G O R A

ASZE

UBLIKACJE

OWOCZESNY

ARSZTAT

Artyku

zastrze

ony prawem autorskim - kopiowanie w ca

ci bez zgody autora zabronione

Elementy mostu napędowego

Mechanizm różnicowy - część 1

Niezwykle wa

nym elementem uk

adu przeniesienia nap

du jest umieszczony w mo

cie nap

dowym mechanizm ró

nicowy.

Mechanizm ró

nicowy rozdziela nap

d na pó

osie nap

dowe i umo

liwia toczenie si

kó

mostu nap

dowego z ró

nymi pr

dko

ciami

obrotowymi. Podczas ruchu pojazdu na zakr

cie lub w innych okoliczno

ciach ko

a jezdne pokonuj

drog

o ró

nej d

ugo

ci. Aby

zobrazowa

wielko

ść

tej ró

nicy przytocz

przyk

ad: je

li samochód (przyj

ął

redni samochód osobowy z nap

dem na przednie

a) wykonuje manewr zawracania przy maksymalnym skr

cie kó

, zewn

trzne ko

o przednie zatacza okr

g o

rednicy przeci

tnie

11,5 m. Przy rozstawie kó

1,4 m otrzymamy ró

nic

obwodów okr

gów, po których poruszaj

a osi przedniej wynosz

oko

o 4,4 m. Ró

nica ta przy uwzgl

dnieniu

redniej wielko

ci ko

a jezdnego przek

ada si

na oko

o 2,5 jego obrotu. Mówimy zatem o

znacznej ró

nicy pr

dko

ci obrotowej kó

tej samej osi, która w przypadku sztywno po

łą

czonych i nap

dzanych kó

nap

dzanych

musi doprowadzi

do ogromnych napr

ęż

i u

lizgu jednego z kó

wyra

cego si

raczej jego wleczeniem.

Nieprawid

owo

ci kinematyki mostu nap

dowego powstaj

z ró

nych przyczyn:

Jazda pojazdu po okr

Jazda w chwilowym

uku drogi podczas manewrów wyprzedzania i omijania przeszkody

Wyst

pienie ró

nicy promieni dynamicznych kó

jezdnych spowodowane ró

nic

nienia w ogumieniu, ró

nym stopniem

ycia bie

ników opon, nierównomiernym roz

eniem

adunku

Jazda pojazdu po prostym odcinku drogi, ale ró

norodnym pofalowaniu jej powierzchni. Wyst

puje tu ró

nica d

ugo

ci drogi do

pokonania przez poszczególne ko

a nap

dzane.

Ró

nica w chwilowej pr

dko

ci obrotowej ko

a lewego w stosunku do prawego mo

e wyst

równie

w innych okoliczno

ciach:

Gdy ko

a tej samej osi poruszaj

po pod

u o ró

nej przyczepno

Gdy podczas hamowania pojazdu hamulce kó

tej samej osi b

dzia

z ró

łą

na wi

mia

o stwierdzi

e podczas ruchu samochodu zawsze wyst

puj

okoliczno

ci nakazuj

ce korekt

dko

ci obrotowej

kó

tej samej nap

dzanej osi, poniewa

identyczna pr

dko

ść

obrotowa wyst

puje dla nich rzadko i tylko chwilowo.

Na rysunku 1 przedstawiono budow

podstawowego, sto

kowego mechanizmu ró

nicowego, a na rysunku 2 jego schemat

kinematyczny:

Nale

y zwróci

uwag

e moment obrotowy w

druj

cy od wa

u korbowego silnika poprzez elementy uk

adu przeniesienia nap

dociera do mechanizmu ró

nicowego w taki sposób,

e zawsze nap

dza jego obudow

, niezale

nie od usytuowania silnika, budowy

mostu nap

dowego, czy zastosowania mi

dzyosiowych, przelotowych mechanizmów ró

nicowych. Z obudowy moment obrotowy

przekazywany jest poprzez o

satelitów lub krzy

ak satelitów na ko

a z

bate sto

kowe – satelity, a dopiero z nich na ko

a koronowe

łą

czone najcz

ęś

ciej poprzez wielowypusty z pó

osiami nap

dowymi. Ilo

ść

satelitów uzale

niona jest od wielko

ci momentu

obrotowego docieraj

cego do kó

jezdnych. Nale

y bowiem zda

sobie spraw

e ca

a moc silnika napiera na z

by kó

koronowych

tylko w miejscu ich styku z z

bami satelitów. Przy dwóch satelitach osadzonych na osi s

to zaledwie cztery miejsca styku, a wi

przekazania momentu obrotowego. Wystarczy to do przeniesienia nap

du w mostach samochodów osobowych i lekkich

dostawczych. W samochodach ci

ęż

arowych stosuje si

ksz

liczb

satelitów, aby zwi

kszy

ilo

ść

punktów przekazuj

cych

moment obrotowy. Cztery satelity osadza si

na krzy

aku, wi

ksz

ilo

ść

na specjalnym pier

cieniu z czopami osadzenia satelitów.

Zasada dzia

ania mechanizmu ró

nicowego*:

eli obydwa ko

a koronowe, po

łą

czone pó

osiami z ko

ami jezdnymi, obracaj

z tak

sam

dko

, wówczas satelity nie

obracaj

wokó

swojej osi i mówimy,

e mechanizm ró

nicowy nie pracuje. Nap

d jest przenoszony na ko

a tak, jakby to mia

miejsce, gdyby by

y one po

łą

czone sztywn

osi

. Taki przypadek przenoszenia nap

du zachodzi wówczas, gdy samochód porusza

po torze prostoliniowym, a promienie dynamiczne obydwu kó

mostu s

jednakowe. W praktyce taki stan w

ciwie nie istnieje.

eli na zakr

cie lub z innej przyczyny wymienionej na wst

pie artyku

u, pr

dko

ść

obrotowa jednego z kó

koronowych wzro

nie,

Rysunek 1

Rysunek 2

osi

gaj

c warto

ść

ksz

dko

ść

obudowy mechanizmu ró

nicowego obracaj

cej si

wraz z ko

em nap

dzanym

przek

adni g

ównej i osi

satelitów, to nast

pi obrót satelitów wokó

swojej osi, co spowoduje,

e pr

dko

ść

obrotowa n

drugiego ko

koronowego zmniejszy si

o tak

sam

warto

ść

, o jak

wzros

a pr

dko

ść

pierwszego ko

a (rys. 3).

Oznaczaj

c zmian

dko

ci obrotowej kó

koronowych wzgl

dem pr

dko

ci obrotowej obudowy, a wi

c i ko

a talerzowego, przez

∆

n, mo

na zapisa

równania pr

dko

ci obydwu kó

= n

∆

[1]

= n

∆

[2]

Sumuj

c obydwa równania otrzymuje si

zale

ść

kinematyczn

dzy pr

dko

ciami obrotowymi kó

oraz pr

dko

obrotow

obudowy mechanizmu ró

nicowego nap

dzanej od przek

adni g

ównej:

+ n

= 2

[3]

Interpretacja przedstawionych zale

ci jest stosunkowo prosta. Nap

dzane ko

a jezdne tocz

po powierzchni drogi. I cho

otrzymuj

nap

d od mechanizmu ró

nicowego, to rozk

ad ich pr

dko

ci obrotowych wynika g

ównie z tego,

e tocz

(a nie

lizgaj

) po powierzchni drogi o okre

lonym wspó

czynniku tarcia. Toczenie si

kó

jezdnych daje impuls (wynikaj

cy z rozk

adu si

)

mechanizmowi ró

nicowemu, pozwalaj

cy na obracanie si

satelitów dooko

a swojej osi. Je

li ko

o jezdne maj

ce odpowiedni

przyczepno

ść

do drogi musi nadrobi

drog

, to przyspiesza swoj

dko

ść

obrotow

[1]

. O tyle, o ile przyspieszy j

wzgl

dem obudowy mechanizmu ró

nicowego, spowoduje spowolnienie drugiego ko

a jezdnego

[2]

. Je

li musi zwolni

swój bieg,

poniewa

znajduje si

po wewn

trznej stronie chwilowego

uku drogi, spowoduje przyspieszenie biegu drugiego ko

a nap

dzanej osi.

W skrajnym przypadku spowalnianie pr

dko

ci jednego ko

a mo

e doprowadzi

do jego zatrzymania, ale wówczas drugie ko

o b

dzie

obraca

o si

ze zdwojon

dko

[3]

, a pojazd niestety nie b

dzie móg

porusza

Na zako

czenie dzisiejszego artyku

u chc

poruszy

kwesti

prawid

owego nazewnictwa elementów mechanizmu ró

nicowego.

Wyst

puj

w nim:

dwa ko

a koronowe, a nie ko

a koronkowe lub koronki

satelit, a nie satelita

obudowa mechanizmu ró

nicowego, a nie kosz satelitów

ść

to mechanizm ró

nicowy, a nie dyferencja

Na te zagadnienia k

y nacisk podczas prowadzenia zaj

ęć

dydaktycznych z uczniami technikum samochodowego, dla

zachowania czysto

ci technicznego j

zyka polskiego.

Rysunek 3