Vi sai cầu chéo: chủng loại, thiết bị, nguyên lý hoạt động

2024 Tác giả: Erin Ralphs | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-19 19:59

Bộ vi sai qua trục dùng để chỉ cơ cấu truyền lực phân phối mô-men xoắn giữa các trục truyền động. Ngoài ra, cơ chế này cho phép các bánh xe quay với các vận tốc góc khác nhau. Khoảnh khắc này đặc biệt đáng chú ý khi vào cua. Ngoài ra, thiết kế này giúp bạn có thể di chuyển một cách an toàn và thoải mái trên bề mặt khô cứng. Trong một số trường hợp, khi lái xe trên đường trơn trượt hoặc địa hình, thiết bị được đề cập có thể đóng vai trò như một nút chặn cho ô tô. Xem xét các đặc điểm của cấu trúc và hoạt động của bộ vi sai trục chéo.

Mô tả

Bộ vi sai được thiết kế để phân phối mô-men xoắn từ trục cardan đến trục bánh xe dẫn động ở phía trước hoặc phía sau, tùy thuộc vào loại dẫn động. Nhờ đó, bộ vi sai chéo trục giúp quay từng bánh xe mà không bị trượt. Đây là mục đích trực tiếp của cơ chế.

Khi chuyển động trên đường thẳng, khi tải trọng trên các bánh xe là đều với vận tốc góc giống hệt nhau,thiết bị được đề cập có chức năng như một ngăn chuyển. Trong trường hợp điều kiện lái xe thay đổi (trượt, quay đầu, quay vòng), chỉ báo tải trọng sẽ thay đổi. Các trục của trục có xu hướng quay với các thông số tốc độ khác nhau, nó trở nên cần thiết để phân phối mô-men xoắn giữa chúng theo một tỷ lệ nhất định. Ở giai đoạn này, bộ vi sai trục chéo bắt đầu thực hiện chức năng chính của nó - đảm bảo sự an toàn khi điều khiển phương tiện.

Tính năng

Cách bố trí của các thiết bị ô tô được xem xét phụ thuộc vào trục truyền động làm việc:

1. Trên vỏ hộp số (bánh trước).
2. Trên hộp dẫn động cầu sau.
3. Ô tô dẫn động tất cả các bánh được trang bị bộ vi sai bánh răng trên khung của cả hai trục hoặc hộp chuyển động (chúng truyền mômen làm việc tương ứng giữa các bánh hoặc trục).

Điều đáng chú ý là sự khác biệt trên các máy đã xuất hiện cách đây không lâu. Trên những mẫu đầu tiên, tổ lái "tự hành" có khả năng cơ động kém. Việc quay các bánh xe với một tham số tốc độ góc giống hệt nhau dẫn đến trượt một trong các phần tử hoặc mất khả năng bám dính với mặt đường. Ngay sau đó, các kỹ sư đã phát triển một bản sửa đổi cải tiến của thiết bị, cho phép san lấp sự mất kiểm soát.

Điều kiện tiên quyết để tạo ra

Vi sai trục chéo của ô tô được phát minh bởi nhà thiết kế người Pháp O. Pekker. Trong một cơ chế được thiết kế để phân phối luân phiênthời điểm, bánh răng và trục làm việc đã có mặt. Chúng dùng để biến đổi mô-men xoắn từ động cơ sang các bánh xe. Dù có tất cả những ưu điểm nhưng thiết kế này không giải quyết triệt để vấn đề trượt bánh khi vào cua. Điều này được thể hiện qua sự mất khả năng bám dính của một trong các thành phần được phủ. Khoảnh khắc đặc biệt rõ rệt ở những vùng băng giá.

Việc trượt ngã trong những điều kiện như vậy đã dẫn đến những tai nạn khó chịu, đây là động lực bổ sung để phát triển một thiết bị cải tiến có thể ngăn xe trượt. Giải pháp kỹ thuật cho vấn đề này được phát triển bởi F. Porsche, người đã đưa ra thiết kế cam hạn chế tình trạng trượt bánh xe. Những chiếc xe đầu tiên sử dụng bộ vi sai trục chéo mô phỏng là Volkswagens.

Thiết bị

Nút giới hạn hoạt động theo nguyên lý của hộp số hành tinh. Thiết kế tiêu chuẩn của cơ chế bao gồm các yếu tố sau:

• bánh răng bán trục;
• vệ tinh liên kết;
• cơ quan làm việc ở dạng bát;
• bánh răng chính.

Khung được kết nối chặt chẽ với bánh răng dẫn động, nhận mô-men xoắn từ bánh răng tương tự của bánh răng chính. Bát thông qua các vệ tinh biến đổi chuyển động quay sang các bánh xe dẫn động. Sự khác biệt trong các chế độ tốc độ của các thông số góc cũng được cung cấp với sự hỗ trợ của các bánh răng đi kèm. Đồng thời, giá trị thời điểm làm việc vẫn ổn định. Bộ vi sai cầu sau tập trung vào việc truyền tốc độ đến các bánh xe. Vận chuyểnxe dẫn động tất cả các bánh được trang bị các cơ cấu thay thế hoạt động trên trục.

Giống

Các loại cơ chế được chỉ định được chia theo đặc điểm cấu trúc, cụ thể là:

• phiên bản hình nón;
• tùy chọn hình trụ;
• bánh răng sâu.

Ngoài ra, bộ vi sai được chia theo số răng của các bánh răng của trục trục thành các phiên bản đối xứng và không đối xứng. Do sự phân bổ mô-men xoắn một cách tối ưu, phiên bản thứ hai có xi-lanh được lắp trên trục của xe dẫn động tất cả các bánh.

Máy có trục dẫn động cầu trước hoặc cầu sau được trang bị chỉnh sửa hình nón đối xứng. Bánh răng sâu là phổ biến và có thể được kết hợp với tất cả các loại thiết bị. Các đơn vị hình nón có khả năng hoạt động ở ba cấu hình: thẳng, quay và trượt.

Đề án công việc

Khi di chuyển trên đường thẳng, khóa vi sai cầu chéo giả điện tử có đặc điểm là phân bổ tải trọng giữa các bánh xe của xe một cách đồng đều. Trong trường hợp này, một vận tốc góc giống hệt nhau được quan sát, và các vệ tinh cơ thể không quay quanh trục của chính chúng. Chúng biến đổi mô-men xoắn trên trục trục bằng cách sử dụng bánh răng tĩnh và bánh răng dẫn động của bánh răng chính.

Khi vào cua, xe chịu các lực cản và tải trọng thay đổi. Các thông số được phân phối như sau:

1. Bánh xe bên trong bán kính nhỏ hơn sẽ bị kéo nhiều hơn bánh xe bên ngoài. Chỉ báo tải tăng làm giảm tốc độ quay.
2. Bánh xe bên ngoài di chuyển dọc theo một con đường lớn hơn. Đồng thời, vận tốc góc tăng lên góp phần giúp máy quay mượt mà, không bị trượt.
3. Với những yếu tố này, các bánh xe phải có tốc độ góc khác nhau. Các vệ tinh của phần tử bên trong làm chậm chuyển động quay của trục trục. Tương tự, đến lượt nó, thông qua một phần tử bánh răng hình nón, làm tăng cường độ của đối tác bên ngoài. Đồng thời, mô-men xoắn từ bánh chính vẫn ổn định.

Trượt và ổn định

Bánh xe ô tô có thể nhận các thông số tải trọng khác nhau, bị trượt và mất độ bám đường. Trong trường hợp này, lực quá lớn được áp dụng cho một phần tử và phần tử thứ hai hoạt động "không tải". Do sự khác biệt này, chuyển động của ô tô trở nên hỗn loạn hoặc dừng hẳn. Để loại bỏ những thiếu sót này, hãy sử dụng hệ thống ổn định tỷ giá hối đoái hoặc chặn thủ công.

Để mômen xoắn của trục quay đều, nên dừng hoạt động của vệ tinh và chuyển động quay từ bát sang trục trục có tải. Điều này đặc biệt đúng đối với bộ vi sai trục ngang MAZ và các loại xe hạng nặng khác dẫn động bốn bánh. Một tính năng tương tự là do nếu bạn mất lực bám ở một trong bốn điểm, lượng mô-men xoắn sẽ có xu hướng bằng không,ngay cả khi máy được trang bị hai bánh lăn và một bộ vi sai liên động.

Khối tự điện tử

Để tránh những rắc rối nêu trên, cho phép chặn một phần hoặc toàn bộ. Đối với điều này, các chất tương tự tự khóa được sử dụng. Chúng phân phối lực xoắn có tính đến sự khác biệt trên các trục trục và các điều kiện tốc độ tương ứng. Cách tốt nhất để giải quyết vấn đề là trang bị khóa vi sai trục chéo điện tử cho máy. Hệ thống được trang bị các cảm biến giám sát hiệu suất cần thiết trong khi xe đang di chuyển. Sau khi xử lý dữ liệu nhận được, bộ xử lý sẽ chọn chế độ tối ưu để hiệu chỉnh tải trọng và các tác động khác lên bánh xe và trục xe.

Nguyên lý hoạt động của nút này gồm 3 giai đoạn chính:

1. Khi bắt đầu trượt bánh xe, bộ phận điều khiển nhận các xung từ các chỉ báo tốc độ quay, sau khi phân tích chúng sẽ tự động đưa ra quyết định về phương pháp vận hành. Tiếp theo, công tắc van đóng lại và bộ tương tự áp suất cao sẽ mở ra. Bơm của bộ ABS tạo áp suất trong mạch làm việc của xylanh phanh của phần tử trượt. Bánh xe bị trượt được phanh bằng cách tăng áp suất của dầu phanh.
2. Ở giai đoạn thứ hai, hệ thống mô phỏng khối tự duy trì lực phanh bằng cách duy trì áp suất. Hoạt động của bơm và dừng trượt bánh xe.
3. Giai đoạn thứ ba của hoạt động của cơ chế này bao gồm việc hoàn thành quá trình trượt bánh xegiảm áp đồng thời. Công tắc mở và van áp suất cao đóng lại.

Vi sai trục chéo KamAZ

Dưới đây là sơ đồ của cơ chế này với mô tả về các phần tử:

1 - Trục chính.

2 - Con dấu.

3 - Carter.

4, 7 - Vòng đệm loại hỗ trợ.

5, 17 - Hộp đựng.

6 - Vệ tinh.

8 - Chỉ báo khóa.

9 - Phích cắm Filler.

10 - Buồng khí nén.

11 - Ngã ba.

12 - Đổ chuông.

13 - Ly hợp bánh răng.

14 - Khóa ly hợp.

15 - Nắp thoát nước.

16 - Bánh răng dẫn động cầu giữa.

18- Chéo.

19 - Bánh răng cầu sau.

20 - Bu lông cố định.

21, 22 - Che và chịu lực.

An toàn

Bộ vi sai trục chéo được thiết kế để mang lại một chuyến đi an toàn và thoải mái trên những con đường với nhiều mục đích khác nhau. Một số nhược điểm của cơ chế đang được xem xét, được chỉ ra ở trên, được biểu hiện trong quá trình điều động địa hình nguy hiểm và hung hãn. Do đó, nếu máy được cung cấp cơ cấu ghi đè bằng tay, thì máy chỉ phải được vận hành trong các điều kiện thích hợp. Rất khó và không an toàn khi sử dụng ô tô tốc độ cao mà không có cơ chế quy định, đặc biệt là ở tốc độ cao trên đường cao tốc.