Převod vícenápravových vozidel a vozidel s pohonem všech kol využívá mechanismus pro rozdělování točivého momentu mezi hnací nápravy – středový diferenciál.Přečtěte si vše o tomto mechanismu, jeho účelu, konstrukci, principu fungování a také opravách a údržbě v článku.
Co je středový diferenciál?
Středový diferenciál - převodová jednotka kolových vozidel se dvěma nebo více hnacími nápravami;Mechanismus, který rozděluje točivý moment přicházející z hřídele vrtule do dvou nezávislých proudů, které jsou následně přiváděny do převodovek hnacích náprav.
V procesu pohybu automobilů a kolových vozidel s několika hnacími nápravami nastávají situace, které vyžadují otáčení kol různých náprav různými rychlostmi.Například u vozů s pohonem všech kol mají kola přední, střední (u vícenápravových vozidel) a zadní nápravy nestejnou úhlovou rychlost při zatáčení a manévrování, při jízdě na vozovkách se sklonem a na nerovném povrchu vozovky atd. Pokud by všechny hnací nápravy měly tuhé spojení, pak by v takových situacích některá kola klouzala nebo naopak prokluzovala, což by výrazně zhoršilo účinnost přeměny točivého momentu a celkově negativně ovlivnilo pohyb dopravních prostředků.Aby se předešlo takovým problémům, je do převodovky automobilů a automobilů s několika hnacími nápravami zaveden další mechanismus - středový diferenciál.
Středový diferenciál plní několik funkcí:
● Rozdělení točivého momentu vycházejícího z kardanového hřídele do dvou proudů, z nichž každý je přiváděn do převodovky jedné hnací nápravy;
● Změna točivého momentu dodávaného na každou nápravu v závislosti na zatížení působícím na kola a jejich úhlových rychlostech;
● Uzamykatelné diferenciály - rozdělení točivého momentu do dvou striktně stejných proudů pro překonání náročných úseků silnice (při jízdě na kluzké vozovce nebo v terénu).
Tento mechanismus dostal svůj název z latinského differentia - rozdíl nebo rozdíl.Během provozu diferenciál rozděluje příchozí točivý moment na dva a momenty v každém z toků se mohou navzájem výrazně lišit (až do skutečnosti, že celý příchozí tok teče k jedné ose a nic k druhé osa), ale součet momentů v nich je vždy roven příchozímu točivému momentu (nebo téměř stejný, protože část točivého momentu se ztrácí v samotném diferenciálu v důsledku třecích sil).
Středový diferenciál třínápravových vozidel bývá umístěn na mezinápravě
Středové diferenciály se používají u všech vozů a strojů se dvěma a více hnacími nápravami.Umístění tohoto mechanismu se však může lišit v závislosti na složení kola a vlastnostech převodovky vozidla:
● V rozdělovací převodovce - používá se ve vozech 4×4, 6×6 (možnost volby jak pro pohon pouze přední nápravy, tak pro pohon všech náprav) a 8×8;
● V mezilehlé hnací nápravě – nejčastěji se používá u vozidel 6×4, ale vyskytuje se také u čtyřnápravových vozidel.
Středové diferenciály bez ohledu na umístění poskytují možnost normálního provozu vozidla za všech podmínek vozovky.Poruchy nebo vyčerpání diferenciálního zdroje nepříznivě ovlivňují výkon vozu, proto by měly být co nejdříve odstraněny.Ale před opravou nebo úplnou výměnou tohoto mechanismu musíte pochopit jeho konstrukci a provoz.
Typy, zařízení a princip činnosti středového diferenciálu
Různá vozidla používají středové diferenciály postavené na základě planetových mechanismů.Obecně se agregát skládá z tělesa (obvykle tvořeného dvěma misky), uvnitř kterého je kříž se satelity (kuželová kola) spojený se dvěma polonápravovými převody (převody hnací nápravy).Těleso je připojeno pomocí příruby k hřídeli vrtule, ze které se otáčí celý mechanismus.Ozubená kola jsou spojena pomocí hřídelí s hnacími ozubenými koly hlavních ozubených kol jejich náprav.Celé toto provedení může být umístěno ve vlastní klikové skříni, namontované na klikové skříni mezilehlé hnací nápravy, nebo ve skříni rozdělovací převodovky.
Středový diferenciál funguje následovně.Při rovnoměrném pohybu vozu na silnici s rovným a tvrdým povrchem se točivý moment z hřídele vrtule přenáší na skříň diferenciálu a příčník se satelity v něm upevněnými.Vzhledem k tomu, že satelity zabírají s polonápravovými převody, obě se také otáčejí a přenášejí točivý moment na své nápravy.Pokud se z nějakého důvodu začnou zpomalovat kola jedné z náprav, polonápravový převod spojený s tímto mostem zpomalí svou rotaci - satelity se začnou odvalovat po tomto převodu, což vede ke zrychlení rotace druhý převod polonápravy.V důsledku toho získají kola druhé nápravy úhlovou rychlost zvýšenou vzhledem ke kolům první nápravy - to kompenzuje rozdíl v zatížení náprav.
Konstrukce středového diferenciálu nákladního automobilu
Středové diferenciály mohou mít určité konstrukční rozdíly a funkce.Nejprve jsou všechny diferenciály rozděleny do dvou skupin podle charakteristik rozdělení točivého momentu mezi dva proudy:
● Symetrický - rozděluje moment rovnoměrně mezi dva proudy;
● Asymetrické – nerovnoměrné rozložení momentu.Toho je dosaženo použitím poloaxiálních ozubených kol s různým počtem zubů.
Téměř všechny středové diferenciály přitom disponují uzávěrkou, která zajišťuje nucený chod agregátu v režimu symetrického rozdělení točivého momentu.To je nutné pro překonání náročných úseků silnic, kdy se kola jedné nápravy mohou odtrhnout od povrchu vozovky (při překonávání děr) nebo s ní ztratit trakci (například uklouznout na ledu nebo v blátě).V takových situacích je veškerý točivý moment dodáván na kola této nápravy a kola, která mají normální trakci, se vůbec neotáčí - auto prostě nemůže pokračovat v pohybu.Blokovací mechanismus násilně rozděluje točivý moment rovnoměrně mezi nápravy, čímž zabraňuje otáčení kol různými rychlostmi – to vám umožňuje překonávat obtížné úseky silnic.
Existují dva typy blokování:
● Manuální;
● Automaticky.
V prvním případě je diferenciál zablokován řidičem pomocí speciálního mechanismu, ve druhém případě je jednotka samosvorná při výskytu určitých stavů, které jsou popsány níže.
Ručně ovládaný uzamykací mechanismus je obvykle vyroben ve formě ozubené spojky, která je umístěna na zubech jednoho z hřídelů a může zabírat s tělem jednotky (s jednou z jeho misek).Při pohybu spojka pevně spojuje hřídel a skříň diferenciálu - v tomto případě se tyto části otáčejí stejnou rychlostí a každá z náprav dostává polovinu celkového točivého momentu.Ovládání uzávěrky u nákladních automobilů je nejčastěji pneumaticky poháněné: ozubená spojka se pohybuje pomocí vidlice ovládané táhlem pneumatické komory zabudované v klikové skříni diferenciálu.Vzduch je do komory přiváděn speciálním jeřábem ovládaným příslušným spínačem v kabině vozu.U SUV a dalších zařízení bez pneumatického systému může být ovládání blokovacího mechanismu mechanické (pomocí soustavy pák a lanek) nebo elektromechanické (pomocí elektromotoru).
Samosvorné diferenciály mohou mít uzávěry, které sledují rozdíl točivého momentu nebo rozdíl úhlových rychlostí hnacích náprav hnacích náprav.Jako takové mechanismy lze použít viskózní, třecí nebo vačkové spojky, ale i přídavné planetové nebo šnekové mechanismy (u diferenciálů typu Torsen) a různé pomocné prvky.Všechna tato zařízení umožňují určitý rozdíl točivého momentu na můstcích, nad kterými jsou blokovány.Nebudeme zde uvažovat o zařízení a provozu samosvorných diferenciálů - dnes existuje mnoho implementací těchto mechanismů, více se o nich dozvíte v příslušných zdrojích.
Konstrukce středového diferenciálu nákladního automobilu
Problematika údržby, oprav a výměny středového diferenciálu
Středový diferenciál je během provozu automobilu značně namáhán, takže se jeho části časem opotřebují a mohou být zničeny.Aby byl zajištěn normální provoz převodovky, musí být tato jednotka pravidelně kontrolována, udržována a opravována.Obvykle se při běžné údržbě diferenciál rozebere a podrobí se závadě, vymění se všechny opotřebované díly (převody s opotřebenými nebo vydrolenými zuby, olejová těsnění, ložiska, díly s prasklinami atd.) za nové.V případě vážného poškození se mechanismus zcela změní.
Pro prodloužení životnosti diferenciálu je nutné pravidelně měnit olej v něm, čistit odvzdušňovače, kontrolovat činnost pohonu uzávěrky.Všechny tyto práce jsou prováděny v souladu s pokyny pro údržbu a opravy vozidla.
Při pravidelné údržbě a správné činnosti středového diferenciálu se bude vůz cítit sebejistě i v těch nejtěžších podmínkách na silnici.
Čas odeslání: 14. července 2023