Diferentialul autoblocabil

Rusu Ana-MariaStanciulescu AndreiTurcan Petru

Diferenţialul este un mecanism, inclus în puntea motoare, care divizează fluxul puterii de autopropulsare primit de la transmisia principală în două ramuri, transmise fiecare câte unei roţi motoare, oferind totodată roţilor punţii posibilitatea, ca în funcţie de condiţiile autopropulsării, să se rotească cu viteze unghiulare diferite.

◦ deplasarea pe traiectorii curbe, când roata interioară curbei are de parcurs un spaţiu mai mic decât roata exterioară curbei;

◦ deplasarea rectilinie pe căi netede, când roţile punţii au de parcurs spaţii egale iar automobilul, din diverse cauze, are roţile punţii cu raze inegale; diferenţa dintre raze poate fi datorată presiunii inegale din pneuri, repartizării încărcăturii asimetric faţa de axa longitudinală a automobilului, pneurilor la cele două roţi de simbol diferit, sau grad diferit de uzură;

◦ deplasarea rectilinie pe căi cu denivelări când, datorită distribuţiei aleatoare a denivelărilor sub formă de gropi şi ridicături, roţile au de parcurs drumuri de lungimi diferite.

Principalele condiţii de autopropulsare care impun roţilor să se rotească cu viteze unghiulare diferite sunt următoarele:

1. divizează fluxul puterii de autopropulsare primit de la transmisia principală în două ramuri, transmise fiecare câte unei roţi motoare

2. posibilitatea rotilor puntii, ca în funcţie de condiţiile autopropulsării, să se rotească cu viteze unghiulare diferite

3. eliminarea puterii parazite la rotile puntii; “puterea parazita” este favorizată de: deplasarea pe căi cu rezistenţă mică la înaintare; pneuri de diametru mare şi rigide, viraje cu raze de curbură mică

4. diminuarea solicitãrilor din mecanismele puntii

5. scaderea pierderilor mecanice prin cresterea puterii transmise

6. scaderea consumului de combustibil si a uzurii anvelopelor

7.cresterea manevrabilitãtii si stabilitãtii automobilului

FUNCTIILE DIFERENTIALULUI:

In construcţia diferenţialelor se disting mai multe soluţii, grupate astfel:

• după caracteristicile cinematice se deosebesc: - diferenţiale simetrice

- diferentiale asimetrice;

• după caracteristicile dinamice, exprimate prin mărimea frecării interne, diferenţialele pot fi: - diferenţiale simple

- diferenţiale blocabile

- diferenţiale autoblocabile

Solutii constructive:

Diferentialul autoblocabil

La fel ca diferenţialele simple, diferenţialele autoblocabile permit rotirea cu viteze unghiulare diferite a roţilor motoare şi în acelaşi timp distribuie momentul motor între arborii planetari, astfel încât roata motoare cu aderenţă bună primeşte un moment mai mare decât cea cu aderenţă mai scăzută.

După principiul de funcţionare diferenţialele autoblocabile se clasifică în: diferenţiale autoblocabile cu frecare interioară mărită şi diferenţiale autoblocabile cu cuplaje unisens.

Diferenţialul autoblocabil se regăseşte mai ales la vehicule cu tracţiune integrală, caz in care, pe lângă diferenţialele de pe axe, care sunt de tip simetric, se montează şi diferenţial interaxial, de regulă asimetric, care asigură transferul cuplului motor în proporţii diferite între axele faţă/spate (roţile faţă/spate parcurg şi ele drumuri diferite). Pentru simplificarea construcţiei, de multe ori diferenţialul interaxial se înlocuieşte cu un viscocuplaj.

1-sateliţi, 2-pinioane planetare, 3-carcasa diferenţialului, 4-rulment planetar

Marea problema a acestui tip de diferential este ca, indiferent de

situatii, ambele roti se vor invarti cu aceeasi viteza, inclusiv in viraje, unde, datorita transferului de mase lateral, in majoritatea cazurilor, pneul situat pe exteriorul virajului va rula corect pe sol, in timp ce pneul situat pe interior (care beneficiaza de mai putina aderenta, datorita transferului de mase) fiind silit datorita diferentialului sa se roteasca cu aceeasi viteza ca si cel de pe exterior, va intra intr-o faza de patinaj, fapt care va duce la uzura prematura. In plus, autoturismul va avea o permanenta tendinta de a reveni la o postura de linie dreapta, fapt ce va face fiecare viraj mult mai dificil, afectand stabilitatea si confortul.

Diferenţiale cu alunecare limitata – L.S.D. (Limited Slip Differential)

Cea mai simplă soluţie de a realiza un asemenea diferenţial constă în presarea pinioanelor planetare spre carcasă prin intermediul unor elemente elastice (1) aflate in “miezul” diferenţialului. Frecarea dintre suprafeţe va asigura transmiterea unui cuplu către roata care are aderenţă şi poate fi sporită fie prin realizarea unor suprafeţe de contact conice, asemenea celor de la sincroanele cutiilor de viteze, fie prin introducerea unor discuri de fricţiune (2) si realizarea unui ambreiaj multidisc in spatele fiecărui pinion. Solutia are o eficienţă redusă pentru că va exista permanent o frecare atunci când turaţia roţilor motoare este totuşi puţin diferită, iar cuplul care se transferă nu poate fi bine controlat, fiind de asemenea limitat de forţa elementelor elastice.

Diferenţialul autoblocant cu lamele

1. carcasă 2. şaibe elastice 3. disc angrenat cu carcasa 4. disc angrenat cu pinionul planetar 5. inele de presiune 6. pinion planetar 7. ax portsateliţi 8. pinion satelit 9. şaibă de reglaj al strângerii pachetului 10. capac 11. şurub de fixare

Este fără îndoială cel mai raspandit în aria motorsportului, datorită atât eficacitaţii cât şi a dimensiunilor reduse, care îl recomandă pentru înlocuirea diferenţialului de serie fără modificări suplimentare.

 Cuplul nu se transmite direct de la carcasă la axul sateliţilor ca la un diferenţial simplu, ci prin intermediul a două inele de presiune solidare la rotaţie cu carcasa diferenţialului. Atunci când creşte momentul aplicat, axele celor 4 sateliţi se deplasează pe planurile înclinate ale inelelor depărtându-le, iar acestea presează asupra pachetelor de discuri.

Marimea si numărul discurilor de fricţiune determină cuplul care poate fi transferat, iar unghiul la care sunt prelucrate planurile înclinate determină momentul cuplării diferenţialului, o pantă mai lină determinând blocarea la diferenţe mai mici între vitezele de rotaţie ale pinioanelor planetare.