Diferencial limitado: como funciona?

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

O termo “bloqueio do diferencial”, ou “diferencial limitado” (autobloqueio), tem sido ouvido por muitos motoristas, mas poucos sabem como é esse processo na prática. E se as montadoras anteriores equipavam essa “opção” principalmente com SUVs, agora ela também pode ser encontrada em um carro citadino. Além disso, muitas vezes os proprietários de carros não equipados com autoblocos, tendo entendido os benefícios que eles trazem, os instalam por conta própria.

Mas antes de entender como funciona um diferencial autotravante, você precisa entender como ele funciona sem travar.

O que é diferencial

O diferencial (diff) pode ser justamente considerado um dos principais elementos do projeto de transmissão do carro. Com sua ajuda, ocorre a transmissão, mudança e distribuição do torque produzido pelo motor entre um par de consumidores: rodas localizadas no mesmo eixo da máquina ou entre seus eixos. Além disso, a força do fluxo de energia distribuída, se necessário, pode ser diferente, o que significa que a velocidade de rotação das rodas é diferente.

BO diferencial da transmissão do carro pode ser instalado: na carcaça do eixo traseiro, caixa de câmbio e caixa de transferência, dependendo do(s) dispositivo(s) de acionamento.

Aqueles diferenciais que são instalados na ponte ou caixa de câmbio são chamados de interrodas, e estão localizados entre os eixos do carro, respectivamente - interaxle.

Atribuição Diferencial

Como você sabe, um carro realiza várias manobras durante a condução: curvas, mudanças de faixa, ultrapassagens, etc. Além disso, a superfície da estrada pode conter solavancos, o que significa que as rodas do carro, dependendo da situação, ao mesmo tempo podem cobrir distâncias diferentes. Portanto, por exemplo, ao girar, se a velocidade de rotação das rodas no eixo for a mesma, uma delas inevitavelmente começará a escorregar, o que levará ao desgaste acelerado dos pneus. Mas isso não é o pior. Muito pior, o manuseio do veículo é bastante reduzido.

Para resolver esses problemas, eles criaram um diferencial - um mecanismo que irá redistribuir a energia proveniente do motor entre os eixos do carro de acordo com o valor da resistência ao rolamento: quanto menor, maior a velocidade da roda será, e vice-versa.

Mecanismo diferencial

Hoje, existem muitas variedades de diffs, e seu dispositivo é bastante complexo. No entanto, o princípio de operação geralmente é o mesmo, portanto, será mais fácil entender o tipo mais simples - um diferencial aberto, que consiste nos seguintes elementos:

1. Engrenagens montadas em semi-eixos.
2. Engrenagem acionada (coroa), feita na forma de um cone truncado.
3. Uma engrenagem de acionamento montada na extremidade do eixo de acionamento, que junto com a coroa forma a engrenagem principal. Como a engrenagem movida é maior que a engrenagem motriz, esta terá que dar várias voltas em torno de seu eixo antes que a coroa realize apenas uma. Portanto, são esses dois elementos do diferencial que reduzem a quantidade de energia (velocidade) que eventualmente atinge as rodas.
4. Os satélites que formam a engrenagem planetária, que desempenha um papel fundamental em fornecer a diferença necessária na velocidade de rotação das rodas.
5. Casos.

Como funciona o diferencial

Durante o movimento retilíneo do carro, seus semi-eixos e, portanto, as rodas, giram na mesma velocidade que o eixo de transmissão com sua engrenagem helicoidal. Mas durante a curva, a carga nas rodas se torna diferente (uma delas tenta girar mais rápido) e, devido a essa diferença, os satélites são liberados. Agora, a energia do motor passa por eles e, como um par de satélites são duas engrenagens separadas e independentes, uma velocidade de rotação diferente é transmitida aos semieixos. Assim, a potência gerada pelo motor é distribuída entre as rodas, mas de forma desigual, e dependendo da carga que atua sobre elas: o que se move ao longo do raio externo sofre menor resistência ao rolamento, de modo que o diferencial transfere mais energia para ele, girandomais rápido.

Não há diferença em como o diferencial central e o diferencial da roda funcionam: o princípio de operação é semelhante, apenas no primeiro caso o torque distribuído é direcionado aos eixos do veículo e no segundo - às rodas localizado no mesmo eixo.

A necessidade de diferencial central torna-se especialmente perceptível ao dirigir um carro em terrenos acidentados, quando seu peso pressiona o eixo que está mais baixo que o outro, por exemplo, em uma subida ou descida.

Problema diferencial

Apesar do diferencial certamente desempenhar um grande papel no design do carro, seu funcionamento às vezes cria problemas para o motorista. Ou seja: quando uma das rodas está em uma seção escorregadia da estrada (lama, gelo ou neve), a outra, localizada em solo mais duro, começa a sofrer um aumento de carga, o diferencial tenta consertar isso, redireciona a energia do motor para a roda deslizante. Assim, verifica-se que ele recebe a rotação máxima, enquanto o outro, que tem forte aderência ao solo, simplesmente permanece estacionário.

Foi justamente para resolver tais problemas que se inventou o bloqueio (desabilitação) do diferencial.

O princípio do bloqueio e seus tipos

Tendo entendido o princípio do diferencial, podemos concluir que se você bloqueá-lo, o torque aumentará na roda ou eixo que tiver a melhor aderência. Isso pode ser feito conectando seu corpo a um dos dois semi-eixos ou impedindo a rotação dos satélites.

Bloquearpode ser completo - quando as partes do diferencial são conectadas rigidamente. É realizado, via de regra, com a ajuda de uma embreagem de cames e é controlado pelo motorista por meio de um acionamento especial da cabine do carro. Ou pode ser parcial, caso em que apenas uma força limitada é transmitida às rodas - é assim que funciona um diferencial autotravante, que não requer intervenção humana.

Como funciona um diferencial autotravante

O diferencial autoblocante é essencialmente um compromisso entre um bloco completo e um diferencial livre, e permite reduzir o deslizamento das rodas do carro em caso de diferença no coeficiente de tração entre elas. Assim, a capacidade de cross-country, manuseio off-road, bem como a dinâmica de aceleração do veículo são significativamente aumentadas, independentemente da qualidade da estrada.

O autotravamento elimina o bloqueio total das rodas, o que protege os semieixos de cargas críticas que podem ocorrer em diferenciais forçados.

As travas dos eixos são liberadas automaticamente se as velocidades das rodas se equalizarem durante a condução em linha reta.

Os tipos mais comuns de autobloqueio

Disk self-block é um conjunto de discos de fricção instalados entre o corpo do diferencial e a engrenagem do eixo.

Não é difícil entender como funciona um diferencial com tal bloco: enquanto o carro está andando em linha reta, o corpo do diferencial e os dois semi-eixos giram juntos, assim que há diferença nas velocidades de rotação (a roda atingiu uma área escorregadia), ocorre atrito entre os discos, reduzindo-o. Ou seja, a rodapermanecer em terreno duro continuará a girar, em vez de parar, como no caso de um diferencial livre.

Acoplamento viscoso, ou outro acoplamento viscoso, assim como o diferencial anterior, contém dois pacotes de discos, só que desta vez perfurados, instalados entre si com uma pequena folga. Uma parte dos discos tem uma embreagem com o corpo, a outra com o eixo de transmissão.

Os discos são colocados em um recipiente preenchido com um líquido organossilício, que, quando girado uniformemente, permanece in alterado. Assim que há uma diferença de velocidade entre as embalagens, o líquido começa a engrossar rápida e fortemente. Existe resistência entre as superfícies perfuradas. Um pacote excessivamente destorcido é assim desacelerado e a velocidade de rotação é nivelada.

Dentado (parafuso, sem-fim) autobloqueio. Seu trabalho é baseado na capacidade do par de sem-fim de travar e, assim, bloquear os semi-eixos quando ocorre uma diferença de torque neles.

Cam autobloqueio. Para entender como funciona esse tipo de diferencial, basta imaginar um diferencial aberto, no qual são instalados pares de engrenagens (cam) ao invés de um mecanismo de engrenagem planetária. Os cames giram (s altam) quando as velocidades das rodas são quase as mesmas, e ficam travadas (emperradas) assim que um deles começa a escorregar.

Não há diferença em como funciona o bloqueio do diferencial central e o diferencial entre rodas - o princípio de operação é o mesmo, as diferençasapenas nos pontos finais: no primeiro caso - dois eixos, no segundo - duas rodas montadas no mesmo eixo.

Niva doméstica e seus diferenciais

Niva ocupa um lugar especial na linha de VAZs domésticos: ao contrário de seus "parentes" na linha de montagem, este carro está equipado com uma tração nas quatro rodas não comutável.

Três diferenciais são instalados na transmissão do SUV VAZ: diferenciais entre rodas em cada eixo e diferenciais interaxiais na caixa de transferência. Apesar desse número, você não precisará descobrir como os diferenciais do Niva funcionam novamente. Tudo é exatamente o mesmo descrito acima. Ou seja, durante o movimento retilíneo da máquina, desde que não haja deslizamento das rodas, a força de tração entre elas é distribuída uniformemente e tem o mesmo valor. Quando uma das rodas começa a escorregar, toda a energia do motor, passando pelos diferenciais, é direcionada para essa roda.

Bloqueio diferencial Niva

Antes de falar sobre como funciona o bloqueio do diferencial no Niva, um ponto deve ser observado, a saber, para esclarecer a finalidade da alça frontal (pequena) da caixa de transferência.

Alguns motoristas acreditam que, com sua ajuda, a tração dianteira é ligada no carro - não é assim: as tração dianteira e traseira do Niva estão sempre engatadas, e essa alça controla a transferência diferencial do caso. Ou seja, enquanto estiver na posição "forward", o diff funciona normalmente, e quando"voltar" - desligado.

E agora diretamente sobre a trava: quando o diferencial é desligado, os eixos da caixa de transferência são fechados por uma embreagem, equalizando forçosamente suas velocidades de rotação, ou seja, a velocidade total das rodas do eixo dianteiro é igual a a velocidade total do eixo traseiro. A distribuição do empuxo ocorre na direção de maior resistência. Digamos que a roda traseira esteja escorregando, se você ativar a trava, a força de tração irá para o eixo dianteiro, cujas rodas esticarão o carro, mas se a roda dianteira também deslizar junto com a roda traseira, então o Niva não sairá sozinho.

Para evitar que isso aconteça, os motoristas instalam autobloqueios nas pontes para ajudar a retirar um carro preso. Até hoje, o mais popular entre os proprietários do Niva é o diferencial Nesterov.

Autobloqueio de Nesterov

O segredo de sua popularidade está na forma como o diferencial Nesterov funciona.

O design do diferencial permite não só ajustar de maneira ideal a velocidade angular das rodas do carro ao fazer manobras, mas também no caso de escorregar ou pendurar a roda, o dispositivo fornece uma quantidade mínima de energia do motor. Além disso, a reação do autobloqueio a uma mudança na situação do tráfego é quase instantânea. Além disso, o diferencial Nesterov melhora significativamente o manuseio do carro mesmo em curvas escorregadias, aumenta a estabilidade direcional, aumenta a dinâmica de aceleração (especialmente no inverno) e reduz o consumo de combustível. E a instalação do dispositivo não requer nenhummudanças no projeto de transmissão e é instalado da mesma forma que o diferencial clássico.

O diferencial encontrou aplicação não só na tecnologia automotiva, mas acabou sendo muito útil em motoblocos, facilitando muito a vida de seus proprietários.

Diferencial para motobloco

Motoblock - a unidade é bastante pesada, e é preciso muito esforço para simplesmente girá-la, e com uma velocidade angular de rotação desregulada das rodas, isso se torna ainda mais difícil. Portanto, os proprietários dessas máquinas, se os diferenciais não foram originalmente previstos no projeto, compram e instalam por conta própria.

Como funciona um diferencial de trator de passeio? Na verdade, ele apenas fornece uma curva fácil do carro, parando uma das rodas.

Sua outra função, não relacionada à redistribuição de potência, é aumentar a distância entre eixos. O desenho do diferencial prevê seu uso como prolongamento do eixo, o que torna o trator de passeio mais manobrável e resistente a tombamento, principalmente nas curvas.

Em uma palavra, o diferencial é uma coisa muito útil e insubstituível, e seu bloqueio aumenta significativamente a capacidade de cross-country do carro.