Диференціал torsen покоління, пристрої та принцип роботи

Диференціал Торсен (Torsen) - це різновид самоблокується черв'ячного диференціала підвищеного тертя. Як і будь-який інший диференціал, він призначений для розподілу крутного моменту між ведучими колесами або між провідними мостами. Назва механізму походить від словосполучення Torque Sensing, що перекладається як «делікатний до крутного моменту». Розглянемо принцип роботи, основні компоненти, а також плюси і мінуси даного пристрою трансмісії різних поколінь.

Принцип роботи

Загальний вигляд диференціала Torsen

Торсен є черв'ячним диференціалом. Це означає, що автоматичне блокування відбувається при різниці моментів, що крутять на корпусі механічного пристрою і його на приводному валу. Сам диференціал складається з відомих і провідних черв'ячних шестерень, які називають «напівосьові» і «сателітами» відповідно. Черв'ячна шестерня має одну особливість: вона не обертається від інших шестерень, проте сама може призводити в обертання інші шестерні. Це властивість (розклинення) дозволяє частково блокувати диференціал.

Розглянемо, як працює міжосьовий черв'ячний диференціал.

Якщо колеса автомобіля мають хороше зчеплення з дорожнім покриттям і рухаються плавно, то крутний момент між осями розподіляється в рівних відносинах. При різкому збільшенні крутного моменту ведучі черв'ячні шестерні намагаються почати рух в протилежну сторону. Ведені шестерні перевантажуються, блокуються вихідні вали, а зайвий крутний момент від двигуна машини передається на іншу вісь.

Міжколісний самоблокирующийся черв'ячний диференціал включається в роботу при прослизанні одного з коліс. При пробуксовці падає крутний момент на одному колесі, Торсен блокується і передає крутний момент від двигуна машини на інше колесо. Блокування буксує колеса при цьому є частковою, а ступінь блокування залежить від того, наскільки сильно зменшилася величина крутного моменту.

Диференціал Torsen може максимально перерозподілити крутний момент до співвідношення 7: 1 (86%: 14%).

Пристрій і основні компоненти

Схема диференціала Torsen в трансмісії автомобіля Audi Quattro

Розглянемо, з яких основних елементів складається Торсен:

Корпус (інша назва: «чашка диференціала»). Він передає крутний момент від головної передачі на напівосьові шестерні через сателіти. На ньому кріпиться ведена шестерня головної передачі. Усередині чашки диференціала є осі, на яких встановлені сателіти.
Права і ліва напівосьові шестерні (інша назва: «сонячні шестерні»). Вони передають крутний момент на осі / піввісь через шлицевое з'єднання.
Сателіти правої і лівої піввісь шестерень. З'єднують чашку диференціала і напівосьові шестерні. Торсен має в своїй конструкції чотири сателіта.
Вихідні вали.

Відзначимо, що даний різновид диференціала, що самоблокується володіє найбільш досконалою конструкцією.

Покоління диференціала Torsen

Диференціал Torsen має три покоління:

T-1 - перше покоління самоблокується пристрої розподілу крутного моменту. У ньому в якості черв'ячних пар виступають сателіти і шестерні провідних піввісь. Сателіти піввісь пов'язані прямозубой зачепленням. Осі сателітів перпендикулярні полуосям. Міжколісний диференціал Торсен першого покоління дозволяє колесам автомобіля обертатися з різною швидкістю. При прослизанні колеса механізм намагається передати більшу частину потужності двигуна автомобіля на іншу піввісь, після чого червячная пара цієї півосі розклинюється. При цьому сила тертя, яка виникає в черв'ячному зачепленні через різницю величин крутних моментів на колесах, блокує диференціал. Перше покоління диференціала Torsen найпотужніше з усіх конструкцій в своєму класі.
T-2 - друге покоління пристрою. Головні відмінності від першого покоління: осі сателітів тут розташовані уздовж піввісь; самі сателіти розташовані в спеціальних кишенях корпусу диференціала; які беруть участь в процесі блокування механізму при Розклинювання шестерні парних сателітів - косозубиє.
T-3 - третє покоління диференціала. Має планетарну конструкцію. Третє покоління Торсен використовується, в основному, в якості міжосьового диференціала на автомобілях, що мають повний привід. Механізм має компактні габарити в зв'язку з тим, що провідна шестерня і осі сателітів розташовані в конструкції паралельно.

Переваги і недоліки

Почнемо з достоїнств диференціала Torsen:

висока точність роботи
плавність роботи
низький рівень шуму при роботі
розподіл потужності двигуна автомобіля між колесами або провідними мостами відбувається автоматично і не вимагає участі водія
миттєве перерозподіл крутного моменту не впливає на процес гальмування
при коректної експлуатації практично не потребує обслуговування (необхідні лише контроль рівня трансмісійного масла і його своєчасна заміна)

Недоліки диференціала Торсен:

висока вартість через складність виготовлення і збірки механізму
збільшення витрати палива через втрати на тертя елементів механічного пристрою
порівняно низький ККД
схильність до заклинювання
високий знос навантажених елементів
механізм вимагає особливі мастильні матеріали через значне тепловиділення при роботі
прискорений знос деталей при використанні коліс однієї осі з різними характеристиками (наприклад, при установці запасного колеса, що відрізняється від встановлених коліс)

застосування

Диференціал Torsen використовують як в якості межколесних, так і в якості міжосьових пристроїв розподілу крутного моменту. Широку популярність здобув диференціал Torsen Audi Quattro. В сучасних повнопривідних автомобілях дане механічний пристрій встановлюється досить часто. Відзначимо, що міжосьовий диференціал Torsen використовується практично на всіх автомобілях Hummer.

Популярність пристрої розподілу крутного моменту Торсен обумовлена відсутністю зв'язку з будь-якої електронікою або муфтами. Даний елемент трансмісії - це порівняно простий механізм, що відрізняється миттєвим спрацьовуванням і відсутністю негативного впливу на процес гальмування. Саме тому диференціал даного типу використовують в своїх автомобілях провідні автовиробники.