GORA
GORA
GORA
GORA
NASZE PUBLIKACJE
NASZE PUBLIKACJE
NASZE PUBLIKACJE
NASZE PUBLIKACJE
NOWOCZESNY WARSZTAT
NOWOCZESNY WARSZTAT
NOWOCZESNY WARSZTAT
NOWOCZESNY WARSZTAT
Artykuł zastrzeżony prawem autorskim - kopiowanie w całości bez zgody autora zabronione
Elementy mostu napędowego
Mechanizm różnicowy - część 2
Mechanizmy różnicowe stosowane w układach przeniesienia napędu samochodów mają najczęściej postać zębatej przekładni
obiegowej z kołami zębatymi stożkowymi, rzadziej z kołami zębatymi walcowymi. Ogniwem napędzającym taką przekładnię jest
jarzmo satelitów połączone z obudową mechanizmu. W stożkowym mechanizmie różnicowym rolę jarzma pełni oś satelitów.
Ogniwem napędzanym są koła koronowe półosi w mechanizmie stożkowym lub walcowym.
Na mechanizm różnicowy należy spojrzeć przez pryzmat przekładni obiegowej, gdzie występują koła zębate: pierścieniowe,
słoneczne i satelity w jarzmie. Aby przekładnia działała, jeden z jej elementów musi zostać zatrzymany. W mechanizmie różnicowym
opartym o zasadę działania przekładni obiegowej wszystkie elementy znajdują się w ruchu względnym wobec siebie. Występuje tu
również przypadek szczególny wyjaśniający wartość przełożenia kinematycznego mechanizmu różnicowego. Przy unieruchomionym
jarzmie, a więc też obudowie mechanizmu różnicowego kierunki prędkości obrotowej kół koronowych są przeciwne (przy
podniesionym moście napędowym obracając jedno koło zaobserwujemy przeciwny ruch obrotowy drugiego koła jezdnego), to
przełożenie wewnętrzne iw ma wartość ujemną. Podczas jazdy z napędzanym jarzmem (obudową mechanizmu różnicowego) wartość
przełożenia wewnętrznego iw ma wartość dodatnią i wynosi 1. Wynika to stąd, że oba koła koronowe, choć z różnymi prędkościami,
ale obracają się w tę samą stronę. Mechanizm różnicowy z przełożeniem wewnętrznym iw = 1 jest mechanizmem symetrycznym. W
innym przypadku, gdy iw nie jest równe 1 mówi się o mechanizmie różnicowym niesymetrycznym.
Symetryczne mechanizmy różnicowe mogą występować jako międzykołowe, miedzyosiowe oraz międzybrzegowe. Mechanizmy
niesymetryczne znajdują zastosowanie jedynie jako międzyosiowe.
Konstrukcję podstawowego stożkowego mechanizmu różnicowego przedstawiłem w poprzednim artykule. Dziś czas na inne
konstrukcje. Na rysunku 1 przedstawiony został stożkowy mechanizm różnicowy symetryczny, traktowany jako międzyosiowy.
rys. 1
Warto zwrócić uwagę, że moment obrotowy doprowadza się zawsze na obudowę mechanizmu. Tutaj jej jednak nie ma, więc moment
obrotowy został doprowadzony bezpośrednio na oś satelitów, która z punktu widzenia przekładni obiegowej jest jarzmem satelitów.
Występuje tu również wielka łatwość blokowania mechanizmu międzyosiowego poprzez sprzęgnięcie wałka wejściowego z dowolnym
kołem koronowym. Takie rozwiązania stosuje się we współczesnych samochodach ciężarowych z dwoma osiami napędzanymi, np.
firmy Scania.
Na kolejnych rysunkach przedstawiam stożkowe mechanizmy różnicowe niesymetryczne, stosowane jako międzyosiowe. Litera N
wskazuje, gdzie został doprowadzony moment obrotowy.
rys.2
rys. 3
Zróżnicowanie wielkości kół koronowych wyraz
nie wskazuje na asymetrię przełożenia wewnętrznego mechanizmu różnicowego.
Doprowadzenie momentu obrotowego wskazuje z kolei, że rozwiązanie takie stanowi jednocześnie skrzynię rozdzielczą umieszczoną
bezpośrednio za skrzynią przekładniową samochodu.
Na rysunku 4 przedstawiono ciekawe rozwiązanie międzyosiowego mechanizmu różnicowego opartego na klasycznym rozwiązaniu
przekładni planetarnej.
rys.4
Koło zębate słoneczne a jest kołem koronowym lewym mechanizmu różnicowego, koło pierścieniowe c jest kołem koronowym
prawym. Moment obrotowy doprowadzony jest poprzez zespół kół zębatych na jarzmo satelitów b. Niesymetryczne przełożenie
takiego mechanizmu różnicowego iw = - c/a.
Walcowy mechanizm różnicowy może być budowany jako symetryczny lub niesymetryczny. Podstawowa konstrukcja takiego
mechanizmu  symetrycznego przedstawiona została na rysunku 5.
rys. 5
Różni się od stożkowego jedynie wykonaniem satelitów w postaci par kół walcowych. Konstrukcja taka nie narusza omówionej
wcześniej (w poprzednim artykule) zasady działania stożkowego mechanizmu różnicowego, przy czym zadania stozkowego satelita
spełnia para kół walcowych, a kół koronowych  walcowe koła zębate osadzone na końcach półosi napędowych lub wałów
doprowadzających moment obrotowy do odpowiednich mostów napędowych. Zarówno długości zębów satelitów, jak i ich położenia są
tak dobrane, że każdy satelit częścią długości swych zębów zazębia się z kołem walcowym wyjściowym. Na pozostałej długości
zębów satelit współpracuje z drugim satelitem równym mu co do wielkości, który zazębia się z drugim kołem walcowym wyjściowym.
Moment obrotowy doprowadzony jest do obudowy mechanizmu różnicowego przekładnią główną walcową lub stożkową, zależnie od
konstrukcji zespołu przeniesienia napędu.
Niesymetryczną odmianę walcowego mechanizmu różnicowego, stosowanego wyłącznie jako mechanizm międzyosiowy, przedstawia
rysunek 6.
rys. 6
Mechanizm składa się z kół walcowych Z1 i Z2 o różnej wielkości oraz współpracujących z nimi, podobnie jak w omawianym wyżej
mechanizmie symetrycznym, walcowych satelitów S1 i S2 również o różnych średnicach, a więc i różnej liczbie zębów. Przykładem
konstrukcyjnego rozwiązania mechanizmu różnicowego z kołami zębatymi walcowymi jest mechanizm różnicowy samochodów
TATRA, stosowany przez tę fabrykę w konstrukcjach ciężarowych, a w przeszłości również osobowych.
Zależnie od sposobu rozdziału momentu obrotowego na wały wyjściowe oraz rozwiązań konstrukcyjnych można przyjąć podział
mechanizmów różnicowych:
o małym tarciu wewnętrznym
blokujące
Wszystkie omówione w artykule mechanizmy różnicowe są mechanizmami o małym tarciu wewnętrznym.
Wśród mechanizmów różnicowych blokujących należy rozróżnić mechanizmy z wymuszonym przez kierowcę blokowaniem oraz z
blokowaniem samoczynnym, tzw. samoblokujące. Można je z kolei podzielić na:
mechanizmy różnicowe o zwiększonym tarciu wewnętrznym
mechanizmy różnicowe o zmiennym przełożeniu
mechanizmy różnicowe ze sprzęgłami jednokierunkowymi
Poziom skomplikowania konstrukcji mechanizmów różnicowych nie jest jednakowy. W zdecydowanej większości konstrukcji mamy
do czynienia z układami prostymi, które zazwyczaj składają się z czterech lub sześciu kół zębatych zamkniętych w obudowie.
Wystepują jednak mechanizmy różnicowe, które z racji swojej konstrukcji nazywane są złożonymi. Są to skomplikowane
mechanizmy planetarne lub mechanizm różnicowy TorSen, w którym rozdział momentu i prędkości obrotowych realizuje nawet 20 kół
zębatych.
Innym, ciekawym rozwiązaniem konstrukcyjnym mechanizmów różnicowych jest zastosowanie w nich dodatkowych sprzęgieł
lepkościowych powodujących zwiększenie tarcia wewnętrznego mechanizmu.
Opracowanie mgr inż. Ireneusz Kulczyk 12.06.2006
początek strony
Zespół Szkół Samochodowych w Bydgoszczy