Дифференциал торсен: поколения, устройства и принцип работы

Дифференциал Торсен: принцип действия

“Торсен” — это одна из разновидностей самоблокирующихся дифференциалов. Такой механизм есть как на отечественных авто, так и на иномарках. Принцип действия дифференциала “Торсен” построен на изменяющемся трении механических частей, которое приводит к распределению вращательного момента между колесной парой.

Назначение

Итак, для чего нужен данный механизм? Самый простой дифференциал способен распределять мощность или крутящий момент между двух колес одинаково, равномерно. Если одно колесо буксует и не может зацепиться за дорожное полотно, то крутящий момент на втором колесе будет равным нулю. Усовершенствованные модели, а подавляющее их большинство – это дифференциалы с механизмом самоблока, оснащены системой, блокирующей вывешенную полуось. Тогда крутящий момент распределяется так, чтобы максимальная мощность была на колесе, которое сохранило хорошее сцепление с дорогой.

Дифференциал “Торсен” – это наиболее оптимальное решение для полноприводного автомобиля, эксплуатируемого по большей части в тяжелых условиях. “Торсен” – это не фамилия разработчика, а аббревиатура. Это означает чувствительность к вращательному моменту или Torque Sensing.

О истории создания

Впервые дифференциал “Торсен” появился в 1958 году. Разработал конструкцию и принцип действия американский инженер В. Глизман. Патент на серийное производство этого самоблокирующегося механизма получила компания “Торсен”, имя которой и стало названием для устройства.

Устройство

Данный механизм устроен из привычных элементов – устройство аналогично любому планетарному узлу. Можно выделить основные детали – это корпус, червячные шестерни, сателлиты.

Что касается общей концепции, то здесь не очень много отличий, если сравнивать с обыкновенными механизмами. Корпус жестко крепится на ведущем узле трансмиссии. Внутри корпуса установлены сателлиты. Они закреплены на специальных осях. Сателлиты находятся в жестком зацеплении с шестернями полуосей. Шестеренки полуосей закреплены на валы, на которые и передается крутящий момент.

А теперь что касается непосредственно механизма “Торсен”. В данном узле шестерня полуосей имеет винтовые зубья. Это не что иное, как традиционный червячный вал.

Сателлиты представляют собой пару косозубых шестерен. Один элемент этой пары формирует с шестерней полуоси червячную пару. Пара шестеренок-сателлитов может взаимодействовать и между собой за счет прямозубого зацепления. В конструкции имеется целых три сателлита, каждый из которых представляет пару шестерен.

Принцип действия

Давайте посмотрим, как работает дифференциал “Торсен”. Рассмотрим это на примере межколесного узла. Когда пара ведущих колес двигается прямолинейно, то они оба сталкиваются с одинаковым сопротивлением. Поэтому механизм распределяет крутящий момент равномерно между обеими колесами. При движении прямо сателлиты не задействованы, и усилие передается непосредственно от чашки к полуосевым шестерням.

Когда машина входит в поворот, то внутреннее колесо испытывает большее сопротивление и скорость его снижается. Червячная пара внутреннего колеса начинает работать. Шестеренка полуоси вращает сателлитную шестерню. Последняя передает крутящий момент ко второй шестерне полуоси. Тем самым увеличивается усилие на внешнем колесе. Так как разница крутящего момента на двух сторонах невелика, то трение во второй червяной паре тоже невысокое. В данном случае самоблокировки не произойдет. Вот на этом и основан принцип дифференциала “Торсен”.

Когда же одно из ведущих колес автомобиля находится на скользком участке, то его сопротивление снижается. Крутящий момент стремится именно к этому колесу. Полуось раскручивает шестерню сателлита, а она передает крутящий момент ко второму сателлиту. В этом случае будет самоторможение. Шестерня сателлита не способна выступать ведущим элементом и не может вращать полуосевую шестеренку из-за определенных особенностей червячных передач. Поэтому червячная пара заклинивает. А при заклинивании она затормозит вращение второй пары, и вращательный момент на каждой из полуосей выровняется.

Три режима работы

Если рассматривать полностью принцип работы дифференциала “Торсен”, то нужно сказать, что система может работать в трех различных режимах. Конкретный режим зависит от уровня сопротивления на колесе. Когда оно одинаковое, то вращательный момент распределяется равномерно.

Если на одном из колес сопротивление повышается, то в работу включается червячная пара, и тем самым приводится в действия вторая пара, несмотря на небольшое сопротивление на ней. Это ведет к перераспределению момента так, как нужно. В этом случае одно колесо замедлится. Второе станет вращаться быстрее.

Если на одной из шин полностью теряется сопротивление, тогда это будет сопровождаться блокировкой или заклиниванием червячной пары из-за большого трения. Тогда сразу же тормозится вторая пара. Крутящий момент выравнивается. Работа дифференциала “Торсен” в этом режиме схожа с прямолинейным движением.

Три типа “Торсена”

В первом варианте в качестве червячных пар используются шестеренки ведущих полуосей, а также сателлиты. Для каждой полуоси имеются свои сателлиты, соединенные попарно с теми, что на противоположной оси. Соединение это осуществляется при помощи прямозубого зацепления. Оси сателлитов перпендикулярны полуосям. Данный вариант дифференциала “Торсен” признан самым мощным среди всех аналогичных конструкций. Он способен работать в очень широком диапазоне крутящего момента.

Второй вариант отличается тем, что оси сателлитов находятся параллельно к полуосям. Сателлиты в данном случае установлены иначе. Они находятся в специальных посадочных местах чашки. Парные сателлиты соединяются косозубым зацеплением, которое при расклинивании участвует в блокировке.

Третий вариант является единственным среди всей серии, где конструкция планетарная. Он применяется в качестве межосевого дифференциала в полноприводных машинах. Оси сателлитов и ведущие шестеренки здесь тоже параллельны друг другу. За счет этого узел очень компактный. Благодаря конструкции изначально можно распределять нагрузку между двух мостов в соотношении 40:60. Если срабатывает частичная блокировка, то пропорция может отклонятся на 20 %.

Преимущества дифференциалов этой конструкции

Преимуществ у данной конструкции достаточно много. Данный механизм устанавливают за то, что точность его работы чрезвычайно высокая, при этом работает устройство очень плавно и тихо. Мощность распределяется между колесами и мостами автоматически – какое-либо вмешательство водителя не нужно. Перераспределение момента никак не влияет на торможение. Если дифференциал эксплуатируется корректно, то обслуживать его не нужно – от водителя требуется только проверять и периодически менять масло.

Именно поэтому многие водители ставят дифференциал “Торсен” на “Ниву”. Там также применена система постоянного полного привода и никакой электроники, поэтому нередко любители экстрима меняют штатный дифференциал на данный узел.

Недостатки

Есть и минусы. Это высокая цена, ведь внутри конструкция устроена достаточно сложно. Так как дифференциал работает на принципе терния, из-за этого повышается расход топлива. При всех преимуществах КПД довольно низкий, если сравнивать с похожими системами другого типа. Механизм имеет высокую предрасположенность к заклиниванию, а износ внутренних элементов довольно интенсивный. Для смазки нужны специальные продукты, так как при работе узла выделяется много тепла. Если на одной оси установлены разные колеса, то детали изнашиваются еще более интенсивно.

Применение

Применяют узел в качестве межколесного и межосевого механизма для перераспределения крутящего момента. Агрегат такого плана устанавливается на многие иномарки, но самую широкую известность он получил на Audi Quatro. Производители полноприводных авто очень часто отдают предпочтение именно данной конструкции. Дифференциал “Торсен” на ВАЗ устанавливают за сравнительную простоту и мгновенную работу.

Моделирование 4WD транспортного средства оснащенного дифференциалом Torsen в ведущей оси

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена теме имитационной модели TC 4WD, оснащенного Torsen и открытыми дифференциалами в ведущих осях. Для создания полной модели транспортного средства программным обеспечением Matlab Simulink построены подмодели двигателя, кузова, шин, дифференциала и других компонентов системы трансмиссии. Автором были представлены и проанализированы некоторые результаты моделирования характеристик ТС с использованием открытого и Torsen дифференциала, когда ТС ускоряется с места на дороге с разделенным коэффициентом трения между левым и правым колесами.

ABSTRACT

This paper presents a simulation model of 4WD vehicle equipped with Torsen and open differentials in driving axles. In order to build the full model of vehicle, the sub-models of engine, vehicle body, tires, differential and other components of powertrain system was built with the help of Matlab Simulink software. Some simulation results of the performance of 4WD vehicle using open and Torsen differentials when vehicle accelerates from rest on the road with split friction coefficient between left and right wheels were presented and analyzed.

Ключевые слова: моделирование, система трансмиссии, дифференциал Torsen, динамика, транспортное средство.

Keywords: simulation, transmission system, torsen differential, dynamic, vehicle.

1. Введение

Двумя основными функциями любого дифференциала являются: передача крутящего момента двигателя на два выходных вала и обеспечение разности скорости вращения между этими двумя выходами. В транспортном средстве это механическое устройство особенно полезно в свою очередь, когда внешние колеса должны вращаться быстрее внутренних колес, чтобы обеспечить хорошую управляемость. Дифференциал играет важную роль в общей эффективность системы трансмиссии и сильно оказывает влияние на динамические характеристики, расход топлива и устойчивость автомобиля [9,6,4,10].

Основной недостаток обычного дифференциала (открытый дифференциал) заключается в том, что общая величина имеющегося крутящего момента всегда распределяется между двумя выходными валами с одинаковым постоянным отношением. В частности, это является источником проблемы, при которой ведущие колеса имеют различные условия сцепления. Если крутящий момент двигателя превышает максимальный передаваемый крутящий момент, ограниченный дорожным трением на одном ведущем колесе, это колесо начинает буксоваться. Хотя они не достигают своего предела трения, другие ведущие колеса не способны передавать больший крутящий момент, поскольку входной крутящий момент часто равномерно распределяется между двумя выходными валами.

Дифференциал Torsen позволяет значительно снизить этот нежелательный побочный эффект. Этот вид дифференциала с ограниченным проскальзыванием обеспечивает переменное распределение крутящего момента двигателя в зависимости от доступного трения каждого рабочего колеса. Например, для автомобиля с асимметричным дорожным трением между левым и правым колесами правые колеса находятся на скользкой поверхности (снег, грязь …). Нерегулярные левые колеса имеют хорошие условия сцепления, можно передать дополнительный крутящий момент на левую полосу. Это позволяет автомобилю двигаться вперед, что вряд ли возможно при открытом дифференциале [9,1].

В этой статье авторы представляют модель и результаты моделирования полноприводных автомобилей 4WD, оснащенных дифференциалом Тorsen на ведущем мосту при движении по дороге с различным коэффициентом сцепления между левым и правым колесами. Результаты моделирования также анализируются и сравниваются со случаем транспортных средств с открытым дифференциалом.

2. Модель автомобиля

При построении модели сложных систем с помощью программного обеспечения Matlab-Simulink, обычно делятся на подсистемы. Авторы разделили модель автомобиля 4WD (рис.1) на следующие подсистемы: двигатель, гидротрансформатор, коробка передач, дифференциал раздаточная коробка, карданный вал, межколесные дифференциалы, шины на передней и задней осях и кузов автомобиля [3].

2.1. Модели подсистем

а. Модель дифференциала Torsen

Самоблокирующийся дифференциал Torsen, был разработан в 1958 году Вернером Глизманом (Gleason). Дифференциал является разновидностью винтового дифференциала и предназначен для обеспечения тягой колёс ведущих мостов, в которых происходит проскальзывание одного из колес с опорной поверхностью. Он может устанавливаться в качестве как межколесного, так и межосевого дифференциала. Состоит из винтовых шестерен (сателлитов) и винтовых (полуосевых) колес (рис. 2). Сателлиты расположены попарно и связаны между собой шестернями, расположенными на периферии сателлитов. Полуосевые колеса 1 выполнены в виде винтовых колес, а сателлиты 2 выполнены в виде винтовых шестерен. Торцы сателлитов касаются корпуса 4 через шайбы 3 [1].

Рисунок 2. Конструкция самоблокирующегося дифференциала Torsen

На рисунке 3-а показана схема червячной передачи, используемой в дифференциале Torsen. Соотношение между угловыми скоростями солнечного зубчатого колеса, планетарного зубчатого колеса и несущей выражается выражением:

                                                                        (1)

Передача крутящего момента:

                                                                (2)

С в идеальном случае

В неидеальной передаче угловая скорость и геометрические ограничения неизменны. Однако передаваемый крутящий момент и мощность уменьшаются за счет: (i) кулоновского трения между поверхностями резьбы на W и G, характеризующегося коэффициентом трения k или постоянной эффективностью h_WG; h_GW; (ii) вязкое соединение карданного вала с подшипниками, параметризованное коэффициентами вязкого трения m_SC и m_WC.

Поскольку трансмиссия включает в себя червячную передачу, эффективность прямой и обратной передачи мощности различна. В таблице 1 приведены значения КПД для всех комбинаций передачи мощности.

При случае контактного трения h_WG и h_GW определяются: (i) геометрией нарезания резьбы червячного редуктора, определяемой углом поворота l и углом нормального давления — a; (ii) Коэффициент фиксации поверхности контакта — k.

                                                             (3)

                                                            (4)

Для моделирования дифференциала Torsen (рис.2) были использованы компоненты из библиотеки Gears в Simscape Driveline [5].

б. Модель кузова автомобиля

Движение транспортного средства является результатом суммарного воздействия всех сил и крутящих моментов, действующих на него (рисунок 4a). Продольные силы в шинах толкают автомобиль вперед или назад. Вес mg транспортного средства действует через его центр тяжести (CG). В зависимости от угла наклона, вес тянет транспортное средство на землю и тянет его назад или вперед. Независимо от того, движется ли автомобиль вперед или назад, аэродинамическое сопротивление замедляет его. Для простоты предполагается, что перетаскивание действует через CG [3,5].

Система дифференциальных уравнений, описывающих динамику автомобиля, записывается следующим образом

Где: g – гравитационное ускорение; β – угол наклона; m – масса транспортного средства; h – высота центра тяжести автомобиля (CG) над землей; a, b – расстояние между передней и задней осями соответственно от точки нормального проецирования транспортного средства CG на общую плоскость оси; V_x – скорость транспортного средства; V_W – скорость ветра; N – количество колес на каждую ось; F_xf, F_xr: продольные силы на каждом колесе в передней и задней точках контакта с землей соответственно; F_zf, F_zr – нормальные нагрузки на каждое колесо в передней и задней точках контакта с землей соответственно; A – эффективная площадь поперечного сечения лобового транспортного средства; C_d – коэффициент аэродинамического сопротивления; ρ – массовая плотность воздуха; F_d – аэродинамическая сила сопротивления.

Для моделирования динамики и движения автомобиля была построена модель Simulink (рис.4б) с шестью портами и двумя входными портами: W – скорость ветра, beta – угол наклона дороги; три выходных порта: V – продольная скорость, NF –нормальная сила передней оси, NR – нормальная сила задней оси и H – горизонтальное движение кузова автомобиля.

в. Модель ДВС

В этой статье модель Generic Engine [7] использовалась для моделирования двигателя внутреннего сгорания (рис.5). По умолчанию модель двигателя использует запрограммированное соотношение между крутящим моментом и скоростью, модулируемое сигналом дроссельной заслонки.
Модель двигателя определяется функцией требуемой мощности двигателя g (Ω). Функция обеспечивает максимальную мощность, доступную для данной частоты вращения двигателя Ω. Параметры блока (максимальная мощность, скорость при максимальной мощности и максимальная скорость) нормализуют эту функцию до физических значений максимального крутящего момента и скорости. Нормализованный входной сигнал T дроссельной заслонки указывает фактическую мощность двигателя. Мощность подается как часть максимально возможной мощности в устойчивом состоянии при фиксированной частоте вращения двигателя. Он модулирует фактическую мощность P, полученную от двигателя: P (Ω, T) = T·g (Ω). Крутящий момент двигателя составляет τ = P/Ω.

2.2. Полная модель автомобиля

На основе моделей подсистем, таких как кузов автомобиля, двигатель внутреннего сгорания, шина, дифференциал и другие компоненты силовой передачи, колес… были построены в предыдущем разделе. Мы можем построить полную модель транспортного средства (рис.6).

3. Результаты и их обсуждение

Модель на рисунке 6 позволяет нам определить кинематические и динамические параметры основного компонента силовой передачи и транспортного средства, такие как коробка передач, дифференциал, полуось, колеса.  В качестве иллюстрации авторы сделали моделирование автомобиля в случае разгона с места при разности коэффициентов сцепления с дорогой колес (левого и правого).

Некоторые результаты расчетов и моделирования приведены на рисунках 7,8. В частности, результаты моделирования крутящего момента на валу солнечной шестерни и водило дифференциала Torsen иллюстрируются на рисунке 7, результаты моделирования изменений силы, скорости и крутящего момента задний полуоси показаны на рисунке 8.

На рисунке 9 показаны результаты моделирования скорости колес, а на рисунке 10 показано изменение скорости движения автомобиля в зависимости от времени. Анализ графиков показывает, что при наличии открытого дифференциала, скорость левого колеса быстрее, чем правое колесо, скорость движения автомобиля равна скорости правого колеса, поскольку эта разница в скорости должна вызвать буксование левого колеса. Тем не менее, в случае автомобилей, оснащенных дифференциалом Torsen, скорость между левым и правым колесами равна скорости автомобиля. Следовательно, нет явления буксования ведущего колеса. Это связано с тем, что при разнице в скорости между левым и правым колесами дифференциал Torsen автоматически блокируется. Таким образом, автомобили с дифференциалом Torsen в этом случае будут иметь лучшую устойчивость, чем автомобили с открытым дифференциалом.

Анализ графиков скорости и тяги (рис. 11) показывает, что автомобиль, оснащенный открытым дифференциалом, будет развивать максимальную скорость около 6 м/с, а максимальная скорость автомобиля с дифференциалом Torsen может достигать почти 11 м/с. Более того, максимальная тяговая сила, достигаемая при использовании дифференциала Torsen, примерно в 2,4 раза больше, чем в случае с обычным открытым дифференциалом. Очевидно, что в рассматриваемых условиях движения ТС, оснащенные Torsen, на ведущем мосту будут иметь лучшие динамические параметры, чем автомобили с открытым дифференциалом.

4. Выводы

В этой статье был представлен метод моделирования автомобиля 4WD, оснащенного дифференциалом Torsen, с использованием программного обеспечения Matlab/Simulink 2018. Модель включает в себя подмодели дифференциала Torsen, двигателя внутреннего сгорания, кузова автомобиля и другие компоненты автомобильной трансмиссии. Имитационная модель позволяет быстро изменять типы межколесных дифференциалов, параметры конструкции автомобиля, а также условия работы для графического просмотра выходных данных. Таким образом, эта модель может быть использована для оптимального проектирования системы дифференциала и трансмиссии, а также для оптимального управления автомобилем 4WD.

Признательность

Исследование было поддержано Тхайнгуенским университетом для научного проекта

Acknowledgments

My research was supported by Thai Nguyen University for the scientific project 

Список литературы:
1. Антонян А.В. Вывод коэффициентов блокировки самоблокирующегося дифференциала Torsen // Молодежный научно-технический вестник. Электрон. журн. 2015. №8.Режим доступа: http://sntbul.bmstu.ru /doc/793602.html
2. Афанасьев Б.А., Белоусов Б.Н., Жеглов Л.Ф., Зузов В.Н., Полунгян А.А., Фоминых, А.Б., Цыбин В.С. Проектирование полноприводных колесных машин: учебник для вузов. В 3 т. Т. 2. / под общ. ред. А.А. Полунгяна. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана 2008. 528с.
3. Hans Pacejka, Tyre and vehicle dynamic, 3rd Edition. Butterworth-Heinemann, 2012.
4. Heisler H., Advance vehicle Technology, 2nd edition. Butterworth-Henemann, 2002. 663p.
5. J.Y. Wong, Theory of ground vehicles, 4th ed., (John Wiley and Sons, Inc., New York.
6. Moawad, A. and Rousseau, A. (2012, August). Effect of Transmission Technologies on Fuel Efficiency – Final Report. (Report No. DOT HS 811 667).
7. Model and simulate rotational and translational mechanical systems / [Internet source]. — Access mode: https://www. mathworks.com/products/simdrive.html (date of the application: 05.10.2019).
8. Naunheimer H., Bertsche B., Ryborz J., Novak W. Automotive Transmissions: Fundamentals, Selection, Design and Application. Second Edition. Springer: Heidelberg, Dordrecht, London, Ney York. 2011. 715p.
9. Nguyen Trong Hoan and Nguyen Khac Tuan, Automotive transmission system, (Vietnam educational Publishing house 2018).
10. P. Lukin, G. Gasparyants, V. Rodionov, Automobile chassis Design and Calculations, Mir Publisher Moscow, 1989, 407p.

Дифференциал Torsen Объяснение и если это лучше

Дифференциал Torsen является одним из многих возможных дифференциалов, которые используются в автомобилях. Этот известен тем, что измеряет крутящий момент и распределяет его пропорционально шинам с лучшим сцеплением. Этот дифференциал объединяет другие типы дифференциалов и улучшает их для достижения определенных результатов. Он имеет много практических применений в автомобильных гонках, но не в дрэг-рейсинге, и с момента разработки этого дифференциала существовало три основных версии. Он может быть лучше или хуже других дифференциалов, в зависимости от того, что ищет водитель, но он имеет больше применений и универсальность благодаря своей сложной природе.

Читайте дальше, чтобы узнать больше об особенностях, аспектах, преимуществах и недостатках дифференциала Torsen.

Связанный: Вариант Ford F-150 2021 года предлагает самый большой крутящий момент в истории модельного ряда

Что это такое?

через Reddit

Название «дифференциал Torsen» происходит от термина «датчик крутящего момента». Этот дифференциал имеет способность смещать крутящий момент, что означает, что крутящий момент распределяется между всеми четырьмя шинами в соответствии с тем, где он больше всего требуется в данный момент.

Трение регулируется должным образом, потому что оно является результатом правильного приложения крутящего момента к косозубому зацеплению. Затем крутящий момент подается на корпус дифференциала после того, как он правильно приложен к зубчатой ​​передаче, что позволяет дифференциалам Torsen предотвращать пробуксовку колес и смещение крутящего момента.

Кроме того, дифференциалы Torsen, смещающие крутящий момент, имеют то преимущество, что работают без потери тяги в процессе. Дифференциал Torsen поддерживает дисбаланс тяги, потому что трение, которым он управляет благодаря косозубому зацеплению, настраивается и регулируется в диапазоне рабочих характеристик. Результат? Шины с лучшим сцеплением получают больший крутящий момент, а шины с худшим сцеплением получают меньший крутящий момент.

Трение пропорционально нагрузке, которую несет автомобиль, и эта способность известна как коэффициент смещения крутящего момента (TBR), соотношение высокого и низкого тягового усилия при заблокированном дифференциале, когда дисбаланс трения получает необходимую им поддержку. Более высокие значения TBR соответствуют более агрессивным тяговым характеристикам.

Дифференциалы

Torsen также могут поддерживать дисбаланс тяги при сильном дросселе благодаря входному крутящему моменту, приложенному к косозубому зубчатому колесу. В результате силы тяги затем вдавливают шестерню в корпус дифференциала, и этот контакт создает трение, в то же время свободно и плавно дифференцируя, когда уровни крутящего момента ниже.

Различные виды дифференциалов

через автозапчасти Red Line

Дифференциал Torsen — один из многих различных дифференциалов, существующих в качестве альтернативы.

Самым простым является открытый дифференциал, который состоит из двух половин оси с шестерней на каждом конце, а третья шестерня соединяет вышеупомянутые две. В результате получаются три стороны квадрата, известного как основной механизм, требующий четвертой передачи для завершения квадрата и придания дополнительной прочности дифференциалу в целом. Затем к корпусу дифференциала, в котором размещены эти шестерни, добавляются зубчатые венцы, передающие мощность на колеса после использования шестерни для соединения с приводным валом. Его преимущества проистекают из его простоты, так как меньше переменных, на которых можно сосредоточиться. Обычно основное внимание уделяется тому, чтобы сделать ось более эффективной при прохождении поворотов внешним колесом поворота, чтобы оно двигалось быстрее, чем внутреннее колесо. Однако, хотя открытый дифференциал дешевле в производстве, он имеет недостатки из-за равномерного распределения крутящего момента между обоими колесами. Мощность ограничена в его передаче.

Другой тип — блокируемый дифференциал, в основном для внедорожников. Это вариант открытого дифференциала в том смысле, что его можно заблокировать на месте, чтобы создать фиксированную ось вместо независимой с помощью ручной или электронной настройки. В этом варианте крутящий момент распределяется неравномерно, поэтому больший крутящий момент может быть направлен на колесо с лучшим сцеплением, как это делает дифференциал Torsen. Крутящий момент не страдает из-за колеса с меньшим сцеплением, что полезно при движении по пересеченной местности на высоких скоростях. К сожалению, заблокированные дифференциалы имеют свои недостатки, особенно с заеданием, сценарием, когда избыточный (крутящий момент) накапливается в трансмиссии, стремящейся к освобождению, и колеса должны оторваться от земли, чтобы сбросить положение, или блокировки должны быть освобождены. Последнее проще.

Сварной/золотниковый дифференциал представляет собой вариант заблокированного (и подвариант открытого) в том смысле, что он был постоянно приварен из открытого дифференциала к фиксированной оси. Из-за фактора постоянства это происходит редко. В основном это касается одновременного вращения обоих колес, как в дрифт-карах. Не рекомендуется для обычных автомобилей.

Дифференциалы с ограниченным проскальзыванием

объединяют открытые и заблокированные дифференциалы с помощью сложной системы, включающей механическое сцепление, которое окружает основную шестерню открытого дифференциала с двумя прижимными кольцами, дающими усилие, нажимающими на два набора дисков сцепления рядом с шестернями. Это также может быть односторонняя система, в которой давление оказывается только при ускорении, или двусторонняя система, в которой давление также оказывается при замедлении.

Другой тип дифференциала повышенного трения — вязкий, то есть в нем вместо фрикционов используется густая жидкость для создания сопротивления изменению дифференциала. У них меньше движущихся частей, чем у механической версии, но они имеют свой собственный набор осложнений.

Связанный: ICE Vs EV Torque Monsters: Audi RS6 Avant Vs Tesla Model 3 Performance

хорош для шоссейных гонок, но не для дрэг-рейсинга

через Сделал сам

Дифференциалы Torsen

, хотя и не идеальны для дрэг-рейсинга, практичны для шоссейных гонок. Эти дифференциалы дополняют хорошо сбалансированную подвеску, что обеспечивает идеальную тягу автомобиля. Следует отметить, что дифференциал Torsen может определять крутящий момент, что позволяет мощности двигателя оставаться на одном уровне.

Как упоминалось ранее, способность этого дифференциала распределять крутящий момент на шины с превосходным сцеплением с дорогой является важным фактором в гонках. Дифференциал Torsen часто работает как вышеупомянутый открытый дифференциал, в то время как на каждое заднее колесо передается одинаковый крутящий момент.

Однако диски сцепления со временем изнашиваются и требуют замены, хотя последующий осевой люфт не возникает с дифференциалами Torsen, как это было бы с другими дифференциалами. Таким образом, тормозные суппорты с фиксированным креплением хорошо работают с дифференциалами Torsen. Все это говорит о том, что дрэг-рейсинг плохо сочетается с особенностями и функциями дифференциала Torsen.

Варианты Torsen

через Miata Turbo Forum

Существует три разных варианта Torsen, взятых из разных этапов его эволюции. Есть Т-1, Т-2 и Т-3. T-1 увеличивает внутреннее трение за счет косозубых шестерен со скрещенными осями, что приводит к более высокому коэффициенту смещения крутящего момента, хотя и не без более высокого люфта, а также к большему количеству возможных проблем с шумом, вибрацией и резкостью. Ключевым моментом для Т-1 является точная установка. Более поздний Т-2 достигает того же эффекта за счет параллельного расположения передач. Т-3 самая современная версия. Крутящий момент распределяется неравномерно, потому что передний и межосевой дифференциалы планетарного типа расположены в одном блоке.

Источники: torsen.com, matfoundrygroup. com, maximummotorsports.com, awdwiki.com,

Далее: Subaru исправила проблемы с крутящим моментом BRZ на 2022 год?

Лучшие типы дифференциалов и наиболее подходящие для вас

В чем разница между открытыми, заблокированными, сварными, торсеновыми, муфтовыми LSD, электронными дифференциалами и дифференциалами с вектором крутящего момента? Есть много вариантов на выбор, так что лучше всего подходит для вашего приложения?

Напомнить позже

Как для конструкторов автомобилей, так и для тюнеров существует множество вариантов выбора дифференциала для автомобиля. Давайте рассмотрим преимущества и недостатки некоторых наиболее распространенных вариантов:

1. Открытый дифференциал
2. Заблокированный дифференциал
3. Вязкостной дифференциал повышенного трения
4. LSD с механическим сцеплением (включая eLSD)
5. Торсен и винтовой дифференциал
6. Дифференциал векторизации крутящего момента

1.

Открытый дифференциал

Открытые дифференциалы являются самой простой формой дифференциала. Цель состоит в том, чтобы обеспечить разные скорости между двумя колесами, в то время как распределение крутящего момента поддерживается постоянным на уровне 50/50. Распространенное заблуждение относительно открытых дифференциалов состоит в том, что когда одно колесо поднимается, на него передается 100% крутящего момента. Это не так, однако количество крутящего момента, передаваемого на колесо с тягой, очень мало, потому что количество крутящего момента, необходимого для вращения колеса, также невелико. Помните, что оба колеса всегда получают одинаковый крутящий момент, но если одно из них не имеет сопротивления (например, если оно находится в воздухе), в результате величина крутящего момента, передаваемая на ведущую ось, очень мала.