La trasmissione dei veicoli a più assi e a trazione integrale utilizza un meccanismo per la distribuzione della coppia tra gli assi motori: il differenziale centrale.Leggi tutto su questo meccanismo, il suo scopo, la progettazione, il principio di funzionamento, nonché la riparazione e la manutenzione nell'articolo.
Cos'è un differenziale centrale?
Differenziale centrale - unità di trasmissione di veicoli a ruote con due o più assi motori;Un meccanismo che divide la coppia proveniente dall'albero dell'elica in due flussi indipendenti, che vengono poi alimentati ai riduttori degli assi motori.
Nel processo di movimento di automobili e veicoli a ruote con più assi motori, si verificano situazioni che richiedono la rotazione delle ruote di assi diversi a velocità diverse.Ad esempio, nelle auto a trazione integrale, le ruote degli assi anteriore, intermedio (per i veicoli a più assi) e posteriore hanno una velocità angolare diversa durante le svolte e le manovre, quando si guida su strade in pendenza e su superfici stradali irregolari, ecc. Se tutti gli assi motori avessero una connessione rigida, in tali situazioni alcune ruote slitterebbero o, al contrario, slitterebbero, il che comprometterebbe significativamente l'efficienza della conversione della coppia e in generale influenzerebbe negativamente il movimento dei mezzi di trasporto.Per evitare tali problemi, nella trasmissione di automobili e automobili con più assi motori viene introdotto un meccanismo aggiuntivo: un differenziale centrale.
Il differenziale centrale svolge diverse funzioni:
● Separazione della coppia proveniente dall'albero di trasmissione in due flussi, ciascuno dei quali viene fornito al cambio di un asse motore;
● Variazione della coppia fornita a ciascun asse in funzione dei carichi agenti sulle ruote e delle loro velocità angolari;
● Bloccaggio dei differenziali: divisione della coppia in due flussi rigorosamente uguali per superare tratti difficili della strada (durante la guida su strade scivolose o fuoristrada).
Questo meccanismo prende il nome dal latino Differentia: differenza o differenza.Nel processo di funzionamento, il differenziale divide in due il flusso di coppia in entrata e i momenti in ciascuno dei flussi possono differire in modo significativo l'uno dall'altro (fino al fatto che l'intero flusso in entrata scorre su un asse e nulla sul secondo asse), ma la somma dei momenti in essi contenuti è sempre uguale alla coppia entrante (o quasi uguale, poiché parte della coppia viene persa nel differenziale stesso a causa delle forze di attrito).
Il differenziale centrale dei veicoli a tre assi si trova solitamente sull'asse intermedio
I differenziali centrali sono utilizzati in tutte le auto e macchine con due o più assi motori.Tuttavia, la posizione di questo meccanismo può variare a seconda della formula della ruota e delle caratteristiche della trasmissione del veicolo:
● Nel caso di trasferimento - utilizzato nelle auto 4×4, 6×6 (le opzioni sono possibili sia per la guida solo dell'asse anteriore che per la guida di tutti gli assi) e 8×8;
● Nell'asse motore intermedio – più comunemente utilizzato nei veicoli 6×4, ma presente anche nei veicoli a quattro assi.
I differenziali centrali, indipendentemente dalla posizione, offrono la possibilità del normale funzionamento del veicolo in tutte le condizioni stradali.Malfunzionamenti o esaurimento della risorsa differenziale influiscono negativamente sulle prestazioni dell'auto, quindi dovrebbero essere eliminati il prima possibile.Ma prima di riparare o sostituire completamente questo meccanismo, è necessario comprenderne la progettazione e il funzionamento.
Tipi, dispositivo e principio di funzionamento del differenziale centrale
Vari veicoli utilizzano differenziali centrali costruiti sulla base di meccanismi planetari.In generale l'unità è costituita da un corpo (composto solitamente da due coppe), al cui interno è presente una croce con satelliti (ingranaggi conici) collegata a due semiassi (ingranaggi dell'asse motore).Il corpo è collegato tramite una flangia all'albero dell'elica, dal quale l'intero meccanismo riceve la rotazione.Gli ingranaggi sono collegati tramite alberi agli ingranaggi conduttori degli ingranaggi principali dei loro assi.Tutto questo design può essere posizionato nel proprio basamento, montato sul basamento dell'asse motore intermedio o nell'alloggiamento della scatola di trasferimento.
Il differenziale centrale funziona come segue.Con il movimento uniforme dell'auto su una strada con superficie piana e dura, la coppia dall'albero dell'elica viene trasmessa all'alloggiamento del differenziale e alla traversa con i satelliti fissati al suo interno.Poiché i satelliti ingranano con gli ingranaggi dei semiassi, anche entrambi entrano in rotazione e trasmettono la coppia ai loro assi.Se, per qualsiasi motivo, le ruote di uno degli assi iniziano a rallentare, l'ingranaggio del semiasse associato a questo ponte rallenta la sua rotazione: i satelliti iniziano a rotolare lungo questo ingranaggio, il che porta ad un'accelerazione della rotazione di il secondo ingranaggio del semiasse.Di conseguenza, le ruote del secondo asse acquisiscono una velocità angolare maggiore rispetto alle ruote del primo asse, ciò compensa la differenza nei carichi sugli assi.
Il design del differenziale centrale del camion
I differenziali centrali possono presentare alcune differenze di progettazione e caratteristiche di funzionamento.Innanzitutto tutti i differenziali vengono divisi in due gruppi in base alle caratteristiche della distribuzione di coppia tra i due flussi:
● Simmetrico: distribuisce il momento in modo uniforme tra due flussi;
● Asimmetrico: distribuisce il momento in modo non uniforme.Ciò si ottiene utilizzando ingranaggi semiassiali con un diverso numero di denti.
Allo stesso tempo, quasi tutti i differenziali centrali hanno un meccanismo di bloccaggio, che garantisce il funzionamento forzato dell'unità nella modalità di distribuzione simmetrica della coppia.Ciò è necessario per superare tratti stradali difficili, quando le ruote di un asse possono staccarsi dal fondo stradale (quando si superano buche) o perdere trazione con esso (ad esempio, scivolare sul ghiaccio o nel fango).In tali situazioni, tutta la coppia viene fornita alle ruote di questo asse e le ruote con trazione normale non ruotano affatto: l'auto semplicemente non può continuare a muoversi.Il meccanismo di bloccaggio distribuisce forzatamente la coppia equamente tra gli assi, impedendo alle ruote di ruotare a velocità diverse: ciò consente di superare tratti stradali difficili.
Esistono due tipi di blocco:
● Manuale;
● Automatico.
Nel primo caso il differenziale viene bloccato dal conducente mediante un apposito meccanismo, nel secondo caso l'unità si autoblocca al verificarsi di determinate condizioni, di seguito descritte.
Il meccanismo di bloccaggio a comando manuale è solitamente realizzato sotto forma di un accoppiamento dentato, che si trova sui denti di uno degli alberi, e può impegnarsi con il corpo dell'unità (con una delle sue tazze).Durante lo spostamento, la frizione collega rigidamente l'albero e l'alloggiamento del differenziale: in questo caso, queste parti ruotano alla stessa velocità e ciascuno degli assi riceve metà della coppia totale.Il controllo del meccanismo di bloccaggio nei camion è spesso azionato pneumaticamente: la frizione del cambio si muove con l'ausilio di una forcella controllata dall'asta della camera pneumatica integrata nel basamento del differenziale.L'aria viene fornita alla camera da una gru speciale controllata da un corrispondente interruttore nella cabina dell'auto.Nei SUV e altre apparecchiature senza sistema pneumatico, il controllo del meccanismo di bloccaggio può essere meccanico (utilizzando un sistema di leve e cavi) o elettromeccanico (utilizzando un motore elettrico).
I differenziali autobloccanti possono avere meccanismi di bloccaggio che monitorano la differenza di coppia o la differenza nelle velocità angolari degli assi motori degli assi motori.Come tali meccanismi possono essere utilizzati frizioni viscose, a frizione o a camme, nonché ulteriori meccanismi planetari o a vite senza fine (nei differenziali di tipo Torsen) e vari elementi ausiliari.Tutti questi dispositivi permettono una certa differenza di coppia sui ponti, sopra la quale vengono bloccati.Non considereremo qui il dispositivo e il funzionamento dei differenziali autobloccanti: oggi ci sono molte implementazioni di questi meccanismi, puoi saperne di più su di essi nelle fonti pertinenti.
Il design del differenziale centrale del camion
Problemi di manutenzione, riparazione e sostituzione del differenziale centrale
Il differenziale centrale è sottoposto a carichi significativi durante il funzionamento dell'auto, quindi nel tempo le sue parti si consumano e possono essere distrutte.Per garantire il normale funzionamento della trasmissione, questa unità deve essere regolarmente controllata, sottoposta a manutenzione e riparata.Solitamente, durante la manutenzione ordinaria, il differenziale viene smontato e sottoposto a ricerca guasti, tutte le parti usurate (ingranaggi con denti usurati o sbriciolati, paraoli, cuscinetti, parti con crepe, ecc.) vengono sostituite con altre nuove.In caso di danni gravi, il meccanismo cambia completamente.
Per prolungare la durata del differenziale, è necessario cambiare regolarmente l'olio al suo interno, pulire gli sfiati, controllare il funzionamento dell'azionamento del meccanismo di bloccaggio.Tutti questi lavori vengono eseguiti in conformità con le istruzioni per la manutenzione e la riparazione del veicolo.
Con una manutenzione regolare e il corretto funzionamento del differenziale centrale, l'auto si sentirà sicura anche nelle condizioni stradali più difficili.
Orario di pubblicazione: 14 luglio 2023