Дифференциал торсен: поколения, устройства и принцип работы

принцип работы, на каких машинах стоит, видео

С ростом популярности кроссоверов с полным приводом, а также автомобилей с высокой проходимостью, большое распространение получили различные системы блокировки дифференциала. К таким относится система Торсен. Знать принцип работы дифференциала Торсен для автовладельца также необходимо, как и общее устройство своего авто.

Устройство дифференциала Торсен

Данный механизм был запатентован в конце 1950-х годов в США и дал название одноименной компании. Самоблокирующийся дифференциал представляет собой устройство, внедренное в систему автомобиля, которое предает крутящий момент на приводы машины. Это необходимо для перераспределения мощности с трансмиссии и с двигателя на колеса для улучшения проходимости. Также его называют дифференциал повышенного трения torsen. Оно получило широкое применение на автомобилях с полным приводом и служит для блокировки мощности колеса при его проскальзывании и передаче его на рабочий привод. Такой эффект позволяет авто без усилий преодолеть дорожные препятствия в условиях непогоды или при экстремальных дорожных условиях в сравнении с обычными транспортными средствами. Типовые ситуации, в которых происходит применение данной системы следующие:

1. Зимние погодные условия, когда колеса могут потерять сцепление с дорогой. Эта ситуация грозит ДТП, заносом и потерей общего управления. В таком случае крутящий момент от потерявшего сцепления агрегата перераспределяется на действующие оси – авто не теряет управляемость, что, соответственно, не приводит к потере контроля над машиной.
2. Экстремальные природные условия – грязь, топи и иные типы покрытия, в которых может происходить пробуксовка. В такой ситуации блокиратор позволяет хоть и с трудом, но выбраться машине, также перераспределяя момент на колесах в различных пропорциях. Часто дифференциал торсен для УАЗ служит именно таким задачам.

К конструктивным особенностям межосевого дифференциала Торсен относятся:

1. В сравнении с конкурентами, которые в большинстве своем имеют в своей основе конические шестерни, в данной схеме присутствуют червячные. Наличие шестерен данной формы позволяет повысить КПД изделия в сравнении с конкурентами, а также перераспределять крутящий момент между колесами и осями в более широком диапазоне.
2. Наличие полуосевых шестерен также способствует увеличению эффективности на трении, что позволяет практически моментально при потере крутящего момента на колесе (потеря связи с покрытием – проскальзывание) передать его на рабочую деталь, тем самым повысив тягу на отдельном участке машины.
3. Корпус устройства служит не только для защиты от механического воздействия (так как данная деталь крепится на днище автомобиля), но и содержит все составные части.
4. Сателлиты – ведущие червячные шестерни в процессе работы выполняют функцию расклинивания, так как в силу особенностей конструкции червячная шестерня может приводить в действие иные элементы, но в момент блокировки находится в неподвижном состоянии.

Также за время своего существования данное изделие пережило выпуск 3 поколений. Текущее семейство устанавливают на многие современные модели.

Важно! Также на рынке большое распространение получают электронные устройства принудительной блокировки, которые приводятся в действие автоматически. Это продукция последних поколений, которая не требует вмешательства водителя, а посредством электронного блока управления самостоятельно перераспределяет крутящий момент в определенном соотношении.

Как работает дифференциал Торсен

Чаще всего такая система выпускается на полноприводных автомобилях, где распределение может осуществляться непосредственно на каждое колесо или ось. Однако не редкостью является и наличие самоблокирующегося дифференциала на передний привод Торсен или даже на переднеприводные автомобили отечественного производства.

Принцип работы устройства заключается в передаче от трансмиссии высвободившегося крутящего момента на определенную ось или колесо в различных пропорциях. Такое отношение на первых сериях составляло 50 на 50, то есть 1 к 1. В современных устройствах такое отношение может составлять 7 к 1, что позволяет передавать практически весь момент на единственное колесо со сцеплением с дорогой.

Во время проскальзывания колеса червячная шестерня блокируется, тем самым останавливая свое движение – дифференциал включается в работу. Затем в результате расклинивания передается на ось, которая задействована в работе.

Посредством передачи момента, мощность «перебрасывается» на отдельный участок, что позволяет эффективно справиться с управлением и преодолеть затрудненный участок пути или же выйти из сложного ледяного или снежного заноса.

Дифференциал Торсен на ВАЗ также имеет место на отечественном рынке. Он устанавливается как на заднеприводные модели, так и на переднеприводные лады для улучшения характеристик проходимости. Сделать из легковушки внедорожник он не сможет, однако в сочетании с неплохим дорожным просветом и приемлемой геометрической проходимостью делает данные модели гораздо более приспособленными к ухудшенным дорожным условиям.

Виды самоблокирующегося дифференциала Торсен

Существует единственная классификация данных изделий в зависимости от поколения и времени выпуска:

1. Первое поколение, именуемое Т1, в своей конструкции имеет косозубое крепление полуосей к осям. Эта особенность позволяет при помощи распределения момента вращать колеса с различной скоростью, повышая эффективность движения. Также в данном устройстве оси сателлитов (ведущих шестерен) будут расположены перпендикулярно полуосям. Такая конструкция довольно эффективна, а при этом такая схема отличается большой выносливостью, так как имеет простую конструкцию.
2. Второе поколение с индексом Т2 отличается продольным расположением осей, а также расположение ведущих шестерен – они находятся в специальных карманах корпуса, что по заявлениям производителей уменьшает общее трение и износ данных деталей на автомобилях с дифференциалом torsen.
3. Третье самое современное поколение устройства с индексом Т3 отличается наличием принципиально новой компоновки для данных устройств – планетарного типа. Ввиду наличия такой системы удалось уменьшить общие габаритные показатели агрегата, стало возможным устанавливать на небольшие автомобили. Расположение оси и сателлитов здесь параллельное. В целом такое расположение не отразилось на общей надежности системы при правильной ее эксплуатации.

Важно! Различные автопроизводители используют разные поколения системы в зависимости от целей и задач, которые ставят перед машиной. Поэтому перед приобретением необходимо узнать, какая именно система стоит на конкретной модели, а также каковы правила ее эксплуатации.

Достоинства и недостатки

Как и любое сложное устройство, такие системы имеют как свои достоинства, так и недостатки. К явным плюсам относятся:

• низкая вибронагруженность и отсутствие сильного шума в работе, благодаря наличию червячных шестерен наличие паразитных шумов сведено к минимуму;
• отсутствие постоянной профилактики и устранения недостатков при адекватном использовании;
• быстрый процесс распределения момента, который занимает не более десятых долей секунды, что позволяет эффективно и быстро избежать опасной ситуации;
• при наличии электронного блока управления в современных моделях работа системы не требует вмешательства и участия водителя.

К некоторым недостаткам агрегата можно отнести:

• возможность заклинивания при неправильной эксплуатации или перегреве;
• потеря эффективности на трении в процессе работы, а также при использовании разноразмерных колес;
• при профилактике система требовательна к качеству смазочных материалов;
• общее увеличение расхода автомобиля из-за применения такой системы составляет порядка 10-13%, при этом этот эффект является лишь ее особенностью и устранить его не представляется возможным.

Блокировка дифференциала Торсен

Блокирование дифференциала происходит при возникновении нештатной ситуации, например, проскальзывание колес или оси, потеря сцепления. В данном процессе происходит передача избыточного неиспользованного крутящего момента с оси, потерявшей связь с дорожным покрытием, на рабочую ось, тем самым повышается сцепление с отдельным участком дороги, что позволяет эффективно выйти из трудной дорожной ситуации.

На каких машинах стоит дифференциал Торсен

Благодаря наличию неоспоримых преимуществ, такая система получила большое распространение среди ведущих автомобильных производителей, к которым относятся – Хонда, Тойота, Субару, Ауди, Альфа Ромео.

Чаще всего такая конструкция ставится на полноприводные экземпляры, а также на спортивные версии легковых машин. Знаменитая система Quattro основана на использовании именно дифференциала Торсен Ауди.

Заключение

В итоге принцип работы дифференциала Торсен позволяет данной системе оставаться эффективным помощником любого водителя, вне зависимости от его стажа, навыков и умений при возникновении затруднительной или опасной ситуации на дороге. Наличие электронного блока управления позволяет повысить общий КПД изделия и не вовлекать в работу самого владельца.

Виды дифференциалов | Справочная информация

Дифференциал является частью трансмиссии – системы, которая связывает мотор с ведущими колесами автомобиля. Этот механизм участвует в передаче вращательных усилий (крутящего момента) от двигателя к колесам, но главная его функция состоит в том, что он обеспечивает вращение колес при повороте авто с различной угловой скоростью.

В отсутствие дифференциала колеса автомобиля при прохождении поворота вращаются с одной и той же скоростью, что приводит к пробуксовке колеса, которое перемещается по большему внешнему диаметру поворотной дуги. Такой эффект крайне отрицательно сказывается на управляемости авто и приводит к быстрому износу покрышек.

В современном автомобилестроении используется три варианта размещения дифференциальной коробки в блоке трансмиссии:

• в авто с ведущими задними колесами (задним приводом) — в зоне задней оси;
• в машинах с передним приводом — непосредственно в самой коробке перемены передач;
• в полноприводных автомобилях (4WD) дифференциальное устройство может располагаться как в самой раздаточной коробке, так и в зонах обоих осей.

Устройство дифференциала

Базой конструкции дифференциального устройства является планетарный редуктор. В зависимости от того, какие зубчатые шестерни (передачи) используются для вращения колес, дифференциал делится на три разных вида:

• конический;
• цилиндрический;
• червячный.

Наибольшее распространение получила коническая зубчатая передача и, соответственно, конический дифференциал. Он традиционно монтируется между двух осей автомобилей с полным приводом, а не между колесами, как это возможно с иными видами.

Основные элементы конструкции одинаковы у всех типов дифференциалов, поэтому рассмотрим строение узла на примере конического механизма.

Дифференциальный механизм конического типа состоит из следующих элементов:

• планетарный редуктор;
• шестерни с сателлитами;
• корпус устройства.

На профессиональном сленге инженеров автомобилестроения и специалистов сервисных центров корпус дифференциального устройства называется «чашкой». Его основное назначение — принять вращательные усилия двигателя и передать их через сателлиты на шестерни. К поверхности чашки прикреплена ведомая шестерня ведущей передачи, а внутри чашки смонтированы оси, на которых перемещаются сателлиты. Собственно говоря, именно они и выполняют сцепление чашки (корпуса) и шестеренок. В легковых транспортных средствах традиционно применяется всего одна пара сателлитов, в грузовых — две, так как требуется передавать особенно высокий крутящий момент.

Получив энергию от сателлитов, шестерни начинают движение по оси и передают тот же крутящий момент без изменений на ведущую пару колес. В результате транспортное средство приходит в движение.

Шестерни, расположенные на осях, могут иметь равное или разное количество зубцов (шлицев). Если число зубцов равное, то шестерня образует симметричный дифференциал – крутящий момент распределяется по осям в равных соотношениях. Если же количество зубьев не равное, то происходит несимметричная раздача энергии на колеса, что обеспечивает повышенную проходимость в сложных дорожных условиях.

Функциональность дифференциального устройства

Симметричный дифференциал может функционировать в одном из трех доступных режимов.

Основной режим — это езда в направлении «прямо». В данном режиме колеса встречают одинаковую силу дорожного сопротивления и, соответственно, получают одинаковый крутящий момент.

При вхождении в поворот режим работы дифференциала изменяется. Даже незначительный поворот влево или вправо ведет к тому, что внутреннее колесо испытывает большее сопротивление, нежели внешнее. Чтобы сгладить этот дефект, внутренняя шестеренка замедляет свой ход и, тем самым, заставляет сателлиты двигаться в другом направлении, что увеличит амплитуду вращения наружной полуосевой шестерни. Из-за этого изменяется угловая скорость вращения двух ведущих колес, за счет чего осуществляется плавное вхождение в поворот

Третий режим в работе дифференциального устройства включается при езде по льду или иной скользящей поверхности. Одно из ведущих колес начинает испытывать сопротивление, а второе — нет. Дифференциал в таких случаях заставляет двигаться проскальзывающее колесо с максимальной скоростью, а на второе колесо подача крутящего момента приостанавливается. После прохождения препятствия требуется уравнять подачу энергии на колесную пару, для чего может потребоваться блокировка дифференциала.

Как отмечают специалисты в ГК Favorit Motors, сегодня крупные европейские и американские автопроизводители используют собственные разработки в области дифференциалов. Например, предлагаемые модели автомобилей Cadillac (система Controlled), Chevrolet (дифференциал Positraction) и Ford (механизмы Equa-Lock и Traction-Lok) применяют в трансмиссии исключительно свои модели распределяющих механизмов.

Подборка б/у автомобилей Cadillac

Виды современных дифференциалов

Это одно из самых конструктивно простых устройств, которое составлено из планетарного редукторного механизма (в плоском исполнении) и схемы со сдвоенными сателлитами, которые при работе сцепляются между собой. Используется косозубое сцепление, которое под большой нагрузкой выдает осевые мощности и передает их на пары сателлитов. Благодаря дополнительному вращению нужного ряда сателлитов при поворотах или пробуксовке на скользкой поверхности удается достигнуть торможения одного колеса и придать энергию другому.

Дифференциал Quaife подразумевает использование сразу пяти пар сателлитов для максимальной надежности сцепления косых зубьев между собой. Это, с одной стороны, позволяет эффективно использовать механизм в самых сложных дорожных условиях. А, с другой стороны, говорит о том, что со временем будет наблюдаться обширный износ всей конструкции в целом.

Тип дифференциального механизма Quaife был запатентован еще в 1965 году. Сегодня он преимущественно используется в гоночных или спортивных автомобилях, а также некоторых моделях переднеприводных машин.

Это довольно старый вид червячного дифференциального устройства, он был изобретен еще в 1950-х годах. На сегодняшний день автопроизводители используют 3 усовершенствованных разновидности дифференциала Torsen, однако все они имеют примерно одинаковый принцип работы. Шестерни, которые расположены на ведущих полуосях, образуют так называемую червячную пару с сателлитами. При этом, что существенно, на каждой полуоси располагаются свои сателлиты, которые парами сцепляются в некоторых положениях с сателлитами другой полуоси.

При движении вперед по прямой червячные пары находятся в остановленном положении, а при движении в повороте они проворачиваются. Очередной проворот по оси обеспечивает изменение угла колеса при поворотах и разворотах. Дифференциал Torsen считается самым мощным и износостойким, он работает при максимальной нагрузке и соотношениях крутящего момента.

• Механизм с дисковой блокировкой

Этот вид дифференциального устройства состоит из симметричного планетарного редукторного механизма, который закреплен на шестеренках конической формы. Шестерни имеют две маленькие муфты той же формы и два диска. Частично диски могут цепляться за саму чашку дифференциала, а частично — соприкасаться со сцеплением, которое работает при воздействии ведомой шестеренки.

Суть блокировки дифференциала заключается в том, что при возрастании механической силы на шестерни появляются вторичные осевые мощности. Дополнительные силы стремятся разъединить стыки между шестернями. В тот момент, когда им это удается, выравнивается скорость каждого из колес в связи с тем, что угловые скорости приобретают одно и то же значение.

Дифференциал с дисковой блокировкой появился еще в конце 1930-х годов, однако после значительной модернизации используется и сегодня — обычно на внедорожниках и спорткарах.

• Дифференциал кулачкового типа

Кулачковый дифференциал может иметь 2 варианта исполнения. Первый подразумевает расположение кулачковой муфты между двумя ведомыми шестеренками. В кулачковом механизме второго типа зубчатых колес нет в принципе – водилом здесь является сепараторное кольца, а функцию сателлитов выполняют «сухари» (специальные клинья). Ведомыми шестернями в этом случае являются кулачковые диски.

Принцип конструкции кулачкового дифференциала второго типа понятен из нижеприведенной схемы, где 1 – это корпус, 2 – обойма, 3 –сухарь, 4 и 5 – полуосевые звездочки. «Сухари» могут располагаться горизонтально (рисунок а) или радиально (рисунок б)

Суть блокировки дифференциального устройства заключается в том, что как только начинает наблюдаться разница между скоростными углами, кулачковая муфта (или кулачковые диски — во втором варианте исполнения) сразу же блокируют дифференциал.

Начальные разработки такого типа механизмов появились в 1940-х годах. В легковых транспортных средствах такой тип дифференциалов сегодня практически не используется. Основная сфера применения кулачкового типа — в военном автомобилестроении.

• Вискомуфта (вязкостная муфта)

Дифференциал конструктивно имеет на одной из ведущих полуосей емкость, наполненную вязкой жидкостью. В ней находятся 2 дисковых блока, первый из которых соединен с ротором, а второй — с другой полуосевой. Соответственно, чем больше будет разница в наборе скорости между колесами, тем больше будет становиться разница и в скорости движениях блоков дисков. Из-за вращения вязкость жидкости увеличивается.

Это самая простая и в то же время бюджетная конструкция дифференциального устройства. По оценкам специалистов ГК Favorit Motors устройство преимущественно устанавливается на городские паркетники, так как в условиях бездорожья вискомуфта не может обеспечить требуемую управляемость и проходимость.

Два типа принудительной блокировки дифференциала

В современных транспортных средствах используется как ручной, так электронный вариант блокировки дифференциала. У каждого из них есть свои преимущества. Ручная блокировка дифференциального механизма осуществляется непосредственно из салона авто. По команде водителя ступорятся вращающиеся шестерни и колеса начинают двигаться в одном темпе.

Такой тип применим перед преодолением разного рода дорожных препятствий в виде глубокого снега, грязи, ям или горок. После прохождения сложных участков можно проводить разблокировку. Традиционно ручная блокировка дифференциального устройства применяется на вездеходных транспортных средствах и внедорожниках.

Если автомобиль снабжен новой системой TRC, то автоматика сама производит электронную блокировку. В том случае, если одно из ведущих колес начинает буксовать, то оно будет слегка подтормаживаться тормозом авто. Удобство такого типа неоспоримо, однако не всегда блокировка будет включаться в нужный момент.

Вне зависимости от того, какой именно тип дифференциального устройства установлен на вашем автомобиле, специалисты ГК Favorit Motors могут предложить диагностику и обслуживание машины с учетом конструктивных особенностей механизма блокировки. Грамотный подход сочетается с опытностью мастеров, а стоимость профессиональных услуг считается одной из самых привлекательных по Москве.

Самые распространенные симптомы неисправности дифференциала – повышенная шумность, посторонний стук и удары, появление подтеков масла. Мастера автосервиса Favorit Motors отмечают, что важно незамедлительно обратиться в техцентр, чтобы устранить проблемы в работе устройства и избежать его дальнейшего разрушения. Какой бы сложной ни была неисправность, мастера сервисного центра Favorit Motors обладают всем необходимым диагностическим оборудованием и огромным опытом работы, что позволяет быстро и качественно устранить поломку. Сотрудники регулярно проходят переобучение в учебных центрах автопроизводителей, что позволяет им выполнять ремонтно-восстановительные работы любой сложности.

---

Межосевой дифференциал TORSEN (Type С, 3rd Generation) AUDI ZF 8HP55A 8HP65A

Новости

[26.08.2021] ВНИМАНИЕ! C 26.08.2021 заказы общей стоимость до 10$ больше нельзя оформить в нашем интернет-магазине.

[11.08.2021]  График работы на День Независимости: 24 августа (вторник)  — выходной день.

[29.07.2021] ВНИМАНИЕ! Отделение Новой Почты №46 — временно не работает, посылки отправляйте на НП №20.

[23.06.2021]  График работы на День Конституции: 28 июня (понедельник)  — рабочий день.

[15.06.2021]  График работы на праздник Троицы: 21 июня (понедельник)  — рабочий день.

[16.04.2021]  График работы на 1 мая: 1-3 мая  — выходные дни.

[26.02.2021]  График работы на 8 марта: 8 марта  — выходной день.

[15.12.2020]  График работы на Новый Год: 31 декабря — 3 января  — выходные дни. 6-7 января — выходные дни.

[18.08.2020]  График работы на День Независимости: 24 августа  — выходной день.

[03.07.2020]  График работы на Ивана Купала: 6, 7 и 8 июля  — рабочие дни.

[27.04.2020]  График работы на майские праздники: 1, 2 и 3 мая  — выходные дни; 8, 9 и 11 мая — рабочие дни.

[10.04.2020]  График работы на Пасху:  20. 04.2020 (понедельник) — выходной день.

[04.03.2020]  График работы на 8 марта:  09.03.2020 (понедельник) — выходной день.

[03.01.2020] 11.01.2020 — рабочий день, СТО и интернет-магазин работают в обычном режиме.

[02.01.2020] С 01.03.2020 на заказы оформляемые по телефону (с помощью менеджера) скидка НЕ РАСПРОСТРАНЯЕТСЯ.

[27.12.2019] ВАЖНО! С 01.01.2020 станет НЕВОЗМОЖНЫМ оформление заказа в офисах компании «Мактранс». Вы можете самостоятельно оформить заказ на сайте, либо же позвонив в отдел продаж.

---

Читать все новости

[11.12.2019] График работы на Новый Год: 29 декабря — 1 января — выходные дни. С 2 января СТО и магазин работают в обычном режиме.

[07.10.2019] График работы на День защитника Украины: 14 октября — рабочий день.

[22.08.2019] График работы на День Независимости Украины: 24 августа — выходной, 26 августа — рабочий день.

[19.07.2019] В связи с увеличенной загрузкой склада возможна задержка отправок на 1 рабочий день.

[25.06.2019] График работы на День Конституции: 28 и 29 июня — работает только СТО, 30 июня — выходной.

[31.05.2019] График работы на Троицу: 15 июня — работает только СТО, 17 июня — интернет-магазин и СТО работают в обычном режиме.

[17.04.2019] Если вы приобрели ремонтный комплект аккумулятора 0AM после 01.09.2018 — у вас есть возможность бесплатно заменить стальной стакан на новую усиленную версию. Обращайтесь в отдел продаж.

[15.04.2019] График работы на Пасху и майские праздники: 27, 28, 29, 30 апреля и 1 мая — выходные дни. 9 мая — рабочий день.

[05.03.2019] График работы на 8 и 9 марта: СТО и интернет-магазин работают в обычном режиме. В субботу (9 марта) — работает только СТО.

[25.02.2019] ВНИМАНИЕ! Гидроблоки и корпуса в ремонт отправлять по новому адресу: г. Киев, Новая Почта №225 — получатель Рабизо Дмитрий тел. +380505272236

[23.01.2019] С 24.01.2019 цена на фрикционные и стальные диски Lintex увеличится на 20%

[17. 12.2018] График работы на новогодние праздники — 24-25 декабря выходные, 29 декабря — рабочий день, 30 декабря — 1 января — выходные дни, 7 января — выходной день

[26.01.2018] Новые оригинальные соленоиды блокировки гидротрансформатора 722.6 (без оригинальной упаковки) — $50

---

[26.01.2018] В продаже появились НОВЫЕ комплекты шестерен переднего кардана 722.9 Mercedes W221 4-matic. Всего $807.95

---

[22.01.2018] Пополнение ассортимента хонинговальных щеток! Скидки 25%

---

[03.01.2018] Новое поступление радиаторов! Снижение цен на все модели на 10%

---

[22.12.2017] Выходные дни в Новогодние праздники 1, 2, 8 января 2018 года.

---

[13.11.2017] Снижение цены на дифференциал AW TF-80SC AW TF-81SC — всего 390$

---

[31.10.2017] C 01.01.2018 снижение цен на радиаторы от 5% до 10%

---

[14.10.2017] C 15.12.2017 снижение цены на резиновые и бумажные уплотнения от 20% до 30%

---

[08.09.2017] Освоена технология ремонта гидроблоков TOYOTA, LEXUS K110, K111, K114, K310, K311, K410 (CVT)

---

[05. 09.2017] Уменьшение цены на электронную плату управления 722.6 — теперь всего 130$

---

[29.08.2017] Уменьшение цены на популярные фильтры на 20%.

---

[29.08.2017] Уменьшение цены на планетарные передачи и насосы от 20% до 30%.

---

[29.08.2017] С 01 октября 2017 уменьшение цены на ремонт гидротрансформаторов с фрикционными дисками от 20% до 40%.

---

[29.08.2017] Отправка заказов в субботу до 13:00 Новой Почтой.

---

[29.08.2017] Самовывоз заказов в субботу до 18:00, при условии самостоятельного заказа.

---

[29.08.2017] Оплата товаров и услуг платежными картами в офисе и онлайн.

---

[29.08.2017] Диагностика АКПП вашего автомобиля с описанием сути дефекта и стоимости работ стоит 500 грн.

 

Межосевой дифференциал TORSEN (Type С, 3rd Generation) AUDI ZF 8HP55A 8HP65A

С дебютом Audi 80 quattro осенью 1986 года Audi представила новый межосевой дифференциал, который по-прежнему был строго механическим, но высокоэффективным. Название Torsen было сокращением слов “torque”(крутящий момент) и  “sensing.” (ощущение). Дифференциал Torsen уже зарекомендовал себя в мире технологий как высокотехнологичный дифференциал задней оси, Audi разработала его для использования в качестве межосевого дифференциала.

Принцип работы межосевого червячного дифференциал.

Если колеса автомобиля имеют хорошее сцепление с дорожным покрытием и движутся плавно, то крутящий момент между осями распределяется в равных отношениях. При резком увеличении крутящего момента ведущие червячные шестерни пытаются начать движение в противоположную сторону. Ведомые шестерни перегружаются, блокируются выходные валы, а лишний крутящий момент от двигателя машины передается на другую ось. Межколесный самоблокирующийся червячный дифференциал включается в работу при проскальзывании одного из колес. При пробуксовке падает крутящий момент на одном колесе, Торсен блокируется и передает крутящий момент от двигателя машины на другое колесо. Блокировка буксующего колеса при этом является частичной, а степень блокировки зависит от того, насколько сильно уменьшилась величина крутящего момента. Самоблокирующийся дифференциал Torsen может максимально перераспределить крутящий момент до соотношения 7:1 (86%:14%).

                                

 

Рассмотрим, из каких основных элементов состоит Торсен:

• Рассмотрим, из каких основных элементов состоит Торсен: Корпус (другое название: «чашка дифференциала»). Он передает крутящий момент от главной передачи на полуосевые шестерни через сателлиты. На нем крепится ведомая шестерня главной передачи. Внутри чашки дифференциала имеются оси, на которых установлены сателлиты.
• Правая и левая полуосевые шестерни (солнечные шестерни). Они передают крутящий момент на оси/полуоси через шлицевое соединение.
• Сателлиты правой и левой полуосевых шестерен. Соединяют чашку дифференциала и полуосевые шестерни. Торсен имеет в своей конструкции четыре сателлита. Выходные валы.

                                                

(Type C) Третье поколение дифференциала. Имеет планетарную конструкцию. Третье поколение Торсен используется, в основном, в качестве межосевого дифференциала на автомобилях, имеющих полный привод. Механизм имеет компактные габариты в связи с тем, что ведущая шестерня и оси сателлитов расположены в конструкции параллельно.

 

Полный привод Toyota. Torsen AWD

Eugenio,77 [email protected] © Toyota-Club.Net Feb 2020 Предложите продолжить ассоциативный ряд «полный привод», «торсен»… — скорее всего, услышите «ауди». Хотя именно Тойота сегодня через JTEKT владеет самим брендом «Torsen», да и применяет такие LSD более двух десятков лет. Первый именно межосевой дифференциал Torsen появился на больших внедорожниках тойоты в 2002-м, а рассматриваемая нами легковая схема привода началась с топовой серии Lexus в 2006 году, но относительно массовой стала только с середины 2010-х, на моделях семейства Crown. Раздаточная коробка данного типа носит обозначение LF1A и совмещается с 8- или 10-ступенчатыми АКПП AA80F/AGA0F или гибридными трансмиссиями L110F/L210F/L310F. Модель Выпуск Crown AWS211.215 2014-2018 Crown AZSh31 2018-.. Lexus IS AVE35 2015-.. Lexus LS USF45.46 2006-2017 Lexus LS UVF45.46 2006-2017 Lexus LS GVF55 2017-.. Lexus LS VXFA55 2017-.. Раздаточная коробка LF1A. 1 — ведущая шестерня переднего привода, 2 — входной вал, 3 — масляный насос, 4 — передний выходной вал, 5 — ведомая шестерня переднего привода, 6 — промежуточная шестерня переднего привода, 7 — задний выходной вал, 8 — фланец ведущей шестерни, 9 — межосевой дифференциал. • Тип привода — постоянный полный. • Межосевой дифференциал — цилиндрический, несимметричный, LSD (дифференциал повышенного трения) типа Torsen Type-C. Водило планетарного ряда (с 8 сателлитами) соединено с выходным валом трансмиссии. От солнечной шестерни вращение через шестеренную передачу идет на передний вал, от эпицикла идет вращение на задний карданный вал. 1 — эпицикл, 2 — подшипник, 3 — солнечная шестерня, 4 — сателлит, 5 — водило, 6 — задний выходной вал, 7 — шайба, 8 — шестерня переднего привода, 9 — входной вал. При движении в повороте частота вращения солнечной шестерни и эпицикла различаются, и сателлиты вращаются вокруг своей оси. Благодаря форме их зубьев в зацеплении возникает усилие, которое прижимает сателлиты к стенкам водила. Возникающее от трения сопротивление останавливает вращение сателлитов, в результате чего начинает вращаться шестерня, имевшая более низкую скорость. Разность частот вращения солнца и эпицикла уменьшается, крутящий момент перераспределяется на «медленную» шестерню. 1 — солнечная шестерня, 2 — эпицикл, 3 — водило, 4 — сателлит. a — обороты переднего выходного вала, b — обороты заднего выходного вала, c — обороты на входе, d — сателлит прижат к водилу (частичная блокировка). Коэффициент распределения крутящего момента между передними и задними колесами в LSD Torsen зависит от условий движения: Ускорение Замедление Прямая (скорость передних и задних колес одинакова) 40:60 40:60 Поворот (скорость передних колес выше, чем задних) 31:69 50:50 Поворот (скорость передних колес ниже, чем задних) 48:52 30:70 • При движении по прямой частоты вращения солнца и эпицикла не отличаются, крутящий момент передается на передние и задние колеса без вращения сателлитов, момент распределяется в соотношении 40:60. Движение по прямой. 1 — солнечная шестерня, 2 — сателлит, 3 — эпицикл, 4 — водило. a — входной момент, b — выходной момент (вперед), c — выходной момент (назад). • Если скорость передних колес выше, чем задних, то солнечная шестерня вращается быстрее эпицикла, момент распределяется в соотношении 31:69 — в результате ослабляется снос передних колес и автомобиль лучше входит в поворот. Распределение 31:69. 1 — солнечная шестерня, 2 — сателлит, 3 — эпицикл, 4 — водило. a — входной момент, b — выходной момент (вперед), c — выходной момент (назад). • Если скорость передних колес ниже, чем задних, то солнечная шестерня вращается медленнее эпицикла, коэффициент распределения момента составляет 48:52 — в результате ослабляется склонность к заносу и улучшается устойчивость в повороте. • При замедлении в повороте, кроме трения между между сателлитами и водилом создается дополнительное трение от смещенной и прижатой к шайбе солнечной шестерни. Если при этом скорость передних колес выше, чем задних, то момент распределяется в соотношении 50:50, если наоборот — то 30:70. В итоге улучшается курсовая устойчивость автомобиля при замедлении в повороте. Распределение 50:50. 1 — солнечная шестерня, 2 — сателлит, 3 — эпицикл, 4 — водило. a — давление на шайбу, b — входной момент, c — выходной момент (вперед), d — выходной момент (назад). Для смазки компонентов в передний картер раздатки встроен шестеренный масляный насос трохоидного типа, приводимый от вала промежуточной шестерни переднего привода. Масляный насос. 1 — передний картер, 2 — ротор, 3 — ведомая шестерня, 4 — пластина, 5 — приводной вал. Заправочный объем раздаточной коробки — 0.7 л, рекомендованная жидкость — Toyota Transfer Oil LL80 (08885-02806). Полный привод Toyota. Обзор · ATC/DTC · V-Flex · DTV · i-Four · Torsen · E-Four · · C.Diff Auto A241H / A540H · C.Diff Lock · C.Diff Visc · FT-Visc · Более 2000 руководств по ремонту и техническому обслуживанию автомобилей различных марок

Дифференциалы Torsen — Авто-потроха: что у машинок внутри?

Разделы: 4WD, Дифференциал

Torsen — вид механического дифференциала повышенного трения, чувствительного к крутящему моменту (Torque sensitive) и основанный на свойстве гипоидной или винтовой пары «расклиниваться» (саморазблокироваться). Применяется множеством автомобильных фирм, с 1988 года является основой систем постоянного полного привода quattro фирмы Audi.

Отличается быстрым срабатыванием, возможностью переносить большие нагрузки, очень хорош с точки зрения курсовой устойчивости, ускорения и сцепления с поверхностью, однако усиливает недостаточную поворачиваемость автомобиля. Является одним из самых интересных, эффективных, технологичных и практически применяемых «самоблоков» (если быть точным — «саморазблоков»).

Изобретён в 1958 году американцем Верноном Глизманом. Название Torsen произошло от английского «Torque sensitive» («чувствительный к крутящему моменту») и является товарным знаком JTEKT Torsen North America Inc (ранее Zexel Corporation, ранее Gleason Power Systems).

Принцип действия Torsen

Дифференциалы Torsen относятся к типу «чувствительный к моменту дифференциал повышенного трения (Torque sensitive LSD) с гипоидным (червячным или винтовым) и косозубым зацеплением». В связи с опорой на свойство гипоидных или винтовых пар «саморасклиниваться», основные (или все) зацепления в таких дифференциалах винтовые или гипоидные. Существует три типа (поколения) этого дифференциала.

T-1, Type A

Раскрыть…

Гипоидными парами являются шестерни ведущих полуосей и сателлиты. При этом каждая полуось имеет собственные сателлиты, которые парно связаны с сателлитами противоположной полуоси обычным прямозубым зацеплением (при этом ось сателлита перпендикулярна полуоси). При нормальном движении и равенстве передаваемых на полуоси крутящих моментов гипоидные пары «сателлит / ведущая шестерня» либо остановлены, либо проворачиваются, обеспечивая разницу угловых скоростей полуосей в повороте.

Как только одна из полуосей начинает буксовать и крутящий момент на ней падает, гипоидные пары «полуось/сателлит» начинают вращаться и расклиниваться, создавая трение с чашкой дифференциала и друг с другом, что приводит к частичной блокировке дифференциала. За счет момента трения, дифференциал перераспределяет крутящий момент в пользу отстающей полуоси.

Данная конструкция работает в самом большом диапазоне распределения крутящего момента — от 2. 5/1 до 5.0/1. Диапазон срабатывания конструктивно регулируется углом наклона зубцов червяка.

[свернуть]

T-2, Type B

Раскрыть…

Данный тип дифференциала изобрел англичанин Rod Quaife. В нём используются косозубые шестерни полуосей и винтовые шестерни сателлитов (оси сателлитов параллельны полуосям). Сателлиты расположены в своеобразных карманах чашки дифференциала, при этом парные сателлиты образуют между собой еще одну винтовую пару, которая, расклиниваясь, также участвует в процессе блокировки. В дифференциале T-2 использована немного другая компоновка этого же устройства. В ней парные сателлиты соединены между собой со внешней стороны солнечных шестерней. По сравнению с первым типом, эти дифференциалы имеют меньший коэффициент блокировки, однако они более чувствительны к падению момента и срабатывают раньше (начиная от 1.4/1).

Такое устройство, в частности, имеют дифференциалы True Trac и Electrac (последний снабжен принудительной электрической блокировкой) компании Tractech. В России также есть производство аналогичных дифференциалов под отечественные автомобили.

[свернуть]

T-3, Type C

Раскрыть…

Третий тип используется в основном для межосевых дифференциалов. Как и во втором типе, в данном дифференциале используются косозубые шестерни полуосей и винтовые шестерни сателлитов. Оси сателлитов параллельны полуосям. Планетарная структура конструкции позволяет сместить номинальное распределение крутящего момента в пользу одной из осей (например, 4Runner 4-го поколения: 40/60 в пользу задней оси). Соответственно, смещен и весь диапазон работы частичной блокировки: от 53/47 до 29/71. В целом, смещение номинального распределения момента между осями возможно в диапазоне от 65/35 до 35/65. Срабатывание частичной блокировки происходит уже при 20-30% разницы моментов. Подобная структура дифференциала делает его компактным, что, в свою очередь, упрощает конструкцию и улучшает компоновку раздаточной коробки.

[свернуть]

Применение дифференциалов Torsen

Раскрыть. ..

Дифференциалы Torsen используются как в качестве межосевых, так и в качестве межколесных, в зависимости от решаемой задачи.

В качестве межосевого дифференциала:

• Alfa Romeo Q4 в версиях 156 Crosswagon & Sportwagon, 159, Brera & Spider Q4
• версии Audi quattro с 1987 года: 80 & 90, S2, RS2 Avant, 100 / 200 / 5000, Coupe quattro, A4 & S4, RS4, A5 & S5, A6 & S6, RS6, A8 & S8, A6 allroad quattro, Q5, Q7, V8 MT
• Chevrolet TrailBlazer SS
• Lexus GX, LS 600h / LS 600h L, LX
• Mitsubishi Triton пятого поколения
• Range Rover L322
• Saab 9-7X Aero
• Toyota: 4runner Limited, FJ Cruiser 6MT, Landcruiser 200, Landcruiser 120/150, Sequoia
• Volkswagen: Passat B5 (торговые марки 4Motion & Syncro), Amarok (не во всех версиях)
• Nissan Frontier (Nismo/Pro 4x Off Road)

Межосевой и задний дифференциалы:

Передний и задний дифференциалы:

• Humvee
• Mitsubishi Pajero Evolution

Только передний дифференциал:

• Honda/Acura Integra Type R
• Alfa Romeo: GT, 147 Q2
• Honda Civic Si (с 2006 года)
• Honda Civic 1. 8 VTi Europe & UK (5D & Aerodeck Wagon, 1996–2000)
• Ford Focus RS
• Mitsubishi Pajero
• Nissan Maxima SE 6MT
• Nissan Sentra SE-R Spec-V
• Oldsmobile Calais W41 (7 машин оборудованы на заводе, код опции C41)
• Oldsmobile Achieva W41 (7 машин оборудованы на заводе, код опции C41)
• Rover 200 Coupe Turbo, 200 BRM/LE, 220 Turbo, 420 Turbo, 620 Ti, 820 Vitesse (только версия 200PS)
• Honda Accord Type R
• Subaru Impreza STI после 2005
• Ford F-150 SVT Raptor начиная с 2012 модельного года
• Volvo 850 R только в сочетании с M59 MT
• Renault Megane RS
• Peugeot RCZ R
• Peugeot 208 GTI и 308 GTI (Peugeot Sport)

Только задний дифференциал:

• Audi V8 AT
• Audi R8
• Alfa Romeo: 155 Q4, 164 Q4
• BMW Z3
• Citroën BX 4×4 с ABS (так же как и Peugeot 405 4×4)
• Dodge/Ram Heavy Duty с 2003 года, оснащенный задней осью 11.5 AAM
• Ford Ranger FX4 (только 2002), Ranger FX4 Level II (2003-2009)
• Honda S2000
• Hyundai Genesis Coupe
• Lancia Delta Integrale
• Lexus IS, Lexus IS F, Lexus LFA
• Maserati Biturbo
• Mazda: Miata/MX-5 (опция на моделях 1994-2005 MT), RX-7, RX-8
• Nissan Silvia S15 SpecR
• Nissan Skyline R34 GTT, 25GT-X, 25GT-V MT
• Peugeot 405 4×4 с ABS (так же как и Citroën BX 4×4)
• Peugeot 505 turbo sedan (только 1989 модельный год)
• Subaru Impreza WRX STI (2007–2011)
• Toyota: Celica GT-Four, Supra, Soarer, Aristo, Mark II, Chaser, Cresta, Verossa, Altezza
• Pontiac Firebird четвертое поколение (1999-2002)
• Chevrolet Camaro четвертое поколение (1999-2002)
• Chevrolet Camaro SS, Pontiac Fire Hawk & Comp T/A четвертое поколение (1996-1997)
• Subaru Legacy spec. B
• 2012 Ford Mustang Boss 302, опция (стандарт на Laguna Seca Edition)
• 2014 Ford Mustang Shelby GT500, опция
• 2014 Ford Mustang GT в составе GT Track Package
• 2015-2016 Ford Mustang GT в составе Performance Package
• Toyota GT86 (также продавалась как Subaru BRZ и Scion FR-S на некоторых рынках)
• Super Duty F-450/550 с 1999 года (Ford)

Данные дифференциалы не требуют применения специальных присадок к маслу (в отличии от friction-based LSD), однако в них лучше использовать качественное масло для нагруженных гипоидных передач.

[свернуть]

Первоисточники

Моделирование 4WD транспортного средства оснащенного дифференциалом Torsen в ведущей оси

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена теме имитационной модели TC 4WD, оснащенного Torsen и открытыми дифференциалами в ведущих осях. Для создания полной модели транспортного средства программным обеспечением Matlab Simulink построены подмодели двигателя, кузова, шин, дифференциала и других компонентов системы трансмиссии. Автором были представлены и проанализированы некоторые результаты моделирования характеристик ТС с использованием открытого и Torsen дифференциала, когда ТС ускоряется с места на дороге с разделенным коэффициентом трения между левым и правым колесами.

ABSTRACT

This paper presents a simulation model of 4WD vehicle equipped with Torsen and open differentials in driving axles. In order to build the full model of vehicle, the sub-models of engine, vehicle body, tires, differential and other components of powertrain system was built with the help of Matlab Simulink software. Some simulation results of the performance of 4WD vehicle using open and Torsen differentials when vehicle accelerates from rest on the road with split friction coefficient between left and right wheels were presented and analyzed.

 

Ключевые слова: моделирование, система трансмиссии, дифференциал Torsen, динамика, транспортное средство.

Keywords: simulation, transmission system, torsen differential, dynamic, vehicle.

 

1. Введение

Двумя основными функциями любого дифференциала являются: передача крутящего момента двигателя на два выходных вала и обеспечение разности скорости вращения между этими двумя выходами. В транспортном средстве это механическое устройство особенно полезно в свою очередь, когда внешние колеса должны вращаться быстрее внутренних колес, чтобы обеспечить хорошую управляемость. Дифференциал играет важную роль в общей эффективность системы трансмиссии и сильно оказывает влияние на динамические характеристики, расход топлива и устойчивость автомобиля [9,6,4,10].

Основной недостаток обычного дифференциала (открытый дифференциал) заключается в том, что общая величина имеющегося крутящего момента всегда распределяется между двумя выходными валами с одинаковым постоянным отношением. В частности, это является источником проблемы, при которой ведущие колеса имеют различные условия сцепления. Если крутящий момент двигателя превышает максимальный передаваемый крутящий момент, ограниченный дорожным трением на одном ведущем колесе, это колесо начинает буксоваться. Хотя они не достигают своего предела трения, другие ведущие колеса не способны передавать больший крутящий момент, поскольку входной крутящий момент часто равномерно распределяется между двумя выходными валами.

Дифференциал Torsen позволяет значительно снизить этот нежелательный побочный эффект. Этот вид дифференциала с ограниченным проскальзыванием обеспечивает переменное распределение крутящего момента двигателя в зависимости от доступного трения каждого рабочего колеса. Например, для автомобиля с асимметричным дорожным трением между левым и правым колесами правые колеса находятся на скользкой поверхности (снег, грязь …). Нерегулярные левые колеса имеют хорошие условия сцепления, можно передать дополнительный крутящий момент на левую полосу. Это позволяет автомобилю двигаться вперед, что вряд ли возможно при открытом дифференциале [9,1].

В этой статье авторы представляют модель и результаты моделирования полноприводных автомобилей 4WD, оснащенных дифференциалом Тorsen на ведущем мосту при движении по дороге с различным коэффициентом сцепления между левым и правым колесами. Результаты моделирования также анализируются и сравниваются со случаем транспортных средств с открытым дифференциалом.

2. Модель автомобиля

При построении модели сложных систем с помощью программного обеспечения Matlab-Simulink, обычно делятся на подсистемы. Авторы разделили модель автомобиля 4WD (рис.1) на следующие подсистемы: двигатель, гидротрансформатор, коробка передач, дифференциал раздаточная коробка, карданный вал, межколесные дифференциалы, шины на передней и задней осях и кузов автомобиля [3].

 

	1-  Полуось;  2-  Гидротрансформато;  3-  Раздаточная коробка;  4,7 — Межколесный дифференциал;  5,6 — Карданный вал;  8 — ДВС; 9 — кузов автомобиля.
Рисунок 1. Схема автомобиля 4WD

 

2.1. Модели подсистем

а. Модель дифференциала Torsen

Самоблокирующийся дифференциал Torsen, был разработан в 1958 году Вернером Глизманом (Gleason). Дифференциал является разновидностью винтового дифференциала и предназначен для обеспечения тягой колёс ведущих мостов, в которых происходит проскальзывание одного из колес с опорной поверхностью. Он может устанавливаться в качестве как межколесного, так и межосевого дифференциала. Состоит из винтовых шестерен (сателлитов) и винтовых (полуосевых) колес (рис. 2). Сателлиты расположены попарно и связаны между собой шестернями, расположенными на периферии сателлитов. Полуосевые колеса 1 выполнены в виде винтовых колес, а сателлиты 2 выполнены в виде винтовых шестерен. Торцы сателлитов касаются корпуса 4 через шайбы 3 [1].

 

Рисунок 2. Конструкция самоблокирующегося дифференциала Torsen

 

На рисунке 3-а показана схема червячной передачи, используемой в дифференциале Torsen. Соотношение между угловыми скоростями солнечного зубчатого колеса, планетарного зубчатого колеса и несущей выражается выражением:

                                                                        (1)

Передача крутящего момента:

                                                                (2)

С в идеальном случае

В неидеальной передаче угловая скорость и геометрические ограничения неизменны. Однако передаваемый крутящий момент и мощность уменьшаются за счет: (i) кулоновского трения между поверхностями резьбы на W и G, характеризующегося коэффициентом трения k или постоянной эффективностью h_WG; h_GW; (ii) вязкое соединение карданного вала с подшипниками, параметризованное коэффициентами вязкого трения m_SC и m_WC.

Поскольку трансмиссия включает в себя червячную передачу, эффективность прямой и обратной передачи мощности различна. В таблице 1 приведены значения КПД для всех комбинаций передачи мощности.

Таблица 1. Значение КПД

Ведущий вал Ведомый вал       Планетрная шестерня Солнечная шестерня Водило Планетрная шестерня н/д hWG hWG Солнечная шестерня hWG н/д Без потерь Водило hWG Без потерь н/д

 

При случае контактного трения h_WG и h_GW определяются: (i) геометрией нарезания резьбы червячного редуктора, определяемой углом поворота l и углом нормального давления — a; (ii) Коэффициент фиксации поверхности контакта — k.

                                                             (3)

                                                            (4)

Для моделирования дифференциала Torsen (рис.2) были использованы компоненты из библиотеки Gears в Simscape Driveline [5].

 

а)	б)
Рисунок 3.  Схема червячной передачи (а) и подсистема дифференциала Torsen (б)

 

б. Модель кузова автомобиля

Движение транспортного средства является результатом суммарного воздействия всех сил и крутящих моментов, действующих на него (рисунок 4a). Продольные силы в шинах толкают автомобиль вперед или назад. Вес mg транспортного средства действует через его центр тяжести (CG). В зависимости от угла наклона, вес тянет транспортное средство на землю и тянет его назад или вперед. Независимо от того, движется ли автомобиль вперед или назад, аэродинамическое сопротивление замедляет его. Для простоты предполагается, что перетаскивание действует через CG [3,5].

Система дифференциальных уравнений, описывающих динамику автомобиля, записывается следующим образом

Где: g – гравитационное ускорение; β – угол наклона; m – масса транспортного средства; h – высота центра тяжести автомобиля (CG) над землей; a, b – расстояние между передней и задней осями соответственно от точки нормального проецирования транспортного средства CG на общую плоскость оси; V_x – скорость транспортного средства; V_W – скорость ветра; N – количество колес на каждую ось; F_xf, F_xr: продольные силы на каждом колесе в передней и задней точках контакта с землей соответственно; F_zf, F_zr – нормальные нагрузки на каждое колесо в передней и задней точках контакта с землей соответственно; A – эффективная площадь поперечного сечения лобового транспортного средства; C_d – коэффициент аэродинамического сопротивления; ρ – массовая плотность воздуха; F_d – аэродинамическая сила сопротивления.

 

а)	б)
Рисунок 4. Воздействия на автомобиль (а) и блок Simscape для кузова автомобиля (б)

Для моделирования динамики и движения автомобиля была построена модель Simulink (рис.4б) с шестью портами и двумя входными портами: W – скорость ветра, beta – угол наклона дороги; три выходных порта: V – продольная скорость, NF –нормальная сила передней оси, NR – нормальная сила задней оси и H – горизонтальное движение кузова автомобиля.

в. Модель ДВС

В этой статье модель Generic Engine [7] использовалась для моделирования двигателя внутреннего сгорания (рис.5). По умолчанию модель двигателя использует запрограммированное соотношение между крутящим моментом и скоростью, модулируемое сигналом дроссельной заслонки.
Модель двигателя определяется функцией требуемой мощности двигателя g (Ω). Функция обеспечивает максимальную мощность, доступную для данной частоты вращения двигателя Ω. Параметры блока (максимальная мощность, скорость при максимальной мощности и максимальная скорость) нормализуют эту функцию до физических значений максимального крутящего момента и скорости. Нормализованный входной сигнал T дроссельной заслонки указывает фактическую мощность двигателя. Мощность подается как часть максимально возможной мощности в устойчивом состоянии при фиксированной частоте вращения двигателя. Он модулирует фактическую мощность P, полученную от двигателя: P (Ω, T) = T·g (Ω). Крутящий момент двигателя составляет τ = P/Ω.

2.2. Полная модель автомобиля

На основе моделей подсистем, таких как кузов автомобиля, двигатель внутреннего сгорания, шина, дифференциал и другие компоненты силовой передачи, колес… были построены в предыдущем разделе. Мы можем построить полную модель транспортного средства (рис.6).

Рисунок 5. Модель ДВС	Рисунок 6. Полная модель автомобиля

3. Результаты и их обсуждение

Модель на рисунке 6 позволяет нам определить кинематические и динамические параметры основного компонента силовой передачи и транспортного средства, такие как коробка передач, дифференциал, полуось, колеса. В качестве иллюстрации авторы сделали моделирование автомобиля в случае разгона с места при разности коэффициентов сцепления с дорогой колес (левого и правого).

 

Рисунок 7. График крутящего момента в элементах дифференциал Torsen

 

Рисунок 8. График скорости, крутящего момента и слиы на полуоси

 

Некоторые результаты расчетов и моделирования приведены на рисунках 7,8. В частности, результаты моделирования крутящего момента на валу солнечной шестерни и водило дифференциала Torsen иллюстрируются на рисунке 7, результаты моделирования изменений силы, скорости и крутящего момента задний полуоси показаны на рисунке 8.

 

Рисунок 9.  График скорости колеса

Рисунок 10. График скорости автомобиля

 

На рисунке 9 показаны результаты моделирования скорости колес, а на рисунке 10 показано изменение скорости движения автомобиля в зависимости от времени. Анализ графиков показывает, что при наличии открытого дифференциала, скорость левого колеса быстрее, чем правое колесо, скорость движения автомобиля равна скорости правого колеса, поскольку эта разница в скорости должна вызвать буксование левого колеса. Тем не менее, в случае автомобилей, оснащенных дифференциалом Torsen, скорость между левым и правым колесами равна скорости автомобиля. Следовательно, нет явления буксования ведущего колеса. Это связано с тем, что при разнице в скорости между левым и правым колесами дифференциал Torsen автоматически блокируется. Таким образом, автомобили с дифференциалом Torsen в этом случае будут иметь лучшую устойчивость, чем автомобили с открытым дифференциалом.

 

Рисунок 11.  График тяговой силы

Анализ графиков скорости и тяги (рис. 11) показывает, что автомобиль, оснащенный открытым дифференциалом, будет развивать максимальную скорость около 6 м/с, а максимальная скорость автомобиля с дифференциалом Torsen может достигать почти 11 м/с. Более того, максимальная тяговая сила, достигаемая при использовании дифференциала Torsen, примерно в 2,4 раза больше, чем в случае с обычным открытым дифференциалом. Очевидно, что в рассматриваемых условиях движения ТС, оснащенные Torsen, на ведущем мосту будут иметь лучшие динамические параметры, чем автомобили с открытым дифференциалом.

4. Выводы

В этой статье был представлен метод моделирования автомобиля 4WD, оснащенного дифференциалом Torsen, с использованием программного обеспечения Matlab/Simulink 2018. Модель включает в себя подмодели дифференциала Torsen, двигателя внутреннего сгорания, кузова автомобиля и другие компоненты автомобильной трансмиссии. Имитационная модель позволяет быстро изменять типы межколесных дифференциалов, параметры конструкции автомобиля, а также условия работы для графического просмотра выходных данных. Таким образом, эта модель может быть использована для оптимального проектирования системы дифференциала и трансмиссии, а также для оптимального управления автомобилем 4WD.

 

Признательность

Исследование было поддержано Тхайнгуенским университетом для научного проекта

Acknowledgments

My research was supported by Thai Nguyen University for the scientific project 

 

Список литературы:
1. Антонян А.В. Вывод коэффициентов блокировки самоблокирующегося дифференциала Torsen // Молодежный научно-технический вестник. Электрон. журн. 2015. №8.Режим доступа: http://sntbul.bmstu.ru /doc/793602.html
2. Афанасьев Б.А., Белоусов Б.Н., Жеглов Л.Ф., Зузов В.Н., Полунгян А.А., Фоминых, А.Б., Цыбин В.С. Проектирование полноприводных колесных машин: учебник для вузов. В 3 т. Т. 2. / под общ. ред. А.А. Полунгяна. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана 2008. 528с.
3. Hans Pacejka, Tyre and vehicle dynamic, 3rd Edition. Butterworth-Heinemann, 2012.
4. Heisler H., Advance vehicle Technology, 2nd edition. Butterworth-Henemann, 2002. 663p.
5. J.Y. Wong, Theory of ground vehicles, 4th ed., (John Wiley and Sons, Inc., New York.
6. Moawad, A. and Rousseau, A. (2012, August). Effect of Transmission Technologies on Fuel Efficiency – Final Report. (Report No. DOT HS 811 667).
7. Model and simulate rotational and translational mechanical systems / [Internet source]. — Access mode: https://www.mathworks.com/products/simdrive.html (date of the application: 05.10.2019).
8. Naunheimer H., Bertsche B., Ryborz J., Novak W. Automotive Transmissions: Fundamentals, Selection, Design and Application. Second Edition. Springer: Heidelberg, Dordrecht, London, Ney York. 2011. 715p.
9. Nguyen Trong Hoan and Nguyen Khac Tuan, Automotive transmission system, (Vietnam educational Publishing house 2018).
10. P. Lukin, G. Gasparyants, V. Rodionov, Automobile chassis Design and Calculations, Mir Publisher Moscow, 1989, 407p.

 

Технологии MITSUBISHI MOTORS от А до Я

Мы используем файлы cookie, чтобы сделать наш веб-сайт максимально удобным и полезным для Вас. Узнать больше Закрыть

Куки (англ. cookie, буквально — печенье) – это небольшие фрагменты пользовательских данных, которые веб-сервер сайта отправляет браузеру (веб-клиенту) пользователя. Эти данные хранятся на устройстве пользователя. В дальнейшем, при попытке зайти на соответствующий сайт, браузер передает cookie серверу в составе http запроса.

Куки используются с целью:

1. Ведения статистики посещений
2. Аутентификации пользователя
3. Хранения настроек контента
4. Изучения и улучшения пользовательского опыта

и т.д

Мы используем файлы cookie в первую очередь для изучения поведения пользователей на наших сайтах, для улучшения функционала и интерфейсов, что бы посетители могли найти интересующую их информацию быстрее и в наиболее полном виде.

Файлы cookie не применяются нами для идентификации личности пользователей или настройки рекламных рассылок.

 

Файлы cookie могут быть разделены на следующие категории:

1. «Технические» cookie — необходимы для обеспечения бесперебойной работы веб-сайта и его функций. Например, они используются в функционале калькулятора ТО.
2. «Функциональные» cookie — упрощают использование веб сайта. Например, функция автоматического логина в личном кабинете.
3. «Сервисные» cookie — собирают информацию об использовании пользователем веб-сайта. Например, какие страницы посещал пользователь и как долго он на них находился.
4. «Сторонние» cookie — устанавливаются третьими лицами, например, социальными сетями. Они в первую очередь используются для интеграции контента социальных сетей, например, плагинов, на нашем веб-сайте.

 

Наш сайт можно использовать и без сохранения файлов cookie, поэтому если вы не хотите, чтобы информация о вашем посещении попадала в статистику, вы можете отключить сохранение кук для сайта в вашем браузере. Подробнее вы можете узнать в инструкции вашего браузера.

Torsen® Traction

Chevrolet Camaro IRS (5-е поколение)

Chrysler 300C, Dodge Charger / Challenger SRT8 (Getrag 226)

Дана 30, 3.73 и выше — Т-2

Дана 44, 3,73 и вниз — Т-2

Дана 44, 3.73 и ниже — T-2R

Дана 44, 3,92 и выше — Т-2

Дана 44, 3.92 и выше — Т-2Р

Форд 8.8, 28-сплайн — Т-2

Форд 8.8, 28-шлиц — Т-2Р

Ford 8.8, 31-сплайн — T2

Форд 8.8, 31-сплайн, — Т-2Р

Ford Mustang S550 (2015-2019) — ось 3,15: 1

Ford Mustang S550 (2015-2019) — 3.Оси 31 и выше

Ford Ranger Front — Dana 35 SLA

Замена дифференциала Ford Ranger FX4

Ford 9 дюймов, 31-Spline — T1

Форд 9.75 ”

GM 7.6, 28-шлицы 2-й серии — T-2

GM 7.6, 28-шлицы 3-й серии — Т-2

GM 8.6 (10 болтов) — T-2R

Джип JK Дана 44, Т-2Р

Комплект упорного блока — GM 7.6 (Автомобиль F)

Опорный блок — GM 8.6 (SSR)

Комплект упорного блока — Ford 8.8 # 1

Комплект упорного блока — Ford 8.8 # 2

Комплект упорного блока — Ford 8.8 # 3

Torsen® Traction

В дифференциалах Torsen® используется усовершенствованная косозубая передача , производимая на современном зуборезном оборудовании. Запатентованные зубчатые передачи Invex ™, Equvex ™ и Equvex II дают Torsen® возможность передавать крутящий момент по мере необходимости на любые шины, которые могут его лучше использовать, улучшая тягу, стабильность и динамику автомобиля.

Дифференциалы

Torsen® смещают крутящий момент, то есть распределяют крутящий момент между шинами, смещая больший крутящий момент туда, где его лучше всего использовать, без потери тяги для работы.Они работают, управляя трением, возникающим в результате приложения крутящего момента к косозубой передаче. При приложении крутящего момента к зубчатой ​​передаче они упираются в корпус дифференциала. Это создает трение, пропорциональное приложенной нагрузке. Это трение дает ему возможность предотвращать пробуксовку колес и крутящий момент смещения.

Регулируя и управляя этим уровнем трения во всем диапазоне рабочих характеристик, дифференциал может поддерживать дисбаланс в сцеплении, позволяя шине с лучшим сцеплением получать больший крутящий момент, предотвращая при этом нежелательное пробуксовывание колес.Способность дифференциала передавать больший крутящий момент на шину с лучшим сцеплением с дорогой характеризуется как коэффициент смещения крутящего момента, или сокращенно TBR. По сути, это соотношение между высоким и низким сцеплением, которое дифференциал может обеспечивать, оставаясь заблокированным. Чем выше значение TBR, тем выше тяговые характеристики.

Само трение происходит от нашей уникальной косозубой передачи. Когда входной крутящий момент прикладывается к косозубой шестерне, он создает серию осевых сил, которые толкают эту шестерню в корпус дифференциала.Когда эти силы давят на стенку кожуха, этот контакт создает трение. По мере увеличения крутящего момента увеличиваются и силы, и трение увеличивается пропорционально величине приложенного крутящего момента. Это дает Torsen® возможность поддерживать значительный дисбаланс тяги в тяжелых условиях дроссельной заслонки, например, при выходе из поворота. Тем не менее, он по-прежнему может свободно и плавно дифференцироваться на низких уровнях крутящего момента, поэтому автомобиль послушен, прост в управлении и маневрировании.

В сочетании с тормозными системами контроля тяги и другими электронными средствами управления ходовой частью Torsen® становится еще более эффективным, дополняя эти системы, уменьшая количество необходимого вмешательства и улучшая реакцию системы.Это работает в сухих, влажных, снежных, грязных, обледенелых и даже песчаных условиях, обеспечивая вашему автомобилю наилучшее сочетание тяговых характеристик.

В дифференциалах Torsen® используется усовершенствованная косозубая передача , производимая на современном зуборезном оборудовании. Запатентованные зубчатые передачи Invex ™, Equvex ™ и Equvex II дают Torsen® возможность передавать крутящий момент по мере необходимости на любые шины, которые могут его лучше использовать, улучшая тягу, стабильность и динамику автомобиля.Дифференциалы Torsen® регулируют крутящий момент, что означает, что они распределяют крутящий момент между шинами, смещая больший крутящий момент туда, где он лучше всего используется, без потери тяги для работы. Они работают, управляя трением, возникающим при приложении крутящего момента к косозубой передаче. Это трение дает ему возможность предотвращать пробуксовку колес и крутящий момент смещения. Регулируя и управляя этим уровнем трения во всем диапазоне рабочих характеристик, дифференциал может поддерживать дисбаланс в сцеплении, позволяя шине с лучшим сцеплением получать больший крутящий момент, предотвращая нежелательное пробуксовывание колес.Способность дифференциала передавать больший крутящий момент на шину с лучшим сцеплением с дорогой характеризуется как коэффициент смещения крутящего момента или сокращенно TBR. По сути, это соотношение между высоким и низким сцеплением, которое дифференциал может обеспечивать, оставаясь заблокированным. Чем выше значение TBR, тем агрессивнее сцепление с дорогой. Само трение происходит от нашей уникальной косозубой передачи. Когда входной крутящий момент прикладывается к косозубой шестерне, он создает серию осевых сил, которые толкают эту шестерню в корпус дифференциала.Когда эти силы давят на стенку кожуха, этот контакт создает трение. По мере увеличения крутящего момента увеличиваются и силы, и трение увеличивается пропорционально величине приложенного крутящего момента. Это дает Torsen® возможность поддерживать значительный дисбаланс тяги в тяжелых условиях дроссельной заслонки, например, при выходе из поворота. Тем не менее, он по-прежнему может свободно и плавно дифференцироваться при низких уровнях крутящего момента, поэтому автомобиль послушен и прост в управлении и маневрировании. В сочетании с системами контроля тяги на основе тормозов и другими электронными средствами управления ходовой частью Torsen® становится еще более эффективным, дополняя их. системы за счет уменьшения объема необходимого вмешательства и усиления реакции системы.Это работает в сухих, влажных, снежных, грязных, обледенелых и даже песчаных условиях, обеспечивая вашему автомобилю наилучшее сочетание тяговых характеристик.

Torsen по сравнению с дифференциалом повышенного трения с покрытием. — Решения KMP Drivetrain

• Автор: Гербен Тиммер

• 21 апреля 2020

Время чтения: 8-10 минут

В нашем предыдущем блоге мы объяснили принцип работы дифференциала повышенного трения с пластинами.В этом блоге мы хотели бы объяснить, как работает дифференциал повышенного трения Torsen и чем он отличается от LSD с покрытием, такого как Drexler LSD. В остальной части этого блога предполагается, что читатель знает об обычных открытых дифференциалах и дифференциалах повышенного трения с пластинами.
Дифференциал Torsen и дифференциал повышенного трения с покрытием служат той же цели; всегда сохранять максимально возможный крутящий момент для колес, сохраняя при этом возможность объезжать повороты при обычном вождении.Оба используют трение, но способ создания и использования трения сильно различается.

Детали Torsen

Torsen, редукторный или косозубый дифференциал не содержит крестообразных и боковых шестерен, таких как открытый дифференциал или LSD с покрытием. Вместо этого есть червячные передачи (на карданных валах) и червячные колеса, которые соединены с корпусом дифференциала. На конце червячного колеса есть прямозубые шестерни, которые соединяют червячные колеса вместе. Когда автомобиль едет прямо, червячные колеса просто нажимают на червячные шестерни и вращают оба колеса с одинаковой скоростью.Поскольку оба колеса движутся с одинаковой скоростью, червячным колесам нет необходимости вращаться вокруг своей оси.

Как это работает

Torsen работает так же, как открытый дифференциал, когда крутящий момент, прилагаемый к обоим колесам, одинаков. Если одна ось вращается быстрее, она вращает червячную передачу. Эта червячная передача через прямозубые цилиндрические шестерни соединена с червячной шестерней другой оси и заставляет ее вращаться в противоположном направлении, что позволяет обоим колесам вращаться с разной скоростью в поворотах.Внутреннее колесо поворачивается медленнее на ту величину, на которую другое колесо вращается быстрее. Эта разница в скорости продиктована дорогой, но что произойдет, если машина не окажется в повороте?

Иллюстрация Алекса Ю.

Если одно из колес сталкивается с пробуксовкой, дифференциал с зубчатой ​​передачей смещает крутящий момент на колесо с захватом. Это происходит из-за трения в дифференциале. Существует трение между червячной передачей и червячным колесом, между обеими червячными передачами и между червячными колесами и корпусом, где они вращаются вокруг своей оси.Это трение создано конструктивно, и поэтому дифференциал работает как LSD. Под нагрузкой шестерни не могут свободно вращаться. Трение между шестернями используется для ограничения разницы скоростей между обоими колесами. Крутящий момент будет смещен по дифференциалу. Коэффициент смещения крутящего момента зависит от конструкции шестерен и точек трения, но, например, может составлять 4: 1. Это означает, что колесо с большим сцеплением может получить в 4 раза больший крутящий момент, чем другое колесо (то есть 80% против 20%).

Обратите внимание, что колесо с захватом получает в 4 раза большее сцепление, которое другое колесо может передать на дорогу.Это не означает, что можно использовать 100% крутящего момента двигателя. Допустим, двигатель развивает крутящий момент 300 Нм, а вращающееся колесо может передавать только 50 Нм крутящего момента на поверхность, на которой оно находится. В обычном открытом дифференциале другое колесо также получит крутящий момент 50 Нм. Суммарный крутящий момент на колеса составляет 100 Нм. В дифференциале Torsen с передаточным отношением 4: 1 другое колесо получит крутящий момент 200 Нм. Общий крутящий момент на колеса теперь составляет 250 Нм.

Преимущества

Плюсы спирального LSD по сравнению с LSD с покрытием — низкий уровень шума и низкие эксплуатационные расходы, поэтому они очень подходят для уличных автомобилей.Их можно установить и о них практически забыть. Гоночные автомобили, как правило, очень громкие и требуют значительного обслуживания, потому что трансмиссия подвергается гораздо большей нагрузке, чем дорожное транспортное средство, поэтому шум и техническое обслуживание на самом деле не являются проблемой.
Характеристики блокировки Torsen очень линейны от нулевой блокировки до максимально возможной блокировки. Поскольку здесь нет точки прерывистого скольжения, как у покрытого LSD, это делает Torsen легким и очень предсказуемым в управлении.

Минусы

Автомобиль не будет двигаться, если одно из колес находится в воздухе.Если одно колесо находится в воздухе или совсем не имеет тяги, для поворота этого колеса потребуется очень небольшой крутящий момент. Необходимо приложить крутящий момент к зубчатым колесам для создания необходимой осевой силы для поддержания отношения смещения. Без крутящего момента шестерни не будут прижаты друг к другу, и трение не возникнет, поэтому шестерни могут вращаться свободно. Ненагруженное колесо будет иметь высокую скорость, но может передавать очень небольшой крутящий момент или совсем не передавать его. Спиральный LSD будет передавать крутящий момент на колесо с тягой в соответствии с коэффициентом смещения, НО четыре раза ноль по-прежнему равняется нулю.Это означает, что колесо с захватом не получит крутящего момента, а LSD действует как открытый дифференциал. Покрытый LSD будет иметь (ограниченный) крутящий момент, доступный для колеса с тягой из-за предварительной нагрузки в пакете сцепления.

Другой недостаток заключается в том, что коэффициент смещения крутящего момента определяется конструкцией и не может быть изменен. Различное отношение смещения может быть достигнуто путем изменения углов винтовой линии бокового зубчатого колеса или характеристик трения для основных компонентов.

LSD с покрытием дает возможность адаптировать его к потребностям и предпочтениям клиента и его или ее автомобиля.Возможности практически безграничны и очень эффективны. Угол давления, предварительный натяг, тип фрикционных пластин, количество пластин и многое другое можно настроить. Это также означает, что LSD с покрытием можно отрегулировать для различных типов цепей и поверхностей.

Chocholek SE (1988) Разработка дифференциала для улучшения контроля тяги. C368 / 88 © IMechE

Заключение

В заключение, у обоих типов ЛСД есть свои плюсы и минусы. Обзор, который легко сравнить, приведен ниже.

Torsen LSD	LSD с покрытием
Низкие эксплуатационные расходы	Требуется техническое обслуживание
Очень небольшая регулируемая способность	Регулируется для идеального сочетания
Низкий уровень шума при работе	Шумнее открытого дифференциала
Нет скорости при поднятом колесе	Ограниченная скорость при поднятом колесе
Низкие затраты	Относительно более высокие затраты

Мы считаем регулируемую способность LSD с покрытием большим преимуществом в автоспорте.Какой тип LSD лучше всего подходит для вашего применения, зависит от ваших потребностей и от того, для какого типа вождения или гонок вы хотите, чтобы ваш автомобиль подходил. Если вам нужен какой-либо совет по дифференциалам повышенного трения, свяжитесь с нами, чтобы помочь вам найти лучшее решение для трансмиссии.

JTEKT CORPORATION ｜ Torsen LSD (дифференциал повышенного трения)

Torsen LSD (дифференциал повышенного трения)

Torsen типа A

Наброски

• Коэффициент распределения крутящего момента, используемый для заднего дифференциала и других заднеприводных спортивных автомобилей, у этой модели высокий.
• Улучшены предельные характеристики при прохождении поворотов на высоких скоростях и по пересеченной местности, что позволяет добиться отличной управляемости с большими габаритами.

Каталог Скачать

Torsen типа B

Наброски

• Возможно немедленное распределение крутящего момента, подходящее для местности, недоступной с открытыми дифференциалами.
• Несмотря на преимущество оригинальной реакции Torsen, эта многоцелевая модель поддерживает различные приложения с широкими возможностями адаптации, от переднего дифференциала до заднего дифференциала.

Каталог Скачать

Тип C Torsen

Наброски

• Благодаря использованию планетарной передачи, уменьшение габаритов и веса нацелены на, а с неравномерным распределением крутящего момента между передней и задней частью автомобиля достигается высокая устойчивость при движении с центральным дифференциалом, предназначенным для полноприводных автомобилей.

Каталог Скачать

Тип C компактный Torsen

Наброски

• Благодаря использованию планетарной передачи, уменьшение габаритов и веса нацелены на, а с неравномерным распределением крутящего момента между передней и задней частью автомобиля достигается высокая устойчивость при движении с центральным дифференциалом, предназначенным для полноприводных автомобилей.

Каталог Скачать

Двойной дифференциал Torsen

Наброски

• Межосевой дифференциал Type-C и передний дифференциал конического типа объединены для уменьшения габаритов и веса с помощью уникального беспрецедентного дифференциала.

Каталог Скачать

Torsen | автомобили с полным приводом, автомобили 4×4, грузовики с полным приводом, 4motion, quattro, xDrive, SH-AWD, Haldex, Torsen, wiki

torsen с автоматической блокировкой дифференциала (Править) Дифференциал Torsen — это механический самоблокирующийся межосевой дифференциал, который регулирует мощность между передней и задней осями в соответствии с потребностями.Слово «Torsen» состоит из слов «крутящий момент» и «определение», что указывает на то, что дифференциал работает на основе определения крутящего момента. Он реагирует на изменяющиеся силы вращения между входным и выходным валами (передний и задний мост). Это обеспечивает возможность переменного распределения крутящего момента между осями. В дифференциале Torsen две выходные шестерни соединены между собой червячными передачами. Они ограничивают высокие дифференциальные скорости вращения, но все же уравновешивают скорости при прохождении поворотов. Главный недостаток дифференциала Torsen заключается в том, что когда на одной из осей не регистрируется крутящий момент, дифференциал не блокируется.Дифференциал Torsen не способен передавать 100% крутящего момента на одну из осей. В реальной жизни это означает, что когда одна ось полностью теряет сцепление (очень низкое сцепление с дорогой на льду или если колеса подняты в воздух), автомобиль не может двигаться. См. Audi. См. Тест роликов Audi Q5 quattro и BMW X3 xDrive Вы видели лучшее описание Torsen с автоматической блокировкой дифференциала в Интернете? Отправьте нам ссылку или опубликуйте ее в комментарии ниже! В оригинальном Torsen T-1 (тип A) используются косозубые шестерни с перекрещенными осями для увеличения внутреннего трения.Тип I может быть разработан для более высоких коэффициентов смещения крутящего момента, чем Тип II, но обычно имеет более высокий люфт и потенциальные проблемы с шумом, вибрацией и жесткостью (NVH) и требует точной настройки / установки. Рисунок: T-1 (Тип A) Вы видели лучшее описание Т-1 в сети? Отправьте нам ссылку или опубликуйте ее в комментарии ниже!

Более поздний Torsen T-2 (тип B) использует параллельную передачу для достижения аналогичного эффекта.Существует также специальное применение Т-2, известное как Т-2R (RaceMaster). Рисунок: T-2 (Тип B) Вы видели лучшее описание Т-2 в сети? Отправьте нам ссылку или опубликуйте ее в комментарии ниже! Последний Torsen T-3 (тип C) представляет собой дифференциал планетарного типа, в котором номинальное разделение крутящего момента не 50:50. Тип C доступен как в одинарной, так и в сдвоенной версии; дифференциал Torsen Twin C имеет передний и центральный дифференциалы в одном устройстве. Рисунок: Т-3 (Тип C) (Источник: Википедия) Рисунок: Дифференциал Torsen типа I с автоматической блокировкой Рисунок: Дифференциал Torsen типа II с автоматической блокировкой Рисунок: Межосевой дифференциал Audi Torsen тип 1 (1) Рисунок: Межосевой дифференциал Audi Torsen тип 1 Рисунок: Межосевой дифференциал Audi Torsen тип 1 в разобранном виде Рисунок: Torsen типа II (слева) и Torsen типа I Рисунок: Дифференциал планетарной передачи Torsen типа III Рисунок: Дифференциал планетарной передачи Torsen типа III на Audi quattro Рисунок: Как работает дифференциал Torsen.Принцип работы. Вы видели лучшее описание Т-3 в сети? Отправьте нам ссылку или опубликуйте ее в комментарии ниже!

Это Wiki, поэтому не стесняйтесь исправлять любые фактические или грамматические ошибки. Протестируйте здесь перед публикацией.

Javacript требуется для справки и просмотра изображений.

1

типов дифференциалов и принцип их работы

Как и большинство других элементов современных автомобилей, простая зубчатая передача, известная как дифференциал, подвергалась постоянным усовершенствованиям и экспериментам, что привело к появлению целого ряда типов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Концепция дифференциала, то есть позволяющая колесам, установленным на одной оси, вращаться независимо друг от друга, является древней конструкцией, и первый известный пример ее использования был зарегистрирован в Китае в ^-м -м тысячелетии до нашей эры.

Хотя это было задолго до изобретения автомобиля, повозки, повозки и колесницы все еще страдали от той же проблемы, связанной с проскальзыванием или волочением одного колеса на поворотах, что увеличивало износ и приводило к повреждению дорог.

Появление двигателей, приводящих в движение передние или задние колеса для приведения в движение транспортного средства, вместо того, чтобы просто тянуть их на лошади, добавило новую проблему, которую необходимо преодолеть — как обеспечить независимое вращение, сохраняя при этом возможность приводить в действие оба колеса.

Первые автомобили не пытались, они просто приводили в движение только одно колесо на независимой оси. Но это было далеко от идеала, так как это означало, что они были недостаточно мощными и часто сталкивались с проблемами сцепления с дорогой на любом другом участке, кроме твердой, ровной поверхности.

В конечном итоге это привело к разработке открытого дифференциала до того, как были разработаны другие более сложные типы для преодоления более сложных условий вождения.

Посмотрите это видео, в котором с помощью трехмерных изображений объясняется, как работают следующие типы дифференциала:

Открытый дифференциал:

Дифференциал в своей основной форме состоит из двух половин оси с шестерней на каждом конце, соединенных вместе третьей шестерней, составляющих три стороны квадрата.Обычно это дополняется четвертой передачей для дополнительной силы, завершая квадрат.

Этот базовый блок затем дополняется кольцевой шестерней, добавляемой к корпусу дифференциала, который удерживает основные основные шестерни — и эта кольцевая шестерня позволяет приводить колеса в движение, соединяясь с приводным валом через шестерню.

^{В этом примере вы можете увидеть три стороны внутреннего зубчатого колеса, составляющего основной механизм, причем большая синяя шестерня представляет коронную шестерню, которая будет соединяться с приводным валом.На левом изображении показан дифференциал с обоими колесами, вращающимися с одинаковой скоростью, а на правом изображении показано, как внутренние шестерни входят в зацепление, когда одно колесо вращается медленнее, чем другое.}

Эта зубчатая передача составляет дифференциал открытого типа, и является наиболее распространенным типом автомобильного дифференциала , от которого происходят более сложные системы.

Преимущество этого типа в основном ограничивается основной функцией любого дифференциала, как описано ранее, с упором в первую очередь на обеспечение возможности поворота оси более эффективно, позволяя колесу за пределами поворота двигаться с большей скоростью, чем внутреннее колесо. поскольку он покрывает больше земли.Он также выигрывает от того, что его базовая конструкция относительно дешева в производстве.

Недостатком этого типа является то, что, поскольку крутящий момент распределяется равномерно между обоими колесами, количество мощности, которое может передаваться через колеса, ограничивается колесом с наименьшим сцеплением.

После достижения предела тяги обоих колес вместе, колесо с наименьшим тяговым усилием начнет вращаться, что еще больше снижает этот предел, поскольку сопротивление со стороны уже вращающегося колеса еще меньше.

Прочтите наш блог о турбонагнетателях, нагнетателях и безнаддувных двигателях

Заблокированный дифференциал:

Блокировка или блокировка дифференциала — вариант, встречающийся на некоторых транспортных средствах, в первую очередь на тех, которые едут по бездорожью. По сути, это открытый дифференциал с возможностью блокировки на месте для создания фиксированной оси вместо независимой. Это может происходить вручную или с помощью электроники в зависимости от технологии в автомобиле.

Преимущество заблокированного дифференциала в том, что он может получить значительно большее тяговое усилие, чем открытый дифференциал .Поскольку крутящий момент не разделен поровну 50/50, он может передавать больший крутящий момент на колесо, которое имеет лучшее сцепление с дорогой, и не ограничивается более низким сцеплением другого колеса в любой данный момент.

Поскольку маловероятно, что вы будете двигаться со скоростью и обычно путешествуете по неровной поверхности, проблема торможения и износа шин на поворотах на неподвижной оси является меньшей проблемой.

Одним из недостатков заблокированных дифференциалов называется заедание, которое возникает, когда в трансмиссии накапливается избыточная энергия вращения (крутящий момент), и ее необходимо высвободить — обычно это достигается за счет отрыва колес от земли для сброса положения.Или просто сняв замки, когда они больше не нужны.

Представьте себе длинную картонную трубку, удерживаемую на каждом конце, а затем скручивающую трубку в противоположных направлениях до такой степени, что трубка не могла больше выдерживать силу, складывалась и рвалась — это связывание. Это происходит из-за того, что колеса движутся с разной скоростью, что приводит к скручиванию осей и увеличению давления на шестерни, но нагрузки на колеса и их повышенного тягового усилия достаточно, чтобы предотвратить проскальзывание шин и сбросить давление.

Сварной / золотниковый дифференциал:

Сварные дифференциалы, по сути, такие же, как заблокированный дифференциал, только он был постоянно приварен из открытого дифференциала к фиксированной оси (также известный как дифференциал золотника). Обычно это делается только в определенных обстоятельствах, когда характеристики заблокированного дифференциала / Фиксированная ось, которая облегчает одновременное вращение обоих колес, желательны — например, в автомобилях, предназначенных для дрифта.

Обычно это не рекомендуется, так как тепло от сварки может снизить прочность компонентов и увеличить риск катастрофического отказа детали — что может даже привести к тому, что сломанные шестерни дифференциала взорвутся через корпус дифференциала и представляют опасность для других участников дорожного движения и пешеходов.

Дифференциал повышенного трения:

LSD объединяет преимущества открытого и заблокированного дифференциалов в более сложной системе. Есть две категории, которые используют разные формы сопротивления для достижения одного и того же эффекта:

Механическое сцепление LSD:

Этот тип LSD окружает ту же самую центральную шестерню, видимую на открытом дифференциале, парой нажимных колец, которые оказывают усилие на два набора дисков сцепления, расположенных рядом с шестернями.Это обеспечивает сопротивление независимому вращению колес, изменяя эффект дифференциала с открытого на заблокированный — и обеспечивая ему повышенное тяговое усилие, которое этот тип выигрывает от более открытого дифференциала.

На этом разрезе вы можете видеть нажимные кольца (также срезанные), окружающие центральные шестерни, которые при вращении раздвигаются центральными штифтами шестерни, прижимающимися к наклонным поверхностям. Это движение толкает нажимные кольца на блоки сцепления (желтый и синий) с обеих сторон, создавая сопротивление и изменяя поведение оси с открытого на фиксированный.

LSD с механическим сцеплением также подразделяются на подтипы, которые ведут себя немного по-разному и изменяются при воздействии давления на диски сцепления и нажимные кольца:

• В LSD с односторонним движением давление проявляется только при ускорении. Это означает, что при прохождении поворотов и выключении питания дифференциал ведет себя как открытый тип, позволяя им поворачиваться независимо, но при ускорении принудительное вращение дифференциала создает трение в дисках сцепления, блокируя их на месте, чтобы получить больше тяги.
• A Двусторонний LSD делает шаг вперед и оказывает давление на диски сцепления также при замедлении, чтобы улучшить устойчивость при торможении на дорожном покрытии с изменчивой поверхностью.
• Полуторный снова пытается объединить лучшее из обоих подтипов, оказывая большее давление при ускорении и меньшее — при замедлении.

Обратной стороной механических LSD является то, что они требуют регулярного обслуживания для поддержания работоспособности и склонны к полному износу, что приводит к дорогостоящей замене деталей.

Вязкий LSD:

Второй тип дифференциала повышенного трения, в котором вместо муфт используется густая жидкость для создания сопротивления, необходимого для изменения поведения дифференциала между разомкнутым и заблокированным состояниями. Из-за того, что у них меньше движущихся частей, чем у механических LSD, VLSD проще, но также имеют более широкий спектр преимуществ и недостатков по сравнению с ними.

В своей основной работе эффект более плавный в применении, чем механические LSD, поскольку сопротивление растет в унисон со скоростью, с которой движутся колеса по сравнению с корпусом дифференциала, обеспечивая очень постепенное увеличение.

VLSD также могут более эффективно направлять крутящий момент на колесо, у которого больше тяги . Поскольку жидкость действует так, чтобы сопротивляться пониженной скорости, если колесо когда-либо теряет сцепление с дорогой и вращается, разница в скорости между двумя колесами внутри дифференциала создает большее сопротивление более медленному движущемуся колесу, передавая больший крутящий момент от ведущего вала на него.

VLSD становятся менее эффективными при длительном использовании, поскольку жидкость нагревается, они становятся менее вязкими и обеспечивают меньшее сопротивление.Он также не может блокироваться так же полно, как механический LSD, из-за того, что жидкость не может обеспечить абсолютное сопротивление в подходящем пространстве.

Недостатком как механических, так и вязкостных LSD является то, что система не всегда эффективно направляет крутящий момент во время прохождения поворотов на высокой скорости, поскольку она может интерпретировать более быстро движущееся внешнее колесо как потерю сцепления. Затем он направляет крутящий момент на внутреннее колесо, создавая избыточную / недостаточную поворачиваемость в момент, противоположный тому, когда это необходимо.

Torsen Дифференциал:

В дифференциале Torsen ( Tor que — Sen sing) используется хитроумная передача, обеспечивающая тот же эффект, что и в дифференциале с ограниченным скольжением, без необходимости использования муфт или гидравлического сопротивления.

Это достигается за счет добавления слоя червячной передачи к традиционной передаче открытого дифференциала. Эти наборы червячных шестерен, действующих на каждую ось, обеспечивают сопротивление, необходимое для передачи крутящего момента, которое затем достигается за счет того, что червячные шестерни находятся в постоянном зацеплении друг с другом через соединенные прямозубые цилиндрические шестерни.

_{На первом и втором изображениях показаны три пары червячных шестерен, находящихся в зацеплении с каждой половиной оси — с цилиндрическими шестернями на конце каждого червяка, соединяющими пары.Именно это соединение передает крутящий момент от одного колеса к другому, когда одна ось начинает вращаться быстрее, чем другая. В то время как первое и второе изображения имеют оригинальный дизайн торсена, третье изображение представляет собой вторую версию дифференциала торсена. В новой конструкции червячные передачи переставлены на одну линию с осями, но при этом выполняют то же механическое действие. Каждая червячная передача все еще находится в контакте со своей парой, и только одна сторона оси с промежутками в шестерне удаляет зацепление с другой стороны.}

Постоянное зацепление между двумя сторонами дифференциала имеет дополнительное преимущество, заключающееся в немедленной передаче крутящего момента, что делает его чрезвычайно чувствительным к изменяющимся дорожным и дорожным условиям.

В то время как открытый дифференциал всегда должен распределять крутящий момент 50/50 между каждым колесом, дифференциал Torsen способен направлять больший процент крутящего момента через одно колесо в зависимости от передаточных чисел шестерен. Этот снимает ограничение мощности, которое испытывают открытые дифференциалы , потому что величина доступного крутящего момента не ограничивается величиной тяги в любом колесе.

Кроме того, зубчатая передача также может быть обработана таким образом, чтобы придавать другое соотношение сопротивления при ускорении и замедлении, как это делает полутораходовой дифференциал повышенного трения.

Все это достигается механически без использования электроники или каких-либо скоропортящихся деталей, приносимых в жертву трению, и в целом дифференциал Torsen является превосходной механической системой , которая сочетает в себе основные преимущества всех перечисленных ранее типов дифференциалов.

Прочтите наш блог о трансмиссиях с двойным сцеплением и принципах их работы

Активный дифференциал:

Очень похоже на дифференциал повышенного трения, в активном дифференциале по-прежнему используются механизмы, обеспечивающие сопротивление, необходимое для передачи крутящего момента с одной стороны на другую, но вместо того, чтобы полагаться на чисто механическую силу, эти муфты могут активироваться электронным способом.

Активный дифференциал может использовать электронику для искусственного изменения механических сил, которые система испытывает при изменении условий движения.Это делает их управляемыми и, следовательно, программируемыми, а с помощью ряда датчиков на транспортном средстве компьютер может автоматически определять, на какие ведущие колеса и когда направить мощность.

Это значительно улучшает характеристики, особенно на несовершенных дорожных покрытиях, и особенно предпочитают раллийные водители, чьи автомобили выдерживают быстро меняющиеся условия движения и нуждаются в системе, которая может не отставать от их непрерывных регулировок транспортного средства.

Дифференциал с вектором крутящего момента:

TVD продвигает эту усовершенствованную с помощью электроники систему еще дальше, используя ее для управления углом или вектором транспортного средства в поворотах и ​​выходе из них, побуждая определенные колеса получать больший крутящий момент в ключевые моменты, что улучшает характеристики прохождения поворотов.

Активируя сцепление, противоположное тому, что обычно включается LSD с чисто механическим приводом, вы можете использовать этот эффект для помощи в рулевом управлении, одновременно снижая мощность, преодолевая недостатки системы LSD.

При входе в поворот, многоходовой LSD оказывает сопротивление обоим колесам, чтобы хотя бы частично заблокировать ось и стабилизировать ее при торможении, которое затем высвобождается, когда скорость колес падает и автомобиль поворачивает, позволяя колесам вращаться. на разных скоростях.

Однако вместо того, чтобы ослабить сопротивление на обоих колесах, TVD продолжает активировать сцепление только на внешнем колесе, увеличивая сопротивление, испытываемое этим колесом, и заставляя систему передавать через него больший крутящий момент. Этот дисбаланс внешней силы способствует более резкому повороту автомобиля в повороте и снижению недостаточной поворачиваемости.

Продолжая применять это сопротивление через поворот, когда транспортное средство проходит вершину и начинает ускоряться, оно будет продолжать игнорировать нормальный многосторонний LSD, который снова будет интерпретировать более быстрое движение внешнего колеса как пробуксовку и отвлекать крутящий момент во время ускорения до внутреннее колесо, которое воспринимается как лучшее сцепление.

Поскольку TVD оказывает большее сопротивление муфте внешних колес, он обманом заставляет систему отводить через него больше крутящего момента — увеличивая мощность, которую можно приложить , и уменьшая недостаточную поворачиваемость, возникающую при ускорении на выходе из поворота.

_{Желтая стрелка указывает на передачу крутящего момента, происходящую через угол, создаваемую искусственным сопротивлением, оказываемым TVD на внешнее колесо. Это обеспечивает большее ускорение на выходе из поворота, в то же время повышая поворачиваемость автомобиля.}

Дифференциал с вектором крутящего момента способен передавать 100% доступного крутящего момента через одно колесо, когда это необходимо в самых экстремальных обстоятельствах.

Обратной стороной этой системы является то, что она очень сложна и очень дорога, и обычно используется только для гонок / треков из-за ее потенциала для прохождения поворотов на высокой скорости.

У каждой системы есть свои преимущества и недостатки, и хотя более сложные системы, как правило, лучше, их стоимость намного превышает стоимость более простых систем.

Как и в случае с любым другим автомобилем, польза, которую вы получите от каждой системы, зависит от того, что именно вы будете делать со своим автомобилем и на что вам нужен ваш дифференциал. У вас не будет особой нужды в дифференциале векторизации крутящего момента при посещении местного супермаркета, если только вы не воображаете себя в следующем WRC и не можете позволить себе штраф — но вам может понадобиться дифференциал блокировки, если вы живете в сельской местности. лучше доступен для внедорожника.

Щелкните здесь для визуального просмотра различных типов дифференциала.

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ СЕРЫХ И ЧУГУННЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПРОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ СЕГОДНЯ

Изучите автомобильную инженерию у инженеров-автомобилестроителей

Изобретение JTEKT, касающееся «технологии контроля трения для дифференциала повышенного трения с определением крутящего момента», было удостоено награды за изобретение на церемонии вручения Национальной награды за изобретение в 2014 году, самой большой награды за изобретение в Японии, организованной в Японии. Институт изобретений и инноваций.Компания получила награду впервые за пять лет. Церемония награждения проходила в Токио в присутствии Его Высочества принца Хитачи и Его Высочества принцессы Хитачи, и на ней присутствовали четыре изобретателя из JTEKT.

Это изобретение обеспечивает инновационную технологию, относящуюся к подавлению самовозбуждающейся вибрации, необходимой для применения дифференциала повышенного трения с датчиком крутящего момента шестеренчатого типа (в дальнейшем именуемого TORSEN®) в гибридных полноприводных транспортных средствах, требующих высокой бесшумности и безопасности. TORSEN — это механизм распределения движущей силы с измерением крутящего момента, который мгновенно оптимизирует распределение крутящего момента между передними и задними колесами, а также между правыми и левыми колесами. в автомобиле в зависимости от условий движения за счет использования уникальной конструкции шестерен.

Новая разработка TORSEN может ограничивать скольжение передних и задних колес и полностью передавать мощность двигателя и двигателя на дорожное покрытие даже в условиях скользкого дорожного покрытия из-за дождя и снега. Для достижения рабочих характеристик при сохранении бесшумности большую роль играет технология контроля трения согласно настоящему изобретению.

В зависимости от условий движения автомобиля, TORSEN должен по-разному вращать шестерни, создавая внутреннее трение. В этом случае, , трение должно создаваться плавно при подавлении самовозбуждающейся вибрации на скользящей части . Чтобы достичь этого, JTEKT прояснил взаимосвязь между профилем шероховатости поверхности шестерни и бесшумностью на основе теоретического расчета поведения трения при смешанной смазке (смесь граничной и гидродинамической смазки) и обнаружил особый эффект (изобретение) от , разработав Поверхность с новым индексом шероховатости , введенным на основании результатов исследования.

Кроме того, когда шероховатость формируется для обеспечения устойчивости к вибрации, повышается локальное поверхностное давление скользящей части, а сопротивление заеданию и износостойкость снижаются. Компания JTEKT решила эту проблему с помощью многослойного нанопокрытия , состоящего из карбида вольфрама (WolframCarbid) и алмазоподобного углерода (DLC), с использованием метода покрытия, называемого методом магнетронного распыления .

Таким образом, эта система обеспечивает повышенную бесшумность, низкий расход топлива и безопасность, обеспечивая при этом надежность даже на тяжелом участке сайдинга зубчатой ​​передачи, превышающем сотни мегапаскалей, с помощью вышеупомянутой технологии контроля трения.

Источник: JTEKT .

No related posts.