Кіріспе

Екі трансаксиалдық доңғалақты бірге айналуға мәжбүрлейтін механикалық компонент. Блоктаушы дифференциал – көлік құралдарында жиі қолданылатын, екі доңғалақты бір осьте, ортақ білікте сияқты "блоктау" арқылы стандартты ашық дифференциалдың басты шектеуін жеңуге арналған механикалық компонент. Бұл екі доңғалақты да бір мезгілде айналуға мәжбүр етеді, доңғалақтың әрқайсысына жеке қолжетімді сүйреуге (немесе оның болмауына) қарамастан. Дифференциал бұғатталмаған кезде (ашық дифференциал), ол әр дөңгелектің әртүрлі жылдамдықпен айналуына мүмкіндік береді (мысалы, бұрылыс кезінде), осылайша дөңгелектің сызатылуын болдырмайды. Ашық (немесе бұғатталмаған) дифференциал әрқашан осы осьтегі екі доңғалақтың әрқайсысына бірдей айналым моментін (айналма күшін) береді. Сондықтан, дөңгелектер әртүрлі жылдамдықпен айналуы мүмкін болса да, олар бірдей айналу күшін қолданады, тіпті біреу толығымен тұрақтанған болса да, екіншісі айналады (бірдей айналу моменті; тең емес айналу жылдамдығы). Керісінше, бұғатталған дифференциал сол және оң дөңгелектерді бір осьте бірдей жылдамдықпен айналуға мәжбүр етеді, екі дөңгелектің сүйреу айырмашылығына қарамастан, дерлік барлық жағдайларда. Сондықтан, әрбір дөңгелек астындағы тартылыс мүмкіндік беретін айналу күшін қолдана алады, ал әр бүйірлік біліктегі айналу моменттері тең емес болады (тең емес айналу моменті, бірдей айналу жылдамдықтары). Автоматты блоктаушыларға қатысты ерекшеліктер бар, олар төменде талқыланады. Бұғатталған дифференциал ашық дифференциалға қарағанда айтарлықтай сүйреу артықшылығын қамтамасыз ете алады, бірақ тек әрбір дөңгелектің астындағы сүйреу айтарлықтай өзгеше болған кезде ғана. Жоғарыда айтылғандардың барлығы орталық дифференциалдарға, сондай-ақ әрбір осьтегілерге де қатысты: толық жетектегі көліктерде үш дифференциал бар, әрқайсысында біреу, ал алдыңғы және артқы осьтер арасында орталық дифференциал ("өткізу корпусы" деп аталады).

Қолданбалар

Кейбір көмекші көліктер, мысалы, эвакуаторлар, вилочный жүк көтергіштер, тракторлар және ауыр техника, әсіресе жұмсақ, лайлы немесе тегіс емес беттерде жүргенде, жақсырақ ұстау үшін бұғатталатын дифференциалдарды пайдаланады. Бұғаттағыштар ауыл шаруашылығы техникасында және әскери жүк көліктерінде жиі кездеседі. Кейбір шаруашылық тракторларында оператордың өкшесімен басылатын педаль болады, ол қажет болғанда дифференциалды бұғаттауға мүмкіндік береді. Дифференциалды бұғаттау дрифтинг спортында да шектеулі сырғанатын дифференциалдың орнына қолданылуы мүмкін. Жолдан тыс жүретін төрт дөңгелекті көліктер лайлы, тасты немесе қиыр жерде тұрып қалмау үшін көбінесе бұғатталатын дифференциалды пайдаланады. Бұғатталатын дифференциалдар ауыр жолдан тыс жүру үшін маңызды жабдық саналады. Мұндай көліктердің көптеген түрлерінде орталық дифференциалда (алдыңғы және артқы осьтер арасында), артқы дифференциалда және алдыңғы дифференциалда, немесе осы үш дифференциалдың кез келген комбинациясында бұғаттау мүмкіндігі болады. Дифференциалды бұғаттама кейбір "көмекші емес" төрт дөңгелекті көліктерде (мысалы, Mitsubishi Shogun) осьтердің жеткіліксіз икемділігін (дөңгелектердің тігінен қозғалуын) өтеу үшін де қолданылады. Жолдан тыс жүру үшін дөңгелектердің тегіс емес беттерде жермен байланысын сақтау үшін жоғары деңгейде икемділік қажет, бірақ бұл жолда жоғары жылдамдықтарда күшті шашырауға және нашар басқаруға әкелуі мүмкін. Сондықтан мұндай 4x4 көліктердегі аспалы жүйелер икемділік пен басқару арасындағы компромисс ретінде жасалады. Егер икемділік шектеулі болса, осьтің бір дөңгелегі қиыр жерде көтеріліп, барлық дөңгелектердің ұстау қабілетін жоғалтуы мүмкін (барлық қуат еркін айналатын көтерілген дөңгелекке беріледі). Осы кемшілікті жою үшін көбінесе артқы бұғатталатын дифференциал орнатылады. Егер дөңгелек жерден көтерілсе, бұғатталатын дифференциалды қосу арқылы жерде қалған дөңгелек қозғалысқа келтіріледі.

Автоматты шкафтар

Автоматты құлыптар жүргізушінің тікелей араласуынсыз автоматты түрде құлыпталып, ашылады. Кейбір автоматты құлыптағыш дифференциал конструкциялары, сүйреу жағдайларына қарамастан, қозғалтқыш қуатын әрқашан екі дөңгелекке де жеткізіп, бұрылыстар кезінде бір дөңгелек екіншісінен жылдам айналуын қажет еткенде ғана "құлыптайды". Мұндай құрылғыларды автоматты ашылатын дифференциалдар деп атау дұрыс, себебі олардың демалыс күйіндегі жағдайы құлыпталған. Олар дифференциал тасымалдағышынан немесе осьтен бір дөңгелектің баяу айналуына ешқашан жол бермейді, бірақ дөңгелектің тасымалдағыш жылдамдығынан артық айналуына мүмкіндік береді. Бұл типтің ең көп таралған мысалы – Eaton Corporation өндірген "Детройт Локер" (Detroit Locker), сондай-ақ "Детройт No Spin" деп те аталады, ол дифференциал тасымалдағыш жинағының орнына қойылады. Басқа түрлері, кейде "асқазандық құлыптар" деп аталатын, штатты дифференциал тасымалдағышын пайдаланып, ішкі бұрандалар мен біліктерді бір-бірімен байланысқан пластиналармен ауыстырады. Автоматты құлыптардың екі түрі де тең сүйреу жағдайында бұрылыстар кезінде дөңгелектердің айналу жылдамдығындағы айырмашылыққа мүмкіндік береді, бірақ қажет болған жағдайда екі осьтің біліктерін бірге құлыптайды. Артықшылықтары: Автоматты жұмыс істеуі, жол жағдайы өзгергенде қосу немесе ажырату үшін тоқтату қажеттігінің жоқтығы. Кемшіліктері: Тыйырманың тозуы және жүргізу мінез-құлқына әсері. Бұрылыс кезінде қай жарты ось ажыратылатыны, күш берілімі желісінің қолданатын айналу моментінің бағытына байланысты. Айналу моментінің бағыты өзгергенде, күш берілімі желісінің жылдамдығы ішкі осьтен сыртқы оське кенеттен ауысып, дөңгелектің шырылдауы мен күшті соққыға әкеледі. Бұрылыс кезінде автоматты құлып күшті төменгі бағыттаумен сипатталады, ал сүйреу шегінен асқанда бірден күшті жоғары бағыттауға өтеді. Кейбір автоматты құлыптар дөңгелектердің сырғанауы байқалғанға дейін ашық дифференциал ретінде жұмыс істейді, содан кейін құлыпталады. Мұндай типтер көліктің жылдамдығы мен дөңгелектердің сырғанауын бақылайтын ішкі регуляторды пайдаланады. Мысалы, Eaton корпорациясы әзірлеген және 1973 жылы GM компаниясының C/K сериялы пікаптары мен шаруашылық көліктеріне енгізілген Eaton автоматты құлыптағыш дифференциалы (ALD) немесе Eaton автоматты дифференциалдық құлыптағышы (ADL). Eaton ADL кейде қате түрде "Gov Lok" деп аталады, бірақ GM және Eaton ешқашан оны осылай атаған емес. "Gov Lok" – жылдар бойы танымал болған, бірақ шығу тегі белгісіз бейресми атау. Eaton және GM екеуі де осы атаудың қайдан пайда болғанын білмейді және Eaton бұрын "Gov Lok" атауын жоюға бірнеше рет сәтсіз тырысқан. Ескі Eaton ADL дизайнының жаңартылған нұсқасы әлі де Eaton компаниясынан қол жетімді, қазір ол Eaton mLocker механикалық дифференциалдық құлып деп аталады. Кейбір басқа автоматты құлыптар жоғары айналу моменті қолданылғанға дейін ашық дифференциал ретінде жұмыс істейді, содан кейін құлыпталады. Мұндай конструкцияларда әдетте өте жоғары үйкеліс коэффициенті бар ішкі тісті механизмдер қолданылады. Мысалы, ерте Volkswagen көліктерінде қолданылатын ZF жылжымалы штифттер мен камералар жүйесін атауға болады.

MRT-нің таңдамалы шкафтары

Таңдалатын дифференциалдар жүргізушіге дифференциалды жүргізуші орындығынан қалағанша құлыптап, ашып беруге мүмкіндік береді. Мұны әртүрлі тәсілдермен іске асыруға болады. Тамызғыш ауа (пневматикалық) жүйесі. "Окс-локерде" қолданылатын кабельдік механизм. Электрондық соленоидтар және (электромагниттік) Итонның "ЭЛокері" сияқты. Дегенмен, автокөлік өндірушілер де электрондық дифференциалдарды ұсына бастады. Nissan Corporation-ның электр дифференциалын Frontier (Navara), Xterra және Titan модельдерінде қосымша жабдық ретінде табуға болады. Ford F сериясы мен Ranger жүк көліктерінде, сондай-ақ толық көлемді Bronco-да электрондық артқы дифференциал ұсынылады. Toyota қазіргі уақытта Tacoma, 4Runner және Tundra (2022+), (тек TRD Off Road және TRD Pro комплектацияларында) артқы e-дифференциалын ұсынады, бірақ бұрын Land Cruiser сияқты көліктерде алдыңғы және артқы e-дифференциалдарын ұсынған. Артықшылықтары: Дифференциалға "ашық" дифференциал ретінде жұмыс істеуге мүмкіндік береді, бұл басқару мен маневрлеуді жақсартады, сондай-ақ қажет болған жағдайда толық құлыптау мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Кемшіліктері: Механикалық тұрғыдан күрделі, көптеген бөліктерінің бұзылуы мүмкін. Кейбір дифференциалдарды қосу үшін көлікті тоқтату қажет. Жүргізушінің араласуы және алдағы жол жағдайын ескере білуі керек. Тәжірибесіз жүргізушілер дифференциалды құлыптап қалдырып, күш беріліс жүйесінің компоненттеріне артық жүктеме түсіруі мүмкін.

Шпуль

Шпуль немесе толық шпуль (мини шпульге қарама-қарсы) – екі доңғалақты біріктіретін және сақиналы тісті дөңгелекке тікелей жалғайтын құрылғы. Оның оң және сол жағында ешқандай айырмашылық жоқ, сондықтан шпульмен жабдықталған көлік бұрылыста дөңгелектерінен шығып, жаңбырлы немесе қарлы ауа райында басқару қиын болуы мүмкін. Шпульдер көбінесе көшеде жүрмейтін жарыс машиналарын үшін қолданылады. Мини шпуль штаттық дифференциал корпусын пайдаланып, дифференциалдың ішкі бөліктерін ғана ауыстырады, бұл орнату әдісі "тамақ қорабының құлпына" ұқсас. Ал толық шпуль бүкіл дифференциал корпусын бір бөліктен жасалған машинамен өңделген детальмен ауыстырады. Толық шпуль – осьті құлыптаудың ең сенімді тәсілі, бірақ доңғалақтардың айналу жылдамдығын ешқандай түрде реттеуге мүмкіндік бермейді, соның салдарынан барлық күш беріліс жүйесінің компоненттеріне үлкен жүктеме түседі. Ашық дифференциалдың ішкі планетарлық тісті дөңгелектерін бірге дәнекерлеу арқылы да құлыпталған ось жасауға болады; алайда, бұл әдіс ұсынылмайды, себебі дәнекерлеу процесі дәнекерленген бөліктердің металл құрамын нашарлатады және жүктеме кезінде құрылмының бұзылуына әкелуі мүмкін.

Кемшіліктер

Стандартты дифференциалдардай тегіс жұмыс істемейтіндіктен, автоматты түрде құлыпталатын дифференциалдар көбінесе шиналардың тез тозуына себеп болады. Кейбір ескі автоматты құлыпталатын дифференциалдар көлік бұрылыс жасағанда құлыпталып, ашылғанда дыбыс шығаруымен белгілі – қышқыру немесе соққыға ұқсас дыбыс. Бұл көптеген жүргізушілерге ұнамайды. Автоматты құлыпталатын дифференциалдар көлікті басқаруға да әсер етеді, әсіресе егер құлып алдыңғы білікте орналасса. Жоғары үйкеліс (төмен сырғанау) беттерінде кез келген бұрылыс кезінде шинаның сызатындығынан басқа, құлыпталған біліктер көліктің бағытын өзгерту кезінде төменгі басқаруға және алдыңғы білікте қолданылса, рульді бұруға қажет күшті арттыруға әкеледі. Сонымен қатар, автоматты құлыпталатын дифференциалдар мұзда басқаруды жоғалтуға себеп болуы мүмкін, себебі ашық дифференциал бір доңғалақты айналуға, ал екіншісін тұрақты ұстауға мүмкіндік береді, қуатты бермейді. Мысалы, тайғақ беткейге көлденең тоқтаған көлік алыңыз. Екі доңғалақ та айналғанда, көлік жолмен байланысын жоғалтып, төмен қарай сырғанап түседі.

Баламалар

Шекті тайғанатын дифференциалдар (LSD) стандартты дифференциал мен құлыпталатын дифференциалдың арасындағы шартты келісім ретінде қарастырылады, себебі олар тегіс жұмыс істейді және стандартты дифференциалға қарағанда көбірек тарту күшін дөңгелекке жеткізеді, бірақ 100% құлыптауға қабілетті емес. Көптеген қазіргі заманғы көліктерде тракцияны басқару жүйелері де қолданылады, бұл құлыпталатын дифференциалдарға қосымша немесе оларды алмастыру ретінде болады. Мысалдар: Volkswagen-тің электрондық дифференциалдық құлыптауышы (EDL), Opel-дің TC+ жүйесі алғаш рет Opel Astra G (2001) көлігіне орнатылған, және т.б. Бұл, шын мәнінде, дифференциалдық құлыптауыш емес, бірақ ол әрбір дөңгелекте жұмыс істейді. Сенсорлар дөңгелектердің айналу жылдамдығын бақылайды және егер дөңгелектің бірі екіншісінен (мысалы, тайғанап) минутына белгілі бір саннан (мысалы, 100) артық айналса, тракцияны басқару жүйесі оны дереу тежейді. Бұл күштің көбірек бөлігін екінші дөңгелекке жеткізеді, бірақ ашық дифференциалды қолдану жалғасады, бұл EDL опциясы жоқ көліктердегідей. Егер барлық жетекші дөңгелектер тарту күшін жоғалтса, газ педалі автоматты түрде басқарылуы мүмкін. Электрондық тракцияны басқару жүйелері антиблокировкалық тежегіш жүйелермен (ABS) біріктірілуі мүмкін, олардың тежеу әрекеті ұқсас және бірнеше ортақ компоненттерді пайдаланады. Мұндай жүйелер, мысалы, соңғы үлгідегі Nissan Pathfinder, Land Rover Defender, Land Rover Freelander, McLaren P1 және McLaren 650s көліктерінде қолданылады. Дәнекерленген дифференциал (көбінесе «дәнекерленген дифференциал» деп аталады), дифференциалдың (ашық) механизмдері дәнекерленіп, дифференциал болмағандай жұмыс істеуіне қол жеткізіледі. Бұл жолдан тыс жүру немесе дрейф үшін қолжетімді балама. Жеке дөңгелек жетегі (IWD) көліктің әрбір дөңгелегі үшін жеке қозғалтқыштар, моторлар және/немесе беріліс қораптарын пайдалану арқылы жүзеге асырылады, бұл орталықтандырылған жерден беріліс құрамдас бөліктерімен күшті бөлу қажеттілігін жояды.