druhy diferencialov este raz

[Gabriel Nagy]

Diferenciál je druh převodu, který umožňuje přenášení točivého momentu z jedné hřídele na dvě jiné i při změně jejich vzájemných otáček. Diferenciál je typickou součástí pohonu automobilu, která umožňuje různou rychlost otáčení kol při průjezdu zatáček. To je důležité, protože když auto zatáčí, tak vnitřní kolo urazí kratší vzdálenost než vnější, což znamená, že se rychleji otáčí.

Začneme jednoduchým otevřeným diferenciálem. Jedeme-li s autem rovně, obě hnaná kola se otáčí stejně rychle, točivý moment se přenáší přes vstupní pastorek a centrální kola mají stejné otáčky jako klec diferenciálu a tím zůstávají boční satelity v klidu. Při zatočení se kola otáčí různě rychle a to tak, že vnitřní pomaleji než je vstupní rychlost do diferenciálu, kdežto vnější rychleji a zároveň síla, která je potřebná k zatáčení vnitřního kola, je menší než vstupní a tudíž je nevyužitá síla přenesena z vnitřního kola na vnější. V takové situaci dochází k pohybu satelitů. Ty obíhají a zároveň se i točí na svých čepech. Jak jsme si už říkali, jedou-li obě hnaná kola auta po silnici, nebo jiném povrchu se stejnou adhezí, tak diferenciál dávkuje točivý moment rovnoměrně na obě kola. Ale jakmile dojde u jednoho z kol ke snížení adheze, problém je na světě. Diferenciál přivádí větší točivý moment na prokluzující kolo a menší na kolo, které je v záběru na pevném povrchu a auto se přestane pohybovat kupředu. Pokud přidáte více plynu, kolo se otáčí rychleji, ale auto zrychlí jen velmi minimálně anebo vůbec. Proto je lepší například na sněhu, či ledu použít na rozjezd dvojku, nebo trojku, aby kola měla k dispozici malý točivý moment a neproklouzla.

Dalším typem diferenciálů, které používáme, jsou samosvorné diferenciály, které se dále dělí na klasické samosvorné, diferenciály s omezenou svorností (tzv. LSD ), diferenciál typu Torsen a samosvorný diferenciál s viskózní spojkou.

Klasický samosvorný diferenciál s kuželovými nebo čelními koly a přímými zuby má poměrně vysokou účinnost a může proto dělit točivý moment v poměru jen málo se lišícím od jedna ku jedné. Používá se například pokud je auto, ve kterém je diferenciál namontovaný, postaveno např. na drifty. Aby mohl na jednu stranu přenášet výrazně víc než 50% přiváděného momentu, musí mít nižší účinnost resp. vyšší svornost a toho se docílí jinými konstrukcemi diferenciálů, např. se šroubovými koly (Torsen ), ke kterému se později dostaneme.

Samosvorné diferenciály mají také různý poměr, od kterého se pak odvíjí maximální rychlost auta nebo zrychlení (bavíme-li se o automobilech se zadním náhonem, kde je výkon přenesen i použitím kardanu).

Např. poměr samosvoru je 4, takže se kardan musí otočit 4x, aby se 1x otočilo kolo, takže oproti třeba samosvoru s poměrem 3.64 kolu více ulehčuje práci kardan a tím pádem se kolo rychleji rozjede.

Nyní následuje skupina samosvoru s omezenou svorností – LSD. Kontrukčně vlastně vychází z otevřeného diferenciálu, ale navíc ještě obsahuje další, přídavné, uzavírací zařízená např. sada pružin a spojek. Takže teď když se kola otočí stejnou rychlostí, tak oba boční převody se otáčejí. Spojky nastupují až když se jedno kolo otáčí pomaleji než druhé a snaží se docílit toho, aby se kola otáčela stejně. Chce-li se jedno kolo otáčet rychleji než druhé, musí překonat odpor pružin a spojky. Tuhost pružin v kombinaci s třením spojky určuje, kolik točivého momentu je třeba, aby se tato snaha překonala. Tímto jsme si v rychlosti představili LSD diferenciály a vrhneme se na poměrně často využívaný typ diferenciálu a tím je Torsen. Jako první funkce tohoto diferenciálu použila automobilka Audi a to počátkem 90. let u modelu Quattro, později tento diferenciál využívala i automobilka Rover u modelu 220Turbo, využívala tak vlastností šnekového převodu, jenž může přenášet točivý moment ze šneku na šnekové kolo, ale nikoli naopak.

Při přímé jízdě a stejné adhezi kol se otáčí diferenciál jako celek, otáčky klece a obou planetových kol jsou stejné a na každé kolo se přenáší stejný točivý moment. Zhorší-li se adheze jednoho kola (např. vlivem menšího zatížení nebo nižšího, nemůže se protáčet, protože není možný přenos otáčivého pohybu ze satelitů na planetové kolo jako u čelního nebo kuželového diferenciálu. Díky svornému účinku se ale zvětší podíl točivého momentu připadající na kolo s lepší adhezí. Naopak v zatáčce ani zvýšená svornost neomezuje vyrovnávací činnost diferenciálu a obě kola se valí po vozovce otáčkami odpovídajícími jejich dráze. Svornost, resp. mechanická účinnost diferenciálu závisí na geometrii ozubení šnekového soukolí a může dosáhnout až 90% (tedy mechanická účinnost 10%). Diferenciál Torsen se užívá nejen jako nápravový, ale i jako mezinápravový. Samosvorný diferenciál Torsen se používá buď jako mezinápravový, nebo pro zadní nápravu .

A jako poslední skupinu zde máme samosvorný diferenciál s viskózní spojkou.

Viskózní spojka je součást převodového ústrojí, zejména pohonu všech kol, často doplňující mezinápravový diferenciál, měnící jeho účinnost podle trakčních schopností předních a zadních kol. Je to vícelamelová spojka uzavřená ve skříni naplněné silikonovou kapalinou vysoké viskozity. Každá ze dvou sad lamel je spojena s jedním hnacím hřídelem. Jsou-li adhezní podmínky předních a zadních kol stejné, otáčí se spojka jako celek, popř. menší rozdíly vyrovnává pomalým vzájemným natáčením obou sad lamel. Se zvětšujícím se rozdílem otáček roste v závislosti na viskozitě kapaliny odpor proti vzájemnému otáčení lamel a větší část hnacího momentu se přenáší na kola s lepšími trakčními schopnostmi. Proti jiným samosvorným diferenciálům či mechanickým závěrům diferenciálů má viskózní spojka výhodu samočinnosti, plynulé změny účinnosti, je nehlučná a neopotřebovává se, neboť jednotlivé lamely nejsou v přímém styku, ale obaleny tenkou vrstvou kapaliny. Navíc působí jako tlumič záběru a chrání převodové ústrojí před rázy. Viskózní spojku tvoří dvě soustavy lamel vzájemně oddělených malými spárami a uložených ve skříni naplněné kapalinou vhodné viskozity. Používá se nejčastěji jako mezinápravový diferenciál nebo samosvorný diferenciál nápravový.

A jako poslední si představíme uzávěrku diferenciálu, je to vlastně mechanické zařízení vyřazující z činnosti nápravový nebo mezinápravový diferenciál. Používá se zejména u terénních vozidel pro zvýšení trakčních schopností za snížené adheze, resp. různé adheze kol stejné nápravy, když například jedno kolo bude v bahně a druhé na trávě, nebo kol přední a zadní nápravy přenosem celého hnacího momentu na neprokluzující kola. U moderních poháněcích soustav se závěr diferenciálu aktivuje samočinně při velké změně adhezních podmínek signalizovaných elektronické řídicí soustavě čidly otáčení kol. Závěr diferenciálu zpravidla propojí hnací hřídel jednoho kola nebo příslušné planetové kolo se skříní diferenciálu a tak ho zablokuje. Obě kola nápravy jsou pevně spojeny a kterékoli z nich může přenést plný hnací moment na vozovku v případě, že druhé nemá dostatečnou adhezi a při fungujícím diferenciálu by se protáčelo.

[Gabriel Nagy]

pre 4runneristov:

http://www.4runnerclub.org/aussie.htm

[cahir]

len som nepochopil, kde sa pise o diffe typu torsen. cosom cital inde, tak torsen by prave nemal 'uzatvarat' pri nerovnomernom otacani kol (jedno stoji a druhe sa toci) ale pri vyssom naraste krutaku. preto tor-sen ako torque sensitive. cize ak mam v zakrute nizke otacky (maly krutak) tak mozem mat plyn na podlahe a diff sa sprava ako otvoreny. ale ak idem niekde nad 4tis napriklad, tak pri dupnuti na plyn sa na diff prenesie vacsi krutiaci moment a vtedy sa uzavrie...

mozno su moje info nepresne, takze ak niekto vie o tom viac, budem rad.. no v kazdom pripade, som to tak skusal a mam ten pocit, ze to aj tak funguje..

[Gabriel Nagy]

pouzite na Alfa Spider Q4
„Twin Diff.“, představuje poslední vývojový stupeň diferenciálu Torsen C.
Zejména mezinápravový diferenciál Torsen C se nyní vyznačuje tou novinkou, že je vestavěn v předním diferenciálu, což je řešení přinášející značné výhody po stránce rozměrů, hmotnosti, ale i výkonnosti. Využívá totiž síly působící v předním diferenciálu jak pro zvýšení své samosvornosti (35 % v při jízdě pod plynem a 45 % při unášení setrvačností), tak i pro vytváření určité samosvornosti vpředu (do 20 %), čehož důsledkem je zlepšení trakčních vlastností a stability v zatáčce.
klady:
- rozdělení hnacího momentu ve prospěch zadní nápravy činí jízdu ještě příjemnější, protože se vozidlo stává ještě ovladatelnějším při náhlém přejíždění mezi jízdními pruhy nebo při jiných nouzových manévrech;
- možnost bezpečné jízdy za špatných adhezních podmínek bez nutnosti použití elektronických prostředků k rozdělení hnacího momentu, čímž je dosaženo trvalého potěšení z jízdy.

[cahir]

jo ale to je 4kolka..

[Gabriel Nagy]

ano, to som pisal mimo tvoj topic