* Диференциали
Публикувано на 23 май 2011 в раздел Физика.
Не, няма да си говорим (все още) за диференциални уравнения. Става дума за диференциалите при колите. Може би повечето от вас знаят за какво служат те, затова ще карам набързо.
Фокусирайте се на този етап към предните гуми на автомобила. Когато той завива всяка една от двете гуми описва дъга. Ако той завива надясно, то дъгата на лявата гума ще е по-голяма от тази на дясната гума и обратно. С други думи при завой едната гума изминава повече път от другата. Ако двете гуми бяха свързани просто с една обща ос, то очевидно при завой гумата от външната страна на завоя ще трябва да приплъзва по пътя защото трябва да измине повече път за същото време и обороти както вътрешната, а това не е добре. Ето този проблем всъщност решават диференциалите – позволяват едната гума да се върти по-бързо (да прави повече обороти за същото време) от другата и да „наваксва“ изминатия път по дъгата.
Естествено абсолютно същото важи и за задните гуми – те също описват дъги при завой. Сега на въпросите:
- Защо автомобилите буксуват на лед?
- Защо автомобилите със задно предаване обикновено буксуват повече отколкото автомобилите с предно?
- Ако знаем формата на предните дъги, то какви дъги описват задните гуми на автомобила спрямо тях?
- Защо изравняването с бордюра при успоредното паркиране на заден ход е по-лесно от успоредното паркиране напред?
- Защо е нужен трети (междуосев) диференциал при автомобилите с постоянно задвижване „4×4“ (т.нар. „4WD“)?
- Ако не се използва техниката „блокиране на диференциал“, то има ли разлика между автомобилите 4×4 спрямо леките автомобили с предно или задно предаване при буксуването на лед?
- Обяснете разликата в действието при блокирането на преден/заден и междуосев диференциал при джиповете. Коя блокировка в кои ситуации се използва и защо повечето джипове имат възможност за блокиране само на междуосевия, но не и на преден/заден мост?
1. Ако едната гума загуби сцепление, целия въртящ момент отива в нея.
2. Не знам. Може би има нещо общо с инерцията и положението на центъра на тежеста спрямо задвижващите колела?
3. Същата дъговидна форма, но с радиус на дъгата намален с междуосното разстояние?
4. Не знам, но има нещо общо с отговора на №3 :)
5. Да разделя въртящия момент към двете оси? (Дъгите на предните и задните гуми не са с еднакви радиуси, т.е. едната ос пак „изминава повече път“).
6. Не?
7. Нямам идея, но ще ми е интересно да прочета :)
Здравей,
Ето моите скромни познания по темата:
2. Дължи се на това, че обикновено двигателите на автомобилите са отпред, т.е. колата отпред е по-тежка. Съответно това увеличава сцеплението. Когато водещите колела са отзад (BMW, Mercedes, Жигули) – колата там е по-лека, съответно буксува повече. В такива ситуации е добре да натоварите малко дърва и камъни в багажника :)
3. Същите по форма, но по-къси. Въпроса е при фиксирани разстояния между мостовете и фиксирана дължина на мостовете – колко по-къси?
4. Дъгата на задните гуми е по-малка, съответно е нужно по-късо разстояние за изравняване
5. Точно така – когато въртящия момент се предава и на двете оси, то е съвсем нормално същия проблем да се прехвърли между двойките колела отпред и съответно отзад.
6. Не, няма никаква разлика. Ако едната гума забуксува, то другата на моста остава неподвижна заради осевия диференциал. Междуосевия пък прави същото между двата моста.
7. Заради натоварването на трансмисията. Практически блокирането на диференциала прави огромно напрежение (с блокиран диференциал практически няколко километра на асфалт са достатъчни за пълна щета, а в трудни терени – може и за няколко метра). Блокирането на диференциал на мост не може да е самостоятелно – то е смислено тогава, когато е блокиран и междуосевия диференциал. Ако сте закъсали до степен, че ви трябва блокаж на моста, то това означава, че буксуват заедно поне две гуми на двата моста едновременно. Блокирайки осев диференциал се оказва, че една от гумите на колата ще трябва да понесе цялото напрежение на „измъкването“, а то както споменах е огромно. Най-често се къса полуоска в тези ситуации… и се плаче… Тъй или иначе ще ви вадят с трактор – по-добре е колата да си е цяла :)
Затова изпадането в такива ситуации обикновено повлича ваденето на по-ефективна техника – слагането на вериги. Ама не тези, които продават по магазините – те не стават за лед, камо ли за кал :)
П.П. Всички „Part Time“ джипове (повечето западни, УАЗ, и др.) карат предимно на задно предаване. В режим „4х4“ те са винаги с еквивалент на блокиран междуосев диференциал, т.е. той се използва много рядко.
Ако колата е спряла на място и потегля, то… може би да, по-скоро казвам „да“. Но ако е в движение нещата май стават по-сложни…
По въпрос 3 разликата в радиуса на дъгата не е ли разстоянието между мостовете?
mertol – тежестта на двигателя е отпред – не знам как ще я прехвърлиш отзад (освен ако не натовариш един багажник с дърва, както препоръчах). Това, че колата при потегляне си вдига предницата леко е просто приятен ефект. Хората с Лада Нива, които са си откачили предния кардан изпитват същия ефект и то много по-яко, отколкото при спортните коли. Това не прави сцеплението по-добро.
Да, вътрешната гума може да буксува – предполагам, че може да се случи при завой с висока скорост, но това с блокиран диференциал кой по дяволите ще го прави?. При нормално каране ще приплъзва външната гума.
Говоря от гледна точка на състезателни коли за асфалт там нещата са доста различни:
Ако има прилично сцепление колите със задно ще буксуват по-малко защото при ускорение тежестта се прехвърля назад.
При блокиран диференциал обикновено буксува вътрешната гума защото тежестта е прехвърлена на външната страна.
По въпрос 3 когато колата завива всяка от гумите описва окръжност, ако геометрията на предното окачване е с правилна сходимост на предните гуми, тогава 4те окръжности са концентрични. Предна вътрешна гума, задна вътрешна гума и центъра на окръжността са върхове на правоъгълен триъгълник. Означавам междуосието с M, ъгъла на завиване на предна вътрешна гума с L. Тогава радиуса до предната гума е M/sin(L), радиуса до задната e (M/sin(L))*cos(L)
Малко състезателни коли са с двигател отпред дори тогава гледат съотношението да е близо до 50:50. Заключения диференциал придава стабилност на състезателните коли и по-добро ускорение. Също може да се настройва колко да е заключен дори може да има различна степен на заключване в зависимост колко е натисната газта. Без значение колко е заключен обикновено вътрешната гума се подхлъзва първа.
Състезателните не ме интересуват много, но предполагам, че говориш за „самоблокиращ се диференциал“, а не за блокиран. Това и при джиповете го има – съвсем друга работа е. Скъпо удоволствие.
Ако съм те разбрал правилно – не, не бъркаш.
по въпрос 4, не знам за коя дъга става въпрос, че е по-малка, аз така го разбирам:
когато се кара напред, центъра на дъгата, която описва колата е встрани и дъгата е по-голяма. При заден ход центъра е някъде между двете задни колела, по-близо до вътрешното и дъгата е много по-малка. Може и да бъркам.