Někteří lidé říkají: "Diferenciál umožňuje, aby se levé a pravé kolo samo protočilo-není na tom nic složitého." I když to zní jednoduše, ve skutečnosti to postrádá zásadní bod.
Základní problém, který diferenciál řeší, není jednoduše nechat kola „točit, jak chtějí“; spíše umožňuje vozidlu přenášet výkon a zároveň umožňuje otáčení levého a pravého hnacího kola během zatáčky různými rychlostmi. Pochopení tohoto rozdílu je prvním krokem k pochopení toho, jak diferenciál funguje.
01. Bez diferenciálu se zatáčení stává velkým problémem
Představte si skutečný-scénář ze života: dva lidé jdoucí vedle--boku a odbočují. Osoba na vnější straně musí dělat delší a rychlejší kroky, zatímco osoba uvnitř menší kroky. Stejný princip platí pro auto zatáčící-vnější kola se pohybují po větším oblouku a vnitřní kola po menším oblouku, takže vyžadují různé rychlosti otáčení.
Analýza diferenciální struktury a principů _ Pacific Auto Network
To je přesně to, kde se raná vozidla s pevnými{0}}hnanými koly nápravy dostávala do problémů. S levým a pravým kolem spojeným dohromady tuhou hřídelí byly nuceny se otáčet stejnou rychlostí. To fungovalo dobře při jízdě rovně, ale v zatáčce,-kde se kola skutečně potřebovala otáčet různými rychlostmi-, což je nutilo zůstat synchronizované, což způsobilo, že bojovali proti sobě.
Můžete si to představit jako dva lidé běžící zatáčkou se svázanýma nohama: osoba na vnější straně chce jet rychleji, zatímco osoba uvnitř chce jít pomaleji, což má za následek nepříjemný, nekoordinovaný pohyb pro oba.
Primární funkcí diferenciálu je proto uspokojit základní potřebu levého a pravého hnacího kola, aby se během zatáček otáčela různými rychlostmi; stabilita při manipulaci je prostě jednou z praktických výhod, které z toho vyplývají. Pokud v budoucích rozhovorech o autech někdo popíše diferenciál pouze jako "výkonovou komponentu", můžete se zeptat: "Jak by bez něj zvládlo levé a pravé hnací kolo různé vzdálenosti, které potřebují při zatáčení?"
02. Diferenciály typu-převodového stupně: různé stavy pro zatáčení a jízdu v přímém směru-
Diferenciály typu ozubení-nacházející se v moderních autech mohou vypadat složitější, než byste čekali, ale základní koncept zůstává stejný: výkon musí být i nadále přenášen, ale kola na obou stranách musí být schopna upravit rychlost otáčení na základě různých vzdáleností, na které urazí.
Skládá se z komponentů, jako je skříň diferenciálu, planetová soukolí (nebo ozubená kola), hřídele planetových soukolí a boční ozubená kola (nebo nápravová kola). Při jízdě v přímém směru ujedou levé a pravé kolo zhruba stejnou vzdálenost. Vnitřní mechanismus diferenciálu funguje jako synchronizovaná jednotka: planetová kola se otáčejí spolu se skříní, ale neotáčejí se kolem své vlastní osy, takže obě kola se otáčejí stejnou rychlostí.
Situace se mění při otáčení. Vnější kolo se musí otáčet rychleji, zatímco vnitřní kolo se musí otáčet pomaleji. V tomto okamžiku se planetová soukolí začnou kromě otáčení i otáčet kolem své vlastní osy, čímž se účinně „přizpůsobí“ tomuto rozdílu otáček. Toto nastavení rychlosti se děje automaticky a nevyžaduje žádný zásah od řidiče.
Zapamatujte si tento vzorec: Rychlost levého kola + rychlost pravého kola=2 × diferenciální rychlost pouzdra. Při otáčení se množství, o které jedna strana zrychlí, přesně rovná množství, o které druhá strana zpomalí; celkový součet zůstává konstantní.
03. Otevřené diferenciály: Skvělé pro zatáčení, ale překážka při prokluzu
V tuto chvíli by mnoho lidí mohlo přirozeně dojít k závěru, že protože diferenciál umožňuje protáčení levého a pravého kola různými rychlostmi, musí být účinný za všech jízdních podmínek.
Přesně v tom spočívá problém. Zatímco otevřené diferenciály fungují hladce během standardních zatáček, mohou odhalit značné nedostatky na površích s nízkou -přilnavostí-, jako jsou mokré, zledovatělé nebo blátivé silnice.
Schéma kompletní struktury automobilového podvozku – Pacific Auto Encyclopedia
Základním principem otevřeného diferenciálu je, že výkon proudí směrem k té straně, která je nejsnáze ovladatelná. Jinými slovy, strana s nejmenším odporem získá nejvyšší rychlost otáčení.
To funguje dobře na normálních silnicích, ale situace se změní, pokud jedno kolo narazí na led nebo ztratí kontakt se zemí (visí ve vzduchu). Prokluzující kolo naráží na malý odpor, takže veškerá síla proudí na tuto stranu; kolo rotující ve vzduchu se rychle ohání, zatímco kolo se skutečnou trakcí nedostává žádnou sílu.
Je to jako stát jednou nohou na suché zemi a druhou na ledě: noha na ledě divoce mává, ale vaše tělo nedokáže vytvořit žádnou účinnou páku nebo hybnost vpřed.
Představa, že „mít diferenciál znamená, že se nemusíte bát prokluzu“, je proto nesprávná. Otevřené diferenciály vynikají ve zvládání rozdílů v rychlosti během zatáčky
s, ale obtížně zvládají ztrátu výkonu, ke které dochází, když jedno kolo ztratí trakci. 04. Limited-Slip Differential (LSD): Řešení prokluzu kol
Omezený-diferenciál skluzu-běžně známý jako LSD-je definován samotnými slovy „omezený skluz“.
Neodstraňuje rozdíl v rychlosti otáčení mezi levým a pravým kolem; místo toho, když je kolo náchylné k volnému protáčení, omezuje toto neproduktivní prokluzování, čímž zajišťuje lepší trakci vozidla.
Vezměte si jako příklad běžný spojkový{0}}balíček LSD: obsahuje sadu třecích lamel mezi bočními ozubenými koly a skříní diferenciálu. Při běžném průjezdu zatáčkou funguje stejně jako otevřený diferenciál a umožňuje rozdíl rychlostí mezi koly. Když však jedno kolo začne prokluzovat, spojkový mechanismus na straně s trakcí se zapne (stlačí), což umožní přenesení výkonu tam, spíše než jeho úplného plýtvání na protáčející se kolo.
Pamatujte si toto: standardní diferenciál zvládá zatáčení, zatímco diferenciál-s omezenou svorností zmírňuje prokluzování kol.
Až se příště podíváte na technický list vozidla, nepleťte si standardní „diferenciál“ s „omezeným{0}}diferenciálem prokluzu“-předpokládejte, že to první umožňuje levé a pravé noze vykročit v rytmu zatáčky, zatímco druhý funguje jako stabilizátor, který vám brání plýtvat veškerou energií plácáním se, když je povrch kluzký.
Dvě možnosti: Stručná analýza systému Buick Envision AWD
05. A co uzávěrka diferenciálu? Dělá to pravý opak
Existuje další koncept, který často způsobuje zmatky: uzávěrka diferenciálu.
Funkce uzávěrky diferenciálu je přesným opakem standardního diferenciálu: uzamyká mechanismus diferenciálu a zabraňuje jakémukoli rozdílu v rychlosti otáčení mezi koly.
Kdy se používá? Pro off-road obnovu. Pokud je kolo zcela nad zemí nebo se bezmocně protáčí, uzávěrka diferenciálu přinutí obě kola se otáčet stejnou rychlostí a směruje výkon na stranu, která má trakci.
Jednoduše shrnuto: standardní diferenciál umožňuje rozdíly v rychlosti (pro zatáčení), diferenciál s omezenou-svorností omezuje nadměrné rozdíly v rychlosti (pro manipulaci s prokluzem kol) a uzávěrka diferenciálu zcela eliminuje rozdíly v rychlosti (pro odblokování).
Pokud své vozidlo používáte pouze pro každodenní dojíždění po zpevněných cestách, pochopení toho, jak funguje diferenciál, je cenné hlavně proto, abyste se neznepokojili myšlenkou, že „rychlostní rozdíly naznačují poruchu“-ve skutečnosti je naprosto normální, že se levé a pravé kolo při zatáčení otáčí různými rychlostmi. Pokud se často setkáváte s kluzkou nebo blátivou vozovkou, je dobré si ujasnit rozdíl mezi otevřeným diferenciálem a systémem s omezeným-prokluzem. Až příště navštívíte autorizovaného prodejce, věnujte zvýšenou pozornost tomu, zda prodejce říká, že vozidlo má „diferenciál“ nebo „omezený{4}}diferenciál prokluzu“-to první vám řekne velmi málo, zatímco druhý vypovídá o skutečném výkonu vozidla na kluzkém povrchu.
