Diferencial "Thorsen": o princípio de funcionamento

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificação: 2024-02-19 18:18

“Thorsen” é uma das variedades de diferenciais autotravantes. Esse mecanismo está disponível tanto em carros nacionais quanto em carros estrangeiros. O princípio de funcionamento do diferencial Torsen é baseado na mudança de atrito das peças mecânicas, o que leva à distribuição do torque entre o rodado.

Destino

Então, para que serve esse mecanismo? O diferencial mais simples é capaz de distribuir a potência ou o torque entre duas rodas de forma igual e uniforme. Se uma roda estiver patinando e não conseguir se prender na pista, então o torque na segunda roda será zero. Modelos aprimorados, e a grande maioria deles são diferenciais com mecanismo de autobloqueio, são equipados com um sistema que bloqueia o semi-eixo postado. O torque é então distribuído para que a potência máxima seja entregue à roda que mantém uma boa tração.

O diferencial Thorsen é a melhor solução para um veículo com tração integral,operado principalmente em condições adversas. “Thorsen” não é o nome do desenvolvedor, mas uma abreviação. Isso significa Torque Sensing ou Torque Sensing.

Sobre a história da criação

O diferencial Thorsen foi introduzido pela primeira vez em 1958. O engenheiro americano V. Glizman desenvolveu o projeto e o princípio de operação. A patente para a produção em série deste mecanismo de travamento automático foi recebida pela empresa Torsen, cujo nome se tornou o nome do dispositivo.

Dispositivo

Este mecanismo é composto de elementos familiares - o dispositivo é semelhante a qualquer nó planetário. Você pode destacar as partes principais - este é o caso, engrenagens helicoidais, satélites.

Quanto ao conceito geral, não há muitas diferenças em relação aos mecanismos comuns. A carcaça é fixada rigidamente à unidade de acionamento da transmissão. Os satélites são instalados dentro do gabinete. Eles são fixados em eixos especiais. Os satélites estão em engate rígido com as engrenagens dos semi-eixos. As engrenagens dos semieixos são fixadas nos eixos, aos quais o torque é transmitido.

E agora para o próprio mecanismo Torsen. Neste nó, a engrenagem dos semi-eixos possui dentes helicoidais. Não é nada além de um eixo de minhoca tradicional.

Os satélites são um par de engrenagens helicoidais. Um elemento deste par forma um par de sem-fim com a engrenagem do eixo. Um par de engrenagens satélites também pode interagir entre si devido à engrenagem de dentes retos. O projeto tem até três satélites, cada um dos quaisrepresenta um par de engrenagens.

Princípio de funcionamento

Vamos ver como funciona o diferencial de Thorsen. Vamos considerar isso no exemplo de um conjunto entre rodas. Quando um par de rodas motrizes se move em linha reta, ambos encontram a mesma resistência. Portanto, o mecanismo distribui o torque uniformemente entre as duas rodas. Ao dirigir em linha reta, os planetas não estão envolvidos e a força é transmitida diretamente do copo para as engrenagens laterais.

Quando o carro entra na curva, a roda interna sofre mais resistência e sua velocidade diminui. O par de sem-fim da roda interna começa a funcionar. A engrenagem lateral gira a engrenagem satélite. Este último transmite torque para a segunda marcha do semi-eixo. Isso aumenta a força na roda externa. Como a diferença de torque nos dois lados é pequena, o atrito no segundo par de sem-fim também é baixo. Nesse caso, o autobloqueio não ocorrerá. É nisso que se baseia o princípio diferencial de Thorsen.

Quando uma das rodas motrizes do carro está em uma superfície escorregadia, sua resistência diminui. O torque tende a esta roda. O semi-eixo gira a engrenagem do satélite e transmite torque para o segundo satélite. Neste caso, haverá autofrenagem. A engrenagem satélite não é capaz de atuar como um elemento de acionamento e não pode girar a engrenagem lateral devido a certas características das engrenagens helicoidais. Portanto, o par de vermes emperra. E quandotravando, ele desacelerará a rotação do segundo par, e o torque em cada um dos semi-eixos se equilibrará.

Três modos de operação

Se considerarmos todo o princípio de funcionamento do diferencial de Torsen, deve-se dizer que o sistema pode operar em três modos diferentes. O modo específico depende do nível de resistência na roda. Quando é o mesmo, o torque é distribuído uniformemente.

Se a resistência em uma das rodas aumenta, então o par de sem-fim é ligado e, assim, o segundo par é ativado, apesar da pequena resistência nele. Isso leva à redistribuição do momento conforme necessário. Neste caso, uma roda irá desacelerar. O segundo vai girar mais rápido.

Se a resistência for completamente perdida em um dos pneus, isso será acompanhado por bloqueio ou travamento do par de sem-fim devido ao alto atrito. Em seguida, o segundo par diminui imediatamente. o torque se equaliza. A operação do diferencial Torsen neste modo é semelhante ao movimento retilíneo.

Três tipos de “Thorsen”

Na primeira versão, as engrenagens dos semi-eixos principais, bem como os satélites, são usados como pares de sem-fim. Cada eixo tem seus próprios satélites, conectados em pares com os do eixo oposto. Esta conexão é realizada usando uma engrenagem de dentes retos. Os eixos dos satélites são perpendiculares aos semieixos. Esta versão do diferencial Torsen é reconhecida como a mais potente entre todos os designs similares. É capaz de operar em uma ampla faixa de torque.

A segunda opção difere porque os eixos dos satélites são paralelos aos semi-eixos. Os satélites neste caso são instalados de forma diferente. Eles estão localizados em assentos especiais para copos. Os pares de satélites são conectados por engrenagens helicoidais, que, ao se encaixarem, participam do bloqueio.

A terceira opção é a única de toda a série onde o desenho é planetário. É usado como diferencial central em veículos com tração nas quatro rodas. Os eixos dos satélites e as engrenagens de acionamento também são paralelos entre si. Devido a isso, a unidade é muito compacta. Graças ao design, inicialmente é possível distribuir a carga entre as duas pontes na proporção de 40:60. Se um bloqueio parcial for acionado, a proporção pode se desviar em 20%.

Vantagens dos diferenciais deste projeto

Este design tem muitas vantagens. Esse mecanismo é instalado porque a precisão de seu trabalho é extremamente alta, enquanto o dispositivo funciona de maneira muito suave e silenciosa. A potência é distribuída automaticamente entre as rodas e os eixos - não é necessária nenhuma intervenção do condutor. A redistribuição do torque não afeta de forma alguma a frenagem. Se o diferencial for operado corretamente, ele não precisa ser reparado - o motorista só precisa verificar e trocar o óleo periodicamente.

É por isso que muitos pilotos colocam o diferencial Torsen no Niva. Ele também usa um sistema de tração nas quatro rodas permanente e sem eletrônicos, então os entusiastas de esportes radicais geralmente mudam o diferencial padrão para esta unidade.

Falhas

Há também desvantagens. Este é um preço alto, pois dentro da estrutura é bastante complicado. Como o diferencial funciona com o princípio dos espinhos, isso aumenta o consumo de combustível. Com todas as vantagens, a eficiência é bastante baixa quando comparada com sistemas semelhantes de um tipo diferente. O mecanismo tem alta predisposição a emperramento e o desgaste dos elementos internos é bastante intenso. Produtos especiais são necessários para lubrificação, pois muito calor é gerado durante a operação do conjunto. Se rodas diferentes forem instaladas no mesmo eixo, as peças se desgastarão ainda mais intensamente.

Aplicativo

O nó é usado como um mecanismo entre rodas e entre eixos para a redistribuição de torque. Uma unidade desse tipo é instalada em muitos carros estrangeiros, mas recebeu a maior popularidade no Audi Quatro. Os fabricantes de carros com tração nas quatro rodas geralmente preferem esse design específico. O diferencial Torsen é instalado no VAZ por sua relativa simplicidade e operação instantânea.