차량 차동. 기능의 다양성과 특징
무료(차단하지 않음);
수동 잠금 장치 포함;
자동 잠금으로.
차동 장치는 하나의 소스에서 두 소비자에게 토크를 전달하는 메커니즘입니다. 주요 기능은 전력을 재분배하고 소비자의 다양한 회전 각속도를 제공하는 기능입니다. 도로 차량과 관련하여 이는 바퀴가 차동 장치를 통해 다른 동력을 받고 다른 속도로 회전할 수 있음을 의미합니다.
디퍼렌셜은 자동차 변속기의 중요한 요소입니다. 이유를 알아 봅시다.
차등없이 할 수없는 이유
엄밀히 말하면 미분없이 할 수 있습니다. 그러나 자동차가 아무데도 돌지 않고 완벽한 트랙을 따라 움직이고 타이어가 동일하고 고르게 팽창되는 경우에만 가능합니다. 즉, 모든 바퀴가 같은 거리를 이동하고 같은 속도로 회전하는 한.
그러나 차가 회전에 진입하면 바퀴가 다른 거리를 이동해야 합니다. 당연히 외부 곡선이 내부 곡선보다 길기 때문에 내부 곡선의 바퀴보다 휠이 더 빨리 회전해야 합니다. 차축이 움직이지 않고 바퀴가 서로 의존하지 않으면 문제가 없습니다.
또 다른 것은 주요 다리입니다. 일반 제어의 경우 회전이 양쪽 바퀴에 전달됩니다. 견고한 연결을 사용하면 동일한 각속도를 가지며 회전 시 동일한 거리를 이동하는 경향이 있습니다. 선회가 어려우며 미끄러짐, 타이어 마모 증가 및 . 엔진 출력의 일부가 미끄러져 연료가 낭비될 수 있습니다. 분명하지는 않지만 비슷한 상황이 다른 상황에서 발생합니다. 거친 도로, 고르지 않은 휠 하중, 고르지 않은 타이어 압력, 다양한 타이어 마모 정도를 운전할 때입니다.
이것은 구조에 오는 곳입니다. 두 차축에 회전을 전달하지만 바퀴의 회전 각속도 비율은 임의적일 수 있으며 운전자의 개입 없이 특정 상황에 따라 빠르게 변경될 수 있습니다.
차동 장치의 유형
미분은 대칭 및 비대칭입니다. 대칭 장치는 양쪽 종동축에 동일한 토크를 전달하지만, 비대칭 장치를 사용할 때는 전달되는 토크가 다릅니다.
기능적으로 차동 장치는 휠 간 및 차축 간 차동 장치로 사용할 수 있습니다. Interwheel은 한 축의 바퀴에 토크를 전달합니다. 전륜 구동 차량의 경우 기어박스, 후륜 구동 차량의 경우 리어 액슬 하우징에 있습니다.
전륜구동 자동차에서 메커니즘은 양쪽 차축의 크랭크케이스에 있습니다. XNUMX륜 구동이 영구적인 경우 센터 디퍼렌셜도 트랜스퍼 케이스에 장착됩니다. 기어 박스에서 두 드라이브 액슬로 회전을 전달합니다.
액슬 디퍼렌셜은 항상 대칭이지만 액슬 디퍼렌셜은 일반적으로 비대칭이며 프론트 액슬과 리어 액슬 사이의 일반적인 토크 비율은 다를 수 있지만 40/60입니다.
차단 가능성과 방법에 따라 차등의 또 다른 분류가 결정됩니다.
차단은 완전하거나 부분적일 수 있습니다.
차동 작동 방식 및 차단 이유
실제로 차동 장치는 유성 유형 메커니즘입니다. 가장 단순한 대칭 크로스 액슬 디퍼렌셜에는 1개의 베벨 기어가 있습니다. 4개의 반축(XNUMX)과 XNUMX개의 새틀라이트(XNUMX)입니다. 회로는 하나의 위성과 함께 작동하지만 장치를 더 강력하게 만들기 위해 두 번째 위성이 추가됩니다. 트럭과 SUV에는 두 쌍의 위성이 설치됩니다.
컵(본체)(5)은 위성을 운반하는 역할을 합니다. 큰 종동 기어(2)가 단단히 고정되어 있습니다. 최종 구동 기어(3)를 통해 기어박스에서 토크를 받습니다.
직선 도로에서는 바퀴와 바퀴가 동일한 각속도로 회전합니다. 위성은 바퀴 축을 중심으로 회전하지만 자체 축을 중심으로 회전하지는 않습니다. 따라서 사이드 기어를 회전시켜 동일한 각속도를 제공합니다.
코너에서 안쪽(더 작은) 호에 있는 휠은 회전 저항이 더 크기 때문에 속도가 느려집니다. 해당 사이드 기어도 더 천천히 회전하기 시작하므로 새틀라이트가 회전하게 됩니다. 자체 축을 중심으로 회전하면 외부 휠의 축 축에서 기어 회전이 증가합니다.
타이어의 접지력이 부족한 경우에도 비슷한 상황이 발생할 수 있습니다. 예를 들어 바퀴가 얼음에 부딪혀 미끄러지기 시작합니다. 일반 프리 디퍼렌셜은 저항이 적은 곳으로 회전을 전달합니다. 결과적으로 미끄러지는 바퀴는 더 빨리 회전하고 반대쪽 바퀴는 거의 멈춥니다. 결과적으로 자동차는 계속 움직일 수 없습니다. 또한 센터 디퍼렌셜은 저항이 적은 곳, 즉 슬리퍼 휠이 있는 차축으로 모든 동력을 전달하기 때문에 XNUMX륜 구동의 경우 그림이 근본적으로 변경되지 않습니다. 그 결과 사륜구동 자동차도 한쪽 바퀴만 미끄러지면 고착될 수 있다.
이 현상은 모든 자동차의 개통성을 심각하게 손상시키며 오프로드 차량에는 완전히 용납되지 않습니다. 차등을 차단하여 상황을 해결할 수 있습니다.
잠금 유형
전체 강제 차단
자체 축을 중심으로 회전하는 기능을 박탈하기 위해 위성을 재밍하여 완전한 수동 차단을 달성할 수 있습니다. 또 다른 방법은 차동 컵을 액슬 샤프트와 단단히 결합하는 것입니다. 두 바퀴 모두 동일한 각속도로 회전합니다.
이 모드를 활성화하려면 대시보드에서 버튼을 누르기만 하면 됩니다. 구동 장치는 기계식, 유압식, 공압식 또는 전기식일 수 있습니다. 이 방식은 차륜간 및 중앙 차동장치 모두에 적합합니다. 차량이 정지해 있을 때 켤 수 있으며 거친 지형을 주행할 때는 저속으로만 사용해야 합니다. 일반 도로를 떠난 후에는 잠금 장치를 해제해야 합니다. 그렇지 않으면 핸들링이 눈에 띄게 악화됩니다. 이 모드를 남용하면 차축 또는 관련 부품이 손상될 수 있습니다.
더 큰 관심은 자동 잠금 차동 장치입니다. 운전자 개입이 필요하지 않으며 필요할 때 자동으로 작동합니다. 이러한 장치의 차단이 불완전하기 때문에 차축 손상 가능성이 낮습니다.
디스크(마찰) 잠금
자동 잠금 차동 장치의 가장 간단한 버전입니다. 메커니즘은 마찰 디스크 세트로 보완됩니다. 그들은 서로 단단히 맞고 하나를 통해 차축 샤프트 중 하나와 컵에 단단히 고정됩니다.
바퀴의 회전 속도가 달라질 때까지 전체 구조가 전체적으로 회전합니다. 그런 다음 디스크 사이에 마찰이 나타나 속도 차이의 증가를 제한합니다.
점성 결합
점성 커플링(viscous coupling)은 작동 원리가 비슷합니다. 여기에서만 천공이 적용된 디스크가 밀봉된 상자에 배치되며 모든 여유 공간은 실리콘 액체로 채워집니다. 그 특징은 혼합 중 점도의 변화입니다. 디스크가 다른 속도로 회전함에 따라 액체가 휘젓고 교반이 강할수록 액체의 점성이 높아져 거의 고체 상태에 도달합니다. 회전 속도가 낮아지면 유체의 점도가 급격히 떨어지고 차동 잠금이 해제됩니다.
점성 커플 링은 크기가 다소 크기 때문에 센터 디퍼렌셜에 추가로 더 자주 사용되며 때로는 그 대신에 의사 디퍼렌셜로 작동합니다.
점성 커플 링에는 사용을 크게 제한하는 여러 가지 단점이 있습니다. 이들은 관성, 상당한 발열 및 ABS와의 낮은 호환성입니다.
토르센
이름은 Torque Sensing, 즉 "Perceiving Torque"에서 유래되었습니다. 가장 효과적인 자동 잠금 차동 장치 중 하나로 간주됩니다. 메커니즘은 웜 기어를 사용합니다. 이 설계에는 미끄러짐이 발생할 때 추가로 토크를 전달하는 마찰 요소도 있습니다.
이 메커니즘에는 세 가지 유형이 있습니다. 일반 도로 트랙션에서 T-1 및 T-2 품종은 대칭형 차동 장치로 작동합니다.
바퀴 중 하나가 견인력을 잃으면 T-1은 2,5 대 1 대 6 대 1 이상의 비율로 토크를 재분배할 수 있습니다. 즉, 접지력이 가장 좋은 휠이 미끄러지는 휠보다 지정된 비율로 더 많은 토크를 받게 됩니다. T-2 품종에서이 수치는 1,2에서 1에서 3에서 1로 낮지 만 백래시, 진동 및 소음이 적습니다.
Torsen T-3는 원래 차단율이 20~30%인 비대칭 차동 장치로 개발되었습니다.
퀘이프
Quife 차동 장치는 이 장치를 개발한 영국 엔지니어의 이름을 따서 명명되었습니다. 설계 상 Thorsen과 같은 웜 유형에 속합니다. 위성의 수와 배치가 다릅니다. Quaife는 자동차 튜닝 애호가들 사이에서 꽤 인기가 있습니다.
