Cu permisiunea voastra, revin asupra diferentialelor. Subiectul in cauza poate fi dezbatut mai mult decat permite timpul fiecaruia. Hai sa discutam, pentru intelegere, despre mecanismele care ne “patineaza”” creierii. Unii din colegi poate stiu deja cele ce vor urma a fi citite, altii poate vor sa stie iar unii poate sunt doar curiosi. Chiar daca unele informatii au fost prezentate deja de colegi, le reiau doar in scopul de a fi putin ordonate. Asadar, diferentialele le clasificam “grosso-modo”ca fiind : a) simple (deschise) ; b) blocabile ; c) autoblocabile. Pozitionarea lor le numeste mai departe diferential fata, diferential interaxial (central) si diferential spate. In aceasta discutie nu vreau sa tinem cont de situatiile in care exista si cutii de transfer, sa nu ne complicam. Voi denumi “split”, fara desconsiderare a limbii romane, distributia cuplului, termenul fiind mai cunoscut asa.
a) Diferentialul simplu – este cel mai intalnit, cu precadere in a face splitul cuplului intre rotile aceleiasi punti, pentru vehicule cu tractiune fata sau spate. In conditii neutre, are split 50-50, dupa caz putand ajunge la 100-0, situatie in care cuplul e preluat in totalitate de roata cu aderenta mai scazuta (situatia patinarii fara inaintare, sa zicem). Este 100% reactiv la viteza relativa dintre rotile pe care le deserveste.
b) Diferentialul blocabil – intalnit de regula la vehicule care au o destinatie speciala, chiar daca termenul “special” e fortat putin. Blocarea, reprezinta mentinerea diferentialului in split 50-50. Aceasta blocare se realizeaza 1) – la dorinta soferului, avand comanda la buton si executata mecanic de sistem sau 2)- automat, comandata de sistem (electronic sau mecanic) si executata de sistem, mecanic. Dupa caz si dupa preferintele producatorilor, se folosesc ca diferentiale interaxiale sau la puntile spate. Au avantajul clar al asigurarii cuplului egal ambelor punti sau egal ambelor roti. Faptul ca NU exista situatii intermediare (nu se deschide), folosirea lor e limitata si aici ma refer la viteza de deplasare si la mentinerea sensului inainte. In lipsa blocarii, are toate spliturile intermediare de la 50-50 la 100-0, el reactionand ca un diferential simplu.
c) Diferentialul autoblocabil- (cu alunecare limitata sau LSD, cum vrem sa zicem) este cel mai minunat dintre ele, deserveste pe majoritatea celor ce citesc acum, dar…trebuie spus, nu putem sa ii cerem peste ceea ce i-a justificat aparitia si existenta.
Continui doar despre acesta. Este imbratisat de producatori, in diferite variante constructive si poate fi regasit atat ca diferential interaxial, cat si al puntilor. Este folosit in toate variantele de tractiune (fata, spate sau integrala) si intotdeauna adoptat in varianta care deserveste cel mai bine scopului pentru care vehiculul a fost proiectat. Sunt de mai multe tipuri, fiecare cu avantaje si dezavantaje. Intotdeauna gasim variante care sunt limitate in unele situatii si se simte frustrare, dar pentru alte situatii au o justificare si un aport mai bine definit.
Caracteristica lor de baza este ca pot oferi cuplu in proportii variabile (in functie de situatii) puntilor sau rotilor. Chiar daca ies putin din tema, trebuie sa fac o specificare ca sunt folosite sisteme de split interaxiale sau la puntea spate, care nu sunt diferentiale, dar ar dori sa se comporte ca acestea. Fac precizarea asta intrucat Subaru foloseste in unele sisteme AWD alte aplicatii tehnice pentru repartitia cuplului . Daca exista comanda pentru variatia splitului dar venita din exteriorul sistemului, e greu sa il mai numim diferential, ci mai degraba cuplaj. Pentru ele revin mai tarziu…
In situatia neutra, diferentialul autoblocabil face split 50-50, putand sa transfere cuplul dupa necesitati si in proportii diferite. Nu va ajunge niciodata la 100-0, caci ar fi diferential simplu, nici sa ramana la 50-50, caci s-ar numi blocabil. Proportia la care poate ajunge splitul (spre exemplu 80-20) reprezinta coeficientul (gradul)de autoblocare al diferentialului, este diferita de la un tip la altul si reprezinta o limita adoptata ca valoare la proiectarea acestuia.
Principalele grupe de diferentiale autoblocabile ar fi:
1)- diferentialul cu vascocuplaj – este foarte intalnit si este preferat ca interaxial datorita particularitatii. Reprezinta un diferential simplu ce lucreaza impreuna cu un set de discuri de frecare. In conditii neutre are split 50-50, limita de autoblocare diferind dupa caz. Are discuri de frictiune apartinand celor doua iesiri ale transmisiei, intercalate intre ele. Carcasa contine ulei siliconic cu proprietatea ca isi mareste vascozitatea la cresterea temperaturii. Aparitia vitezei relative intre cele doua iesiri ale transmisiei (fata-spate, sa zicem) se traduce prin rotirea discurilor cu viteze diferite, corespunzatoare celor doua iesiri ale transmisiei. Vor exista, asadar, linii de fluid intre discuri, ce vor circula alaturat, dar cu viteze diferite. Frecarea dintre liniile de fluid existente intre discuri si frecarea dintre liniile de fluid si discuri duce la cresterea temperaturii, apoi la cresterea vascozitatii uleiului care va duce la cresterea frecarilor interne, frecari care apoi se vor intoarce (transmite) corespunzator discurilor in sensul egalizarii vitezei acestora. Teoretic, reactioneaza instantaneu la aparitia vitezelor relative, dar in fapt se simte intarziat reactia acestuia (timpul necesar ca evenimentele prezentate anterior sa se intample). Practic, autoblocarea nu se produce liniar ci exponential. Functionarea lui este clar si direct conditionata de existenta unei viteze relative consistente. Ca parere personala, cred ca acesta este motivul (si un altul ce urmeaza) pentru care acesta sa nu se preteze ca diferential al puntilor. Tot teoretic as zice ca durata de viata, si ma refer la eficienta, nu la starea fizica, e limitata. Uleiul siliconic e capsulat in carcasa, deprecierea lui calitativa in timp fiind fara leac, diferentialul pierzandu-si din eficienta (celalalt motiv). Acest ulei nu se inlocuieste!
2)- diferentiale cu angrenaje melcate (ar fi de tip hypoid si Torsen)
Au o reactie foarte buna la vitezele relative, sunt strict mecanice si in general sunt folosite ca diferentiale ale puntilor. Autoblocarea se produce liniar ceea ce le da un avantaj fata de alte tipuri. Conditia de autoblocare e data de randamentul foarte, foarte scazut al ansamblului (randamentul ansamblului, se stie, este produsul randamentelor fiecarei angrenari, iar angrenajele melcate au randamente catastrofal de mici). Un diferential Torsen, spre exemplu, ar avea doar in carcasa sase angrenari cu roti dintate drepte si sase angrenari melcate. Mai mult, angrenajele melcate sunt unsens (melcul e conducator, roata melcata e condusa), ceea ce ar face imposibila functionarea intr-un diferential. De aceea, la Torsen, aceste angrenaje melcate sunt de tip special, melcul avand mai multe inceputuri (5-7, comparativ cu un melc normal 1-2), iar unghiul elicoidei melcului este foarte mare. De asemeni, pinionul planetar, care este de fapt roata melcata, are un numar redus (oarecum) de dinti, obtinut din conditia raportului de transmitere. Ele se dimensioneaza ca angrenaje melcate, dar calculul de rezistenta se face ca pentru angrenaje cu roti dintate. Cam de aceea, diferentialul Torsen este complicat, costisitor de produs, tinand cont ca toate astea trebuie sa incapa intr-o carcasa preferabil mica, nu? Un dezavantaj major al acestuia este valoarea oarecum limitata al cuplului maxim pe care il poate “jongla”. Dincolo de functionarea lui ca ansamblu, trebuie sa fie un compromis intre solicitari si dimensiuni. Personal, as zice ca nu e de recomandat pentru cei care viseaza supermotoare si superputeri.
Celalalt diferential cu angrenaje melcate, numit generic hipoid, este principial asemanator diferentialului Torsen, dar mai simplu in organizare, deci mai usor de fabricat. Foloseste aceleasi gen de angrenaje melcate de tip special.
Subaru foloseste Torsen, din cate stiu, pentru STI, la puntea spate. Puntea fata are diferential hypoid. Tehnic ? Beton…
3) diferentiale cu discuri de frecare – sunt foarte folosite datorita simplitatii lor. Sistemul reprezinta mai degraba un diferential simplu ce lucreaza impreuna cu unul sau doua cuplaje cu discuri. Acestea asigura un split 50-50 in situatie neutra. Sunt reactive la vitezele relative, crescand blocarea usor la viteze relative mici si apoi liniar, rapid si puternic la cresterea vitezei relative. Aduc pe undeva ca organizare cu vascocuplajul, existand discuri intercalate corespunzatoare fiecarei iesiri a transmisiei dar obtinerea autoblocarii este realizata strict mecanic prin cresterea-scaderea presiunii dintre discuri. Presarea discurilor poate fi facuta prin comanda data de arcuri, came, bile in locas…poate si alte moduri.
Diferentialele ce primesc comanda prin cama au pozitii predefinite de autoblocare, in 3 moduri, fiecare cu o reactie diferita a diferentialului. Modul de condus in care se doreste folosit vehiculul presupune adoptarea unei pozitii de functionare. Dar asta deja trimite vehiculul in categoria “Destinatie speciala”.
La aceste diferentiale, eficienta lor e data de numarul de discuri aflate in sistem, implicit de suprafetele de contact-frecare dintre ele. O caracteristica a lor ar fi faptul ca montand acelasi numar de discuri, dar intr-o alta regula de intercalare a lor, se reduce numarul suprafetelor in contact care genereaza in final autoblocarea. Posibilitatile, matematic, nu sunt multe, dar e un mod prin care se poate reduce limita de autoblocare. Un motiv sa se doreasca asta, sincer, nu vad…poate pentru alt comportament dinamic, poate pe la drifturi ar fi de preferat, nu stiu ?
Tot in grupa asta ar mai fi de mentionat cuplajele cu discuri de frecare, pentru ca sunt foarte apropiate in conceptie. Sunt mai agressive, puternic reactive la cuplu si la viteze relative. Probabil ca sunt cele mai folosite in conditii de raliu, dezavantajul ca discurile se uzeaza foarte rapid contand mai putin, inlocuirea lor fiind o faza in ciclul de intretinere.
Cam atat de la mine…
Daca ati ajuns cu cititul aici, inseamna ca ceva tot a meritat interesul. Sper sa apara completari sau plusuri si din partea altora, subiectul fiind foarte vast, cum am spus, dar nu lipsit de diversitate.
Si, va multumesc pentru rabdare.
27 Replies
2748 Views