ดิฟเฟอเรนเชียล "ธอร์เซ่น": หลักการทำงาน

2024 ผู้เขียน: Erin Ralphs | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-02-19 19:25

“Thorsen” เป็นหนึ่งในความหลากหลายของเฟืองท้ายแบบล็อคตัวเอง กลไกดังกล่าวสามารถใช้ได้ทั้งในรถยนต์ในประเทศและในรถยนต์ต่างประเทศ หลักการทำงานของดิฟเฟอเรนเชียล Torsen ขึ้นอยู่กับแรงเสียดทานที่เปลี่ยนไปของชิ้นส่วนทางกล ซึ่งนำไปสู่การกระจายแรงบิดระหว่างชุดล้อ

ปลายทาง

แล้วกลไกนี้มีไว้เพื่ออะไร? เฟืองท้ายที่ง่ายที่สุดสามารถกระจายกำลังหรือแรงบิดระหว่างสองล้อเท่าๆ กันอย่างเท่าเทียมกัน หากล้อหนึ่งลื่นไถลและไม่สามารถเกาะถนนได้ แรงบิดของล้อที่สองจะเป็นศูนย์ รุ่นที่ได้รับการปรับปรุง และส่วนใหญ่เป็นส่วนต่างที่มีกลไกปิดกั้นตัวเอง ติดตั้งระบบที่บล็อกเพลาเพลาที่ติดไว้ จากนั้นจึงกระจายแรงบิดเพื่อให้ส่งกำลังสูงสุดไปยังล้อที่ยึดเกาะถนนได้ดี

เฟืองท้าย Thorsen เป็นทางออกที่ดีที่สุดสำหรับรถขับเคลื่อนสี่ล้อส่วนใหญ่ดำเนินการในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย “Thorsen” ไม่ใช่ชื่อผู้พัฒนา แต่เป็นชื่อย่อ นี่หมายถึงการตรวจจับแรงบิดหรือการตรวจจับแรงบิด

เกี่ยวกับประวัติการสร้างสรรค์

ส่วนต่างของ Thorsen เปิดตัวครั้งแรกในปี 1958 วิศวกรชาวอเมริกัน V. Glizman ได้พัฒนาการออกแบบและหลักการทำงาน บริษัท Torsen ได้รับสิทธิบัตรสำหรับการผลิตแบบอนุกรมของกลไกการล็อคตัวเองนี้ ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นชื่อของอุปกรณ์

อุปกรณ์

กลไกนี้ประกอบด้วยองค์ประกอบที่คุ้นเคย - อุปกรณ์นี้คล้ายกับโหนดดาวเคราะห์ใดๆ คุณสามารถเน้นส่วนหลัก - นี่คือกรณี เฟืองตัวหนอน ดาวเทียม

สำหรับแนวคิดทั่วไป มีความแตกต่างไม่มากเมื่อเทียบกับกลไกทั่วไป ตัวเรือนติดอยู่กับชุดขับเคลื่อนของระบบส่งกำลังอย่างแน่นหนา มีการติดตั้งดาวเทียมไว้ภายในเคส พวกเขาได้รับการแก้ไขบนเพลาพิเศษ ดาวเทียมอยู่ในการมีส่วนร่วมอย่างแน่นหนากับเฟืองของเพลาเพลา เกียร์ของเพลากึ่งถูกยึดกับเพลาซึ่งส่งแรงบิดไป

และตอนนี้สำหรับกลไก Torsen เอง ในโหนดนี้ เฟืองของกึ่งแกนมีฟันเฟือง มันไม่มีอะไรนอกจากก้านหนอนแบบดั้งเดิม

ดาวเทียมเป็นเฟืองเกลียวคู่ องค์ประกอบหนึ่งของคู่นี้สร้างเวิร์มคู่กับเฟืองเพลา เกียร์ดาวเทียมคู่หนึ่งสามารถโต้ตอบกันได้เนื่องจากการเดือยเกียร์ การออกแบบมีดาวเทียมมากถึงสามดวง โดยแต่ละดวงมีแทนเกียร์คู่

หลักการทำงาน

มาดูกันว่าเฟืองท้าย Thorsen ทำงานอย่างไร ลองพิจารณาเรื่องนี้กับตัวอย่างของการประกอบล้อหน้า เมื่อล้อขับเคลื่อนคู่หนึ่งเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง ทั้งสองล้อจะมีแรงต้านเท่ากัน ดังนั้นกลไกจะกระจายแรงบิดระหว่างล้อทั้งสองอย่างเท่าเทียมกัน เมื่อขับตรงไป ดาวเคราะห์จะไม่เกี่ยวข้อง และแรงจะถูกส่งตรงจากถ้วยไปยังเกียร์ด้านข้าง

เมื่อรถเข้าโค้ง ล้อด้านในจะมีแรงต้านและความเร็วลดลง หนอนคู่ของล้อด้านในเริ่มทำงาน เกียร์ด้านข้างหมุนเกียร์ดาวเทียม หลังส่งแรงบิดไปยังเกียร์สองของเพลาเพลา สิ่งนี้จะเพิ่มแรงที่ล้อด้านนอก เนื่องจากความแตกต่างของแรงบิดทั้งสองด้านมีขนาดเล็ก ความเสียดทานในเวิร์มคู่ที่สองจึงต่ำเช่นกัน ในกรณีนี้ การปิดกั้นตัวเองจะไม่เกิดขึ้น นี่คือสิ่งที่หลักการดิฟเฟอเรนเชียลของ Thorsen ยึดถือ

เมื่อล้อขับเคลื่อนอันใดอันหนึ่งของรถอยู่บนพื้นผิวที่ลื่น แรงต้านของมันจะลดลง แรงบิดมีแนวโน้มที่จะล้อนี้ ครึ่งเพลาหมุนเฟืองเกียร์และจะส่งแรงบิดไปยังดาวเทียมดวงที่สอง ในกรณีนี้จะมีการเบรกตัวเอง เกียร์ดาวเทียมไม่สามารถทำหน้าที่เป็นตัวขับเคลื่อนและไม่สามารถหมุนเกียร์ด้านข้างได้เนื่องจากคุณสมบัติบางอย่างของเฟืองตัวหนอน ดังนั้นเวิร์มคู่จึงติดขัด และเมื่อการติดขัดจะทำให้การหมุนของคู่ที่สองช้าลงและแรงบิดในแต่ละแกนจะเท่ากัน

สามโหมดการทำงาน

ถ้าเราพิจารณาหลักการทำงานของส่วนต่างของ Torsen ต้องบอกว่าระบบสามารถทำงานได้ในสามโหมดที่แตกต่างกัน โหมดเฉพาะขึ้นอยู่กับระดับความต้านทานของล้อ เมื่อเท่ากัน แรงบิดก็กระจายสม่ำเสมอ

หากความต้านทานของล้อใดล้อหนึ่งเพิ่มขึ้น เวิร์มคู่ก็จะเปิดใช้งาน และทำให้คู่ที่สองทำงาน แม้ว่าจะมีความต้านทานเพียงเล็กน้อยก็ตาม สิ่งนี้นำไปสู่การแจกจ่ายช่วงเวลาตามความจำเป็น ในกรณีนี้หนึ่งล้อจะช้าลง อันที่สองจะหมุนเร็วขึ้น

หากยางล้อใดยางหนึ่งสูญเสียแรงต้าน มันจะมาพร้อมกับการบล็อกหรือติดขัดของหนอนคู่เนื่องจากแรงเสียดทานสูง จากนั้นคู่ที่สองจะช้าลงทันที แรงบิดเท่ากัน การทำงานของดิฟเฟอเรนเชียล Torsen ในโหมดนี้คล้ายกับการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง

“Thorsen” สามประเภท

ในเวอร์ชันแรก เฟืองของครึ่งแกนชั้นนำ เช่นเดียวกับดาวเทียม ถูกใช้เป็นเวิร์มคู่ เพลาแต่ละอันมีดาวเทียมของตัวเอง เชื่อมต่อเป็นคู่กับเพลาที่อยู่ตรงข้ามกัน การเชื่อมต่อนี้ดำเนินการโดยใช้เฟืองเดือย แกนของดาวเทียมตั้งฉากกับกึ่งแกน ดิฟเฟอเรนเชียล Torsen รุ่นนี้ได้รับการยอมรับว่าทรงพลังที่สุดในบรรดาการออกแบบที่คล้ายคลึงกันทั้งหมด มันสามารถทำงานได้ในช่วงแรงบิดที่กว้างมาก

ตัวเลือกที่สองนั้นแตกต่างตรงที่แกนของดาวเทียมขนานกับเพลา ดาวเทียมในกรณีนี้ติดตั้งต่างกัน พวกเขาจะอยู่ในที่นั่งถ้วยพิเศษ ดาวเทียมคู่เชื่อมต่อกันด้วยเฟืองเกลียว ซึ่งเมื่อทำการลิ่ม จะมีส่วนร่วมในการปิดกั้น

ตัวเลือกที่สามเป็นเพียงตัวเลือกเดียวในซีรีส์ทั้งหมดที่มีการออกแบบเป็นดาวเคราะห์ มันถูกใช้เป็นดิฟเฟอเรนเชียลในรถยนต์ขับเคลื่อนสี่ล้อ แกนของดาวเทียมและเฟืองขับยังขนานกัน ด้วยเหตุนี้เครื่องจึงมีขนาดกะทัดรัดมาก ด้วยการออกแบบ ทำให้สามารถกระจายน้ำหนักระหว่างสะพานทั้งสองในอัตราส่วน 40:60 ในขั้นต้น หากมีการบล็อกบางส่วน สัดส่วนอาจเบี่ยงเบนไป 20%

ข้อดีของความแตกต่างของการออกแบบนี้

การออกแบบนี้มีข้อดีมากมาย กลไกนี้ได้รับการติดตั้งเนื่องจากความแม่นยำในการทำงานสูงมาก ในขณะที่อุปกรณ์ทำงานได้อย่างราบรื่นและเงียบมาก กำลังกระจายระหว่างล้อและเพลาโดยอัตโนมัติ ไม่จำเป็นต้องมีการแทรกแซงของคนขับ การกระจายแรงบิดไม่ส่งผลต่อการเบรกแต่อย่างใด หากส่วนต่างทำงานอย่างถูกต้อง ก็ไม่จำเป็นต้องเข้ารับบริการ - คนขับจำเป็นต้องตรวจสอบและเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องเป็นระยะเท่านั้น

นั่นคือเหตุผลที่ผู้ขับหลายคนใส่ส่วนต่างของ Torsen บน Niva นอกจากนี้ยังใช้ระบบขับเคลื่อนสี่ล้อแบบถาวรและไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้นผู้ที่ชื่นชอบกีฬาเอ็กซ์ตรีมมักจะเปลี่ยนค่ามาตรฐานเป็นอุปกรณ์นี้

ข้อบกพร่อง

ก็มีข้อเสียเช่นกัน ซึ่งเป็นราคาที่สูงเพราะภายในโครงสร้างค่อนข้างซับซ้อน เนื่องจากเฟืองท้ายทำงานบนหลักการของหนาม มันจึงเพิ่มการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง ด้วยข้อดีทั้งหมด ประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับระบบที่คล้ายคลึงกันในประเภทอื่น กลไกนี้มีแนวโน้มที่จะติดขัดและการสึกหรอขององค์ประกอบภายในค่อนข้างรุนแรง ผลิตภัณฑ์พิเศษจำเป็นสำหรับการหล่อลื่น เนื่องจากมีความร้อนจำนวนมากเกิดขึ้นระหว่างการทำงานของชุดประกอบ หากใส่ล้อที่แตกต่างกันบนเพลาเดียวกัน ชิ้นส่วนก็จะเสื่อมสภาพมากขึ้นไปอีก

แอปพลิเคชัน

โหนดนี้ใช้เป็นกลไกระหว่างล้อและล้อเฟืองเพื่อกระจายแรงบิด มีการติดตั้งยูนิตประเภทนี้ในรถยนต์ต่างประเทศจำนวนมาก แต่ได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางที่สุดใน Audi Quatro ผู้ผลิตรถยนต์ขับเคลื่อนสี่ล้อมักชอบการออกแบบนี้เป็นพิเศษ ดิฟเฟอเรนเชียล Torsen ได้รับการติดตั้งบน VAZ เพื่อความง่ายสัมพัทธ์และการทำงานในทันที