Diferencial de eixo cruzado: tipos, dispositivo, princípio de operação

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

O diferencial de eixo cruzado refere-se ao mecanismo de transmissão que distribui o torque entre os eixos de transmissão. Além disso, este mecanismo permite que as rodas girem com diferentes velocidades angulares. Este momento é especialmente perceptível nas curvas. Além disso, este design permite mover-se com segurança e conforto em uma superfície dura e seca. Em alguns casos, ao dirigir em uma pista escorregadia ou off-road, o dispositivo em questão pode funcionar como uma rolha para um carro. Considere as características da estrutura e operação dos diferenciais de eixo cruzado.

Descrição

O diferencial é projetado para distribuir o torque do cardan para os eixos das rodas motrizes dianteiras ou traseiras, dependendo do tipo de acionamento. Como resultado, o diferencial do eixo cruzado torna possível girar cada roda sem escorregar. Este é o objetivo direto do mecanismo.

No movimento em linha reta, quando a carga nas rodas é uniforme com velocidades angulares idênticas,a unidade em questão funciona como um compartimento de transferência. Em caso de alteração das condições de condução (deslizamento, giro, giro), o indicador de carga muda. Os semi-eixos tendem a girar com diferentes parâmetros de velocidade, torna-se necessário distribuir o torque entre eles em uma determinada proporção. Nesta fase, o diferencial cruzado passa a desempenhar sua função principal - garantir a segurança das manobras do veículo.

Recursos

O layout dos dispositivos automotivos considerados depende do eixo motriz de trabalho:

1. Na caixa da caixa de velocidades (tração dianteira).
2. Na carcaça do eixo traseiro de tração.
3. Carros com tração nas quatro rodas são equipados com um diferencial entre as rodas nos esqueletos de ambos os eixos ou caixas de transferência (eles transferem o momento de trabalho entre as rodas ou eixos, respectivamente).

Vale ress altar que o diferencial nas máquinas surgiu há pouco tempo. Nos primeiros modelos, as tripulações "autopropulsadas" tinham pouca manobrabilidade. Girar as rodas com um parâmetro de velocidade angular idêntico levou ao deslizamento de um dos elementos ou perda de aderência à superfície da estrada. Logo, os engenheiros desenvolveram uma modificação aprimorada do dispositivo, que permite nivelar a perda de controle.

Pré-requisitos para criação

Os diferenciais de eixo cruzado dos carros foram inventados pelo designer francês O. Pekker. Em um mecanismo projetado para distribuir ummomento, engrenagens e eixos de trabalho estavam presentes. Eles serviram para transformar o torque do motor para as rodas motrizes. Apesar de todas as vantagens, este design não resolveu completamente o problema do deslizamento das rodas nas curvas. Isto foi expresso na perda de adesão de um dos elementos revestidos. O momento foi especialmente pronunciado em áreas geladas.

Escorregar em tais condições levou a acidentes desagradáveis, o que serviu de incentivo adicional para desenvolver um dispositivo aprimorado que pudesse evitar que o veículo derrapasse. A solução técnica para este problema foi desenvolvida por F. Porsche, que criou um design de cames que limita o deslizamento das rodas. Os primeiros carros a usar um diferencial de eixo cruzado simulado foram os Volkswagens.

Dispositivo

O nó limitador funciona segundo o princípio de um redutor planetário. O design padrão do mecanismo inclui os seguintes elementos:

• engrenagens semi-eixo;
• satélites associados;
• corpo de trabalho em forma de tigela;
• equipamento principal.

O esqueleto é rigidamente conectado à engrenagem movida, que recebe o torque do análogo da engrenagem principal. A tigela através dos satélites transforma a rotação para as rodas motrizes. A diferença nos modos de velocidade dos parâmetros angulares também é fornecida com a ajuda de engrenagens acompanhantes. Ao mesmo tempo, o valor do momento de trabalho permanece estável. O diferencial do eixo cruzado traseiro está focado na transferência de velocidade para as rodas motrizes. Transporteos veículos com tração nas quatro rodas são equipados com mecanismos alternativos que atuam nos eixos.

Variedades

Os tipos de mecanismos indicados são divididos de acordo com as características estruturais, a saber:

• versões cônicas;
• opções cilíndricas;
• engrenagens sem-fim.

Além disso, os diferenciais são divididos pelo número de dentes das engrenagens dos semi-eixos em versões simétricas e assimétricas. Devido à ótima distribuição de torque, as segundas versões com cilindros são montadas nos eixos dos veículos com tração nas quatro rodas.

As máquinas com eixo dianteiro ou traseiro são equipadas com modificações cônicas simétricas. A engrenagem helicoidal é universal e pode ser agregada a todos os tipos de dispositivos. As unidades cônicas são capazes de trabalhar em três configurações: reta, rotativa e deslizante.

Esquema de trabalho

No movimento em linha reta, o bloqueio do diferencial de eixo cruzado de imitação eletrônica é caracterizado por uma distribuição igual da carga entre as rodas do veículo. Nesse caso, uma velocidade angular idêntica é observada e os satélites do corpo não giram em torno de seus próprios eixos. Eles transformam o torque no semi-eixo usando uma engrenagem estática e a engrenagem movida da engrenagem principal.

Nas curvas, o veículo experimenta forças e cargas de resistência variáveis. Os parâmetros são distribuídos da seguinte forma:

1. A roda interna de raio menor recebe mais resistência do que a contraparte externa. Um indicador de carga aumentado causa uma diminuição na velocidade de rotação.
2. A roda externa se move ao longo de um caminho maior. Ao mesmo tempo, um aumento na velocidade angular contribui para um giro suave da máquina, sem escorregar.
3. Dados esses fatores, as rodas devem ter velocidades angulares diferentes. Os satélites do elemento interno desaceleram a rotação dos semi-eixos. O mesmo, por sua vez, através de um elemento de engrenagem cônica, aumenta a intensidade da contraparte externa. Ao mesmo tempo, o torque da engrenagem principal permanece estável.

Deslizamento e estabilidade

Rodas de carro podem receber diferentes parâmetros de carga, escorregando e perdendo tração. Nesse caso, uma força excessiva é aplicada a um elemento e o segundo funciona “inativo”. Por causa dessa diferença, o movimento do carro se torna caótico ou para completamente. Para eliminar essas deficiências, utilize o sistema de estabilidade cambial ou bloqueio manual.

Para que o momento de torção dos semi-eixos se equilibre, a ação dos satélites deve ser interrompida e a rotação do bojo para o semi-eixo carregado deve ser transformada. Isso é especialmente verdadeiro para diferenciais de eixo cruzado MAZ e outros veículos pesados com tração nas quatro rodas. Uma característica semelhante se deve ao fato de que, se você perder a aderência em um dos quatro pontos, a quantidade de torque tenderá a zero,mesmo que a máquina esteja equipada com dois diferenciais entre rodas e um diferencial entre eixos.

Autobloco eletrônico

Para evitar os problemas mencionados acima, permite o bloqueio parcial ou completo. Para isso, são usados análogos de travamento automático. Eles distribuem a torção levando em consideração a diferença nos semi-eixos e as condições de velocidade correspondentes. A melhor maneira de resolver o problema é equipar a máquina com um bloqueio eletrônico do diferencial do eixo cruzado. O sistema é equipado com sensores que monitoram o desempenho necessário enquanto o veículo está em movimento. Depois de processar os dados recebidos, o processador seleciona o modo ideal para corrigir a carga e outros efeitos nas rodas e eixos.

O princípio de funcionamento deste nó consiste em três etapas principais:

1. No início do deslizamento da roda motriz, a unidade de controle recebe pulsos dos indicadores de velocidade de rotação, após analisá-los, automaticamente é tomada uma decisão sobre o método de operação. Em seguida, o interruptor da válvula fecha e o análogo de alta pressão abre. A bomba da unidade ABS cria pressão no circuito de trabalho do cilindro de freio do elemento deslizante. A roda motriz deslizante é freada aumentando a pressão do fluido de freio.
2. No segundo estágio, o sistema de simulação de autobloqueio mantém a força de frenagem mantendo a pressão. Ação da bomba e parada de deslizamento da roda.
3. A terceira etapa da operação deste mecanismo inclui a conclusão do deslizamento da rodacom alívio de pressão simultâneo. O interruptor abre e a válvula de alta pressão fecha.

Diferencial de eixo cruzado KamAZ

Abaixo está um diagrama deste mecanismo com uma descrição dos elementos:

1 - Eixo principal.

2 - Selo.

3 - Carter.

4, 7 - Arruelas tipo suporte.

5, 17 - Tigelas de caixa.

6 - Satélite.

8 - Indicador de bloqueio.

9 - Plugue de enchimento.

10 - Câmara pneumática.

11 - Garfo.

12 - Parar toque.

13 - Embreagem de engrenagem.

14 - Embreagem de travamento.

15 - Tampa de drenagem.

16 - Engrenagem de acionamento do eixo médio.

18- Cruz.

19 - Engrenagem do eixo traseiro.

20 - Parafuso de fixação.

21, 22 - Tampa e rolamento.

Segurança

O diferencial de eixo cruzado foi projetado para proporcionar uma condução segura e confortável em estradas de diversas finalidades. Algumas das desvantagens do mecanismo em consideração, indicadas acima, são manifestadas durante manobras off-road perigosas e agressivas. Portanto, se a máquina for fornecida com mecanismo de acionamento manual, ela só deve ser operada em condições apropriadas. É muito difícil e inseguro usar carros de alta velocidade sem o mecanismo especificado, especialmente em altas velocidades na estrada.