные сценарии вождения и поймем, как Torsen удается хорошо управлять автомобилем.

Автомобиль движется прямо

Когда автомобиль движется прямо, червячные колеса толкают и поворачивают червячные шестерни.Таким образом, оба ведущих колеса будут вращаться с одинаковой скоростью. Обратите внимание, что в этом состоянии червячные колеса не вращаются вокруг своей оси. В этом состоянии весь механизм движется как единое целое.

Рис. 5 Когда автомобиль движется прямо, червячные колеса просто толкают и вращают червячные шестерни с одинаковой скоростью.

Автомобиль поворачивает направо

Когда автомобиль поворачивает направо, левое колесо должно вращаться с большей скоростью, чем правое. Этот факт очевиден из рис.6.

Рис. 6 При правом повороте левое колесо должно пройти большее расстояние

Этот дифференциал скорости отлично поддерживается в Torsen. Обратите внимание, что червячное колесо подвергается относительному движению, а не абсолютному движению. Червячное колесо установлено между корпусом и червячной передачей, поэтому относительное движение между корпусом и червячной передачей заставляет червячную передачу вращаться. Червячная передача более быстрой левой оси заставит соответствующее червячное колесо вращаться вокруг своей оси. С другой стороны, относительно корпуса медленная правая ось вращается в противоположном направлении; таким образом, правое червячное колесо будет вращаться в противоположном направлении.Зацепление цилиндрических шестерен на концах червячного колеса гарантирует, что червячные колеса вращаются с одинаковой скоростью. Таким образом, это гарантирует идеальное дифференциальное действие. Идеальное дифференциальное действие подразумевает равное количество потери и увеличения скорости для правого и левого колес. С идеальным дифференциалом автомобиль сможет плавно пройти поворот.

Рис. 7 Правое червячное колесо будет вращаться против правого червячного колеса

это происходит из-за противоположного относительного движения левого червячного колеса

Преодоление проблемы разности тяг

Теперь попробуем понять, как Torsen преодолевает проблему разности сцепления ведущих колес.Как вы, возможно, знаете, когда ваш автомобиль попадает в ситуацию, показанную на рисунке, скользкое колесо начинает очень быстро вращаться и потребляет большую часть мощности двигателя. В результате автомобиль застрянет.

Рис. 8 Типичная проблема разности тяги, с которой сталкивается автомобиль

Но, если в этом случае используется дифференциал Torsen, как только скользкое колесо начинает чрезмерно пробуксовывать, изменение скорости будет передаваться соответствующему червячному колесу. Правое червячное колесо передает изменение скорости левому червячному колесу, так как они связаны через прямозубые шестерни.А вот и сложная часть! Левое боковое червячное колесо не сможет вращать соответствующую червячную передачу, потому что, как мы уже говорили, червячное колесо не может вращать червячную передачу! В результате весь механизм блокируется, а левое и правое колеса вращаются вместе.

Рис. 9 Чрезмерная скорость проскальзывания колеса делает систему заблокированной из-за «основного принципа червячной передачи-червячного колеса

». проблема с разницей в тяге.Для несущей нагрузки добавляются еще 2 пары червячных колес.

Плюсы и минусы Torsen

Если вы знакомы с другими распространенными технологиями, используемыми для решения проблемы разности сцепления с дорогой, вы могли заметить большое преимущество Torsen. В то время как другие технологии позволяют ведущему колесу проскальзывать в течение ограниченного периода времени, прежде чем оно будет заблокировано, в Torsen действие блокировки происходит мгновенно. Это означает, что как только транспортное средство сталкивается с дорожкой разницы тягового усилия, колеса блокируются.Они также компактны по сравнению со своими аналогами.

Ниже приведены некоторые недостатки типа Toresn (T1), описанные здесь.

  • Шумный
  • дорого
  • Более сложная сборка

ОБ АВТОРЕ

Сабин Мэтью, аспирант ИИТ Дели в области машиностроения. Основатель Lesics Engineers Pvt Ltd и YouTube-канала LESICS. Он предоставляет качественное инженерное образование на своем канале YouTube.А «LESICS» охватывает огромное количество инженерных тем. Сабин очень увлечен пониманием физики сложных технологий и объяснением их простыми словами. Чтобы узнать больше об авторе, перейдите по этой ссылке


A Технология контроля трения для дифференциала TORSEN – Car Engineer

Изобретение JTEKT, касающееся «Технологии управления трением для дифференциала повышенного трения с датчиком крутящего момента», было удостоено награды «Награда за изобретение» на церемонии вручения Национальной награды за изобретение в 2014 году, самой большой награды за изобретение в Японии, организованной Японским институтом изобретений и инноваций.Компания получила награду впервые за пять лет. Церемония награждения прошла в присутствии Его Высочества принца Хитачи и Его Высочества принцессы Хитачи в Токио, и на ней присутствовали четыре изобретателя из JTEKT .

Это изобретение обеспечивает инновационную технологию, относящуюся к подавлению самовозбуждающейся вибрации, необходимой для применения зубчатого дифференциала повышенного трения, чувствительного к крутящему моменту (далее именуемого TORSEN®), в гибридных полноприводных транспортных средствах, которые требуют высокой бесшумности и безопасности. TORSEN представляет собой механизм распределения движущей силы, чувствительный к крутящему моменту, который мгновенно оптимизирует распределение крутящего момента между передними и задними колесами, а также между правым и левым колесами в автомобиле в зависимости от условий движения за счет использования уникальной конструкции редуктора.

Недавно разработанный ТОРСЕН может ограничивать проскальзывание передних и задних колес и полностью передавать мощность двигателя и мотора на дорожное покрытие даже в условиях скользкого дорожного покрытия из-за дождя и снега. Для достижения рабочих характеристик при сохранении бесшумности большую роль играет технология управления трением в соответствии с настоящим изобретением.

В зависимости от условий движения автомобиля, TORSEN должен дифференциально вращать шестерни, создавая внутреннее трение. В этом случае трение должно создаваться плавно при подавлении самовозбуждающейся вибрации на скользящей части . Чтобы достичь этого, JTEKT выяснил взаимосвязь между профилем шероховатости поверхности зубчатого колеса и бесшумностью на основе теоретического расчета характеристик трения при смешанной смазке (смесь граничной смазки и гидродинамической смазки) и обнаружил особый эффект (изобретение) путем разработки поверхность с новым индексом шероховатости , введенным на основании этого заключения.

Кроме того, когда шероховатость сформирована для обеспечения виброустойчивости, локальное поверхностное давление скользящей части повышается, а сопротивление заеданию и износостойкость снижаются.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.