Jak dokładnie działa mechanizm różnicowy?

Rozumiem, że mechanizm różnicowy (lub „diff”) pozwala na przeniesienie prędkości obrotowej wału napędowego na oś przednią lub tylną w celu poruszania samochodem. O ile mi wiadomo, różnica jest częścią, która pozwala również każdemu z kół obracać się niezależnie od siebie, aby nie ciągnąć zewnętrznej opony za rogiem, co zwiększyłoby zużycie opony i zmniejszyło zużycie paliwa.

• Jak dokładnie działa mechanizm różnicowy?

• W jaki sposób mechanizm różnicowy umożliwia obracanie się każdego koła z różnymi prędkościami?

• W jaki sposób niektóre samochody są w stanie dynamicznie dostosowywać moc na każde koło (w bardziej zaawansowanych systemach)?

Co to jest różnica?

• Zadaniem mechanizmu różnicowego jest kompensowanie różnic. W szczególności różnice prędkości koła podczas skręcania. Na przykład wyobraź sobie róg. Twoje wewnętrzne koło ma krótszy dystans do pokonania niż koło zewnętrzne podczas pokonywania zakrętu. Oznacza to, że twoje koło zewnętrzne musi obracać się szybciej, aby dotrzymać kroku wewnętrznemu.
• Mechanizm różnicowy pozwala kołom obracać się z różnymi prędkościami, zapewniając jednocześnie moc. Bez mechanizmu różnicowego opony szorowałyby i skakały po chodniku podczas zakrętów.

Zasada działania:

• Znalazłem tutaj doskonałe źródło online
• Moment obrotowy jest dostarczany z silnika, poprzez przekładnię, do wału napędowego, który biegnie do końcowego zespołu napędowego zawierającego mechanizm różnicowy.

• Spiralne koło zębate stożkowe napędza napęd od końca wału napędowego i jest zamknięte w obudowie końcowego zespołu napędowego. To zazębia się z dużym spiralnym kołem koronowym, znanym jako koło koronowe.

• Koło koronowe i zębnik mogą zazębiać się w kierunku hipoidalnym, nie pokazano. Koło koronowe jest przymocowane do mechanizmu różnicowego lub klatki, która zawiera koła lub koła zębate „słońce” i „planeta”, które są zbiorem czterech przeciwległych stożkowych kół zębatych w płaszczyźnie prostopadłej, więc każde koło stożkowe zazębia się z dwoma sąsiadami, oraz obraca się przeciwnie do trzeciego, który jest skierowany w stronę i nie zazębia się.

• Dwa koła zębate koła słonecznego są ustawione w tej samej osi, co koło koronowe, i napędzają półosie półosi połączone z kołami napędzanymi pojazdu. Pozostałe dwa koła planetarne są ustawione na osi prostopadłej, która zmienia orientację wraz z obrotem koła koronowego.

Zasadniczo bez względu na to, jakie koło doświadcza obciążenia, koła planetarne, które im odpowiadają, to zrekompensują.

Zdolność mechanizmu różnicowego do wysyłania różnych mocy na żądanie do pojedynczego koła nazywa się wektorowaniem momentu obrotowego.

Na ogół mają elektryczny siłownik przymocowany do zespołu dyferencjału, aby wspomóc rozkład momentu obrotowego

Aby uzyskać bardziej zaawansowane informacje o wektorowaniu momentu obrotowego, ten film będzie pomocny.

Dodatkowe informacje na temat wektorowania momentu obrotowego można znaleźć w tym dobrym pytaniu Jak działa różnica momentu obrotowego

/mechanics//a/25370/12697 Obejmuje fizyczne rozmieszczenie kół zębatych w podstawowym mechanizmie różnicowym. Kluczem do zrozumienia mechanizmu różnicowego jest zrozumienie, w jaki sposób te koła zębate zachowują się w różnych scenariuszach.

Układ przekładni oznacza, że ​​w stosunku do koła koronowego dwa półosi są ograniczone do obracania się o równe i przeciwne wysokości.

Patrząc spoza mechanizmu różnicowego oznacza to, że średnia prędkość dwóch półosi musi być równa prędkości, z jaką obraca się koło koronowe. Więc kiedy silnik obraca wał napędowy, co najmniej jedno koło musi się obrócić.

Widzimy również, że jeśli mechanizm różnicowy jest bez tarcia, wówczas moment obrotowy dostarczany na dwa koła musi być taki sam, ponieważ każda różnica momentu obrotowego spowodowałaby zmianę biegów wewnątrz mechanizmu różnicowego.

Jeśli oba koła napędowe mają dobrą przyczepność, podstawowy mechanizm różnicowy świetnie działa w przenoszeniu mocy na drogę, umożliwiając jednocześnie obracanie się kół napędowych przy różnych prędkościach.

Tę samą zasadę można rozszerzyć na większą liczbę kół, na przykład pojazd z napędem na 4 koła będzie zazwyczaj miał trzy dyferencjały, jeden w środku dla różnic między przednim i tylnym, a następnie dyferencja przedni i tylny dla różnic prędkości między lewym i prawym końcem każdego końca .

Jeśli jedno koło traci przyczepność, koło, które traci przyczepność, obraca się swobodnie, ponieważ moment obrotowy dostarczany do kół jest taki sam, bardzo mało mocy będzie dostarczane na koło (koła), które wciąż ma przyczepność.

Tak więc w samochodach wyczynowych budowane są systemy wykrywające niepożądanie wysoki poziom poślizgu i ograniczające je albo przez hamulce samochodów, albo przez dodatkowe mechanizmy różnicowe. Istnieją również bardziej złożone typy mechanizmów różnicowych, które mają różne charakterystyki prędkości VS względem momentu obrotowego.

Utrata przyczepności w pojeździe z napędem na 4 koła, gdy jedno koło ześlizguje się, pokonuje obiekt, który ma napęd na 4 koła. Starzy entuzjaści jazdy terenowej często używali prymitywnych mechanizmów do blokowania mechanizmów różnicowych podczas jazdy po drodze. Bardziej nowocześni kierowcy terenowi często mają bardziej wyrafinowane systemy podobne do samochodów wyczynowych.