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 2

Mechanizmy ró

nicowe stosowane w uk

adach przeniesienia nap

du samochodów maj

najcz

ęś

ciej posta

batej przek

adni

obiegowej z ko

ami z

batymi sto

kowymi, rzadziej z ko

ami z

batymi walcowymi. Ogniwem nap

dzaj

cym tak

przek

adni

jest

jarzmo satelitów po

łą

czone z obudow

mechanizmu. W sto

kowym mechanizmie ró

nicowym rol

jarzma pe

ni o

satelitów.

Ogniwem nap

dzanym s

a koronowe pó

osi w mechanizmie sto

kowym lub walcowym.

Na mechanizm ró

nicowy nale

y spojrze

przez pryzmat przek

adni obiegowej, gdzie wyst

puj

a z

bate: pier

cieniowe,

oneczne i satelity w jarzmie. Aby przek

adnia dzia

a, jeden z jej elementów musi zosta

zatrzymany. W mechanizmie ró

nicowym

opartym o zasad

dzia

ania przek

adni obiegowej wszystkie elementy znajduj

w ruchu wzgl

dnym wobec siebie. Wyst

puje tu

równie

przypadek szczególny wyja

niaj

cy warto

ść

prze

enia kinematycznego mechanizmu ró

nicowego. Przy unieruchomionym

jarzmie, a wi

c te

obudowie mechanizmu ró

nicowego kierunki pr

dko

ci obrotowej kó

koronowych s

przeciwne (przy

podniesionym mo

cie nap

dowym obracaj

c jedno ko

o zaobserwujemy przeciwny ruch obrotowy drugiego ko

a jezdnego), to

prze

enie wewn

trzne i

ma warto

ść

ujemn

. Podczas jazdy z nap

dzanym jarzmem (obudow

mechanizmu ró

nicowego) warto

ść

prze

enia wewn

trznego i

ma warto

ść

dodatni

i wynosi 1. Wynika to st

e oba ko

a koronowe, cho

z ró

nymi pr

dko

ciami,

ale obracaj

w t

sam

stron

. Mechanizm ró

nicowy z prze

eniem wewn

trznym i

= 1 jest mechanizmem symetrycznym. W

innym przypadku, gdy i

nie jest równe 1 mówi si

o mechanizmie ró

nicowym niesymetrycznym.

Symetryczne mechanizmy ró

nicowe mog

wyst

powa

jako mi

dzyko

owe, miedzyosiowe oraz mi

dzybrzegowe. Mechanizmy

niesymetryczne znajduj

zastosowanie jedynie jako mi

dzyosiowe.

Konstrukcj

podstawowego sto

kowego mechanizmu ró

nicowego przedstawi

em w poprzednim artykule. Dzi

czas na inne

konstrukcje. Na rysunku 1 przedstawiony zosta

sto

kowy mechanizm ró

nicowy symetryczny, traktowany jako mi

dzyosiowy.

Warto zwróci

uwag

e moment obrotowy doprowadza si

zawsze na obudow

mechanizmu. Tutaj jej jednak nie ma, wi

c moment

obrotowy zosta

doprowadzony bezpo

rednio na o

satelitów, która z punktu widzenia przek

adni obiegowej jest jarzmem satelitów.

Wyst

puje tu równie

wielka

atwo

ść

blokowania mechanizmu mi

dzyosiowego poprzez sprz

gni

cie wa

ka wej

ciowego z dowolnym

em koronowym. Takie rozwi

zania stosuje si

we wspó

czesnych samochodach ci

ęż

arowych z dwoma osiami nap

dzanymi, np.

firmy Scania.

Na kolejnych rysunkach przedstawiam sto

kowe mechanizmy ró

nicowe niesymetryczne, stosowane jako mi

dzyosiowe. Litera N

wskazuje, gdzie zosta

doprowadzony moment obrotowy.

rys. 1

rys.2

Zró

nicowanie wielko

ci kó

koronowych wyra

nie wskazuje na asymetri

prze

enia wewn

trznego mechanizmu ró

nicowego.

Doprowadzenie momentu obrotowego wskazuje z kolei,

e rozwi

zanie takie stanowi jednocze

nie skrzyni

rozdzielcz

umieszczon

bezpo

rednio za skrzyni

przek

adniow

samochodu.

Na rysunku 4 przedstawiono ciekawe rozwi

zanie mi

dzyosiowego mechanizmu ró

nicowego opartego na klasycznym rozwi

zaniu

przek

adni planetarnej.

o z

bate s

oneczne a jest ko

em koronowym lewym mechanizmu ró

nicowego, ko

o pier

cieniowe c jest ko

em koronowym

prawym. Moment obrotowy doprowadzony jest poprzez zespó

kó

batych na jarzmo satelitów b. Niesymetryczne prze

enie

rys. 3

rys.4

takiego mechanizmu ró

nicowego i

= - c/a.

Walcowy mechanizm ró

nicowy mo

e by

budowany jako symetryczny lub niesymetryczny. Podstawowa konstrukcja takiego

mechanizmu – symetrycznego przedstawiona zosta

a na rysunku 5.

Ró

ni si

od sto

kowego jedynie wykonaniem satelitów w postaci par kó

walcowych. Konstrukcja taka nie narusza omówionej

wcze

niej (w poprzednim artykule) zasady dzia

ania sto

kowego mechanizmu ró

nicowego, przy czym zadania stozkowego satelita

spe

nia para kó

walcowych, a kó

koronowych – walcowe ko

a z

bate osadzone na ko

cach pó

osi nap

dowych lub wa

ów

doprowadzaj

cych moment obrotowy do odpowiednich mostów nap

dowych. Zarówno d

ugo

ci z

bów satelitów, jak i ich po

enia s

tak dobrane,

e ka

dy satelit cz

ęś

ugo

ci swych z

bów zaz

bia si

z ko

em walcowym wyj

ciowym. Na pozosta

ej d

ugo

bów satelit wspó

pracuje z drugim satelitem równym mu co do wielko

ci, który zaz

bia si

z drugim ko

em walcowym wyj

ciowym.

Moment obrotowy doprowadzony jest do obudowy mechanizmu ró

nicowego przek

adni

ówn

walcow

lub sto

kow

, zale

nie od

konstrukcji zespo

u przeniesienia nap

du.

Niesymetryczn

odmian

walcowego mechanizmu ró

nicowego, stosowanego wy

łą

cznie jako mechanizm mi

dzyosiowy, przedstawia

rysunek 6.

Mechanizm sk

ada si

z kó

walcowych Z1 i Z2 o ró

nej wielko

ci oraz wspó

pracuj

cych z nimi, podobnie jak w omawianym wy

mechanizmie symetrycznym, walcowych satelitów S1 i S2 równie

o ró

nych

rednicach, a wi

c i ró

nej liczbie z

bów. Przyk

adem

konstrukcyjnego rozwi

zania mechanizmu ró

nicowego z ko

ami z

batymi walcowymi jest mechanizm ró

nicowy samochodów

TATRA, stosowany przez t

fabryk

w konstrukcjach ci

ęż

arowych, a w przesz

ci równie

osobowych.

rys. 5

rys. 6

Zale

nie od sposobu rozdzia

u momentu obrotowego na wa

y wyj

ciowe oraz rozwi

konstrukcyjnych mo

na przyj

ąć

podzia

mechanizmów ró

nicowych:

■

o ma

ym tarciu wewn

trznym

■

blokuj

Wszystkie omówione w artykule mechanizmy ró

nicowe s

mechanizmami o ma

ym tarciu wewn

trznym.

ród mechanizmów ró

nicowych blokuj

cych nale

y rozró

mechanizmy z wymuszonym przez kierowc

blokowaniem oraz z

blokowaniem samoczynnym, tzw. samoblokuj

ce. Mo

na je z kolei podzieli

na:

■

mechanizmy ró

nicowe o zwi

kszonym tarciu wewn

trznym

■

mechanizmy ró

nicowe o zmiennym prze

eniu

■

mechanizmy ró

nicowe ze sprz

ami jednokierunkowymi

Poziom skomplikowania konstrukcji mechanizmów ró

nicowych nie jest jednakowy. W zdecydowanej wi

kszo

ci konstrukcji mamy

do czynienia z uk

adami prostymi, które zazwyczaj sk

adaj

z czterech lub sze

ciu kó

batych zamkni

tych w obudowie.

Wystepuj

jednak mechanizmy ró

nicowe, które z racji swojej konstrukcji nazywane s

onymi. S

to skomplikowane

mechanizmy planetarne lub mechanizm ró

nicowy TorSen, w którym rozdzia

momentu i pr

dko

ci obrotowych realizuje nawet 20 kó

batych.

Innym, ciekawym rozwi

zaniem konstrukcyjnym mechanizmów ró

nicowych jest zastosowanie w nich dodatkowych sprz

gie

lepko

ciowych powoduj

cych zwi

kszenie tarcia wewn

trznego mechanizmu.

Opracowanie mgr in

. Ireneusz Kulczyk 12.06.2006

Zespó

Szkó

Samochodowych w Bydgoszczy

pocz

tek strony