Differentieel "Thorsen": het werkingsprincipe

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-19 18:12

"Thorsen" is een van de varianten van zelfremmende differentiëlen. Een dergelijk mechanisme is zowel beschikbaar op binnenlandse auto's als op buitenlandse auto's. Het werkingsprincipe van het Torsen-differentieel is gebaseerd op de veranderende wrijving van mechanische onderdelen, wat leidt tot de verdeling van het koppel tussen de wielset.

Bestemming

Dus, waar is dit mechanisme voor? Het eenvoudigste differentieel is in staat om het vermogen of koppel gelijkmatig en gelijkmatig over twee wielen te verdelen. Als een wiel slipt en niet op de rijbaan blijft haken, is het koppel op het tweede wiel nul. Verbeterde modellen, en de overgrote meerderheid van hen zijn differentiëlen met een zelfblokkerend mechanisme, zijn uitgerust met een systeem dat de geplaatste steekas blokkeert. Het koppel wordt vervolgens zo verdeeld dat het maximale vermogen wordt geleverd aan het wiel dat goede tractie behoudt.

Het Thorsen-differentieel is de beste oplossing voor een voertuig met vierwielaandrijving,voornamelijk onder zware omstandigheden geopereerd. "Thorsen" is niet de naam van de ontwikkelaar, maar een afkorting. Dit betekent Torque Sensing of Torque Sensing.

Over de geschiedenis van de schepping

Het Thorsen-differentieel werd voor het eerst geïntroduceerd in 1958. De Amerikaanse ingenieur V. Glizman ontwikkelde het ontwerp en het werkingsprincipe. Het patent voor de serieproductie van dit zelfsluitende mechanisme werd ontvangen door het bedrijf Torsen, wiens naam de naam voor het apparaat werd.

Apparaat

Dit mechanisme bestaat uit bekende elementen - het apparaat is vergelijkbaar met elk planetair knooppunt. U kunt de belangrijkste onderdelen markeren - dit is het geval, wormwielen, satellieten.

Wat het algemene concept betreft, zijn er niet veel verschillen met gewone mechanismen. De behuizing is vast bevestigd aan de aandrijfeenheid van de transmissie. Satellieten zijn in de behuizing geïnstalleerd. Ze zijn bevestigd op speciale assen. De satellieten zijn in starre aangrijping met de tandwielen van de steekassen. De tandwielen van de halve assen zijn bevestigd aan de assen, waarop het koppel wordt overgebracht.

En nu het Torsen-mechanisme zelf. In dit knooppunt heeft het tandwiel van de halve assen spiraalvormige tanden. Het is niets anders dan een traditionele wormschacht.

Satellieten zijn een paar spiraalvormige tandwielen. Een element van dit paar vormt een wormpaar met het aswiel. Een paar satelliettandwielen kan ook met elkaar interageren vanwege rechte tandwieloverbrenging. Het ontwerp heeft maar liefst drie satellieten, die elkstaat voor een paar tandwielen.

Werkingsprincipe

Laten we eens kijken hoe het Thorsen-differentieel werkt. Laten we dit bekijken aan de hand van het voorbeeld van een interwheel-assemblage. Wanneer een paar aandrijfwielen in een rechte lijn bewegen, ondervinden ze allebei dezelfde weerstand. Daarom verdeelt het mechanisme het koppel gelijkmatig over beide wielen. Bij rechtdoor rijden zijn de planeten niet betrokken en wordt de kracht rechtstreeks van de beker naar de zijtandwielen overgebracht.

Wanneer de auto de bocht ingaat, ervaart het binnenste wiel meer weerstand en neemt de snelheid af. Het wormpaar van het binnenwiel begint te werken. Het zijwiel laat het satellietwiel draaien. Deze laatste brengt koppel over naar de tweede versnelling van de steekas. Dit verhoogt de kracht op het buitenste wiel. Omdat het verschil in koppel aan beide zijden klein is, is de wrijving in het tweede wormpaar ook laag. In dit geval vindt zelfblokkering niet plaats. Hierop is het Thorsen differentiaalprincipe gebaseerd.

Als een van de aangedreven wielen van de auto op een gladde ondergrond staat, neemt de weerstand af. Koppel neigt naar dit wiel. De halve as laat het satelliettandwiel draaien en zendt koppel naar de tweede satelliet. In dit geval zal er zelfremmend zijn. Het satelliettandwiel kan niet als aandrijfelement fungeren en kan het zijtandwiel niet draaien vanwege bepaalde kenmerken van de wormwielen. Daarom loopt het wormpaar vast. En wanneervastlopen, zal het de rotatie van het tweede paar vertragen en zal het koppel op elk van de halve assen gelijk worden.

Drie bedrijfsmodi

Als we het volledige werkingsprincipe van het Torsen-differentieel beschouwen, moet worden gezegd dat het systeem in drie verschillende modi kan werken. De specifieke modus is afhankelijk van het weerstandsniveau op het wiel. Als het hetzelfde is, wordt het koppel gelijkmatig verdeeld.

Als de weerstand op een van de wielen toeneemt, wordt het wormpaar ingeschakeld en dus wordt het tweede paar geactiveerd, ondanks de kleine weerstand erop. Dit leidt tot de herverdeling van het moment als dat nodig is. In dit geval zal één wiel vertragen. De tweede draait sneller.

Als de weerstand volledig verloren gaat op een van de banden, gaat dit gepaard met blokkering of vastlopen van het wormpaar door hoge wrijving. Dan vertraagt het tweede paar meteen. koppel egaliseert. De werking van het Torsen-differentieel in deze modus is vergelijkbaar met rechtlijnige beweging.

Drie soorten “Thorsen”

In de eerste versie worden de tandwielen van de leidende halve assen, evenals satellieten, gebruikt als wormparen. Elke as heeft zijn eigen satellieten, in paren verbonden met die op de tegenoverliggende as. Deze verbinding wordt uitgevoerd met behulp van een rechte tandwieloverbrenging. De assen van de satellieten staan loodrecht op de halve assen. Deze versie van het Torsen-differentieel wordt erkend als de krachtigste van alle vergelijkbare ontwerpen. Het is in staat om in een zeer breed koppelbereik te werken.

De tweede optie verschilt doordat de assen van de satellieten evenwijdig zijn aan de assen. Satellieten zijn in dit geval anders geïnstalleerd. Ze bevinden zich in speciale bekerstoelen. Paarsatellieten zijn verbonden door middel van spiraalvormige tandwieloverbrenging, die bij het vastzetten deelneemt aan het blokkeren.

De derde optie is de enige van de hele serie waar het ontwerp planetair is. Het wordt gebruikt als centraal differentieel in voertuigen met vierwielaandrijving. De assen van de satellieten en de aandrijftandwielen zijn ook evenwijdig aan elkaar. Hierdoor is het apparaat zeer compact. Dankzij het ontwerp is het in eerste instantie mogelijk om de belasting over de twee bruggen te verdelen in een verhouding van 40:60. Als een gedeeltelijke blokkering wordt geactiveerd, kan de verhouding 20% afwijken.

Voordelen van differentiëlen van dit ontwerp

Dit ontwerp heeft veel voordelen. Dit mechanisme is geïnstalleerd omdat de nauwkeurigheid van zijn werk extreem hoog is, terwijl het apparaat erg soepel en stil werkt. Het vermogen wordt automatisch over de wielen en assen verdeeld - er is geen tussenkomst van de bestuurder nodig. De herverdeling van het koppel heeft op geen enkele manier invloed op het remmen. Als het differentieel correct wordt bediend, hoeft er geen onderhoud aan het differentieel te worden uitgevoerd - de bestuurder hoeft alleen de olie te controleren en periodiek te verversen.

Daarom zetten veel chauffeurs het Torsen-differentieel op de Niva. Het maakt ook gebruik van een permanent vierwielaandrijvingssysteem en geen elektronica, dus liefhebbers van extreme sporten veranderen vaak het standaard differentieel voor dit toestel.

Flaws

Er zijn ook nadelen. Dit is een hoge prijs, omdat de structuur van binnen vrij ingewikkeld is. Aangezien het differentieel werkt volgens het principe van doornen, verhoogt dit het brandstofverbruik. Met alle voordelen is het rendement vrij laag in vergelijking met vergelijkbare systemen van een ander type. Het mechanisme heeft een hoge aanleg voor vastlopen en de slijtage van interne elementen is behoorlijk intens. Voor de smering zijn speciale producten nodig, aangezien er tijdens de werking van het samenstel veel warmte vrijkomt. Als er verschillende wielen op dezelfde as worden gemonteerd, slijten de onderdelen nog intensiever.

Toepassing

Het knooppunt wordt gebruikt als een tussenwiel- en tussenasmechanisme voor de herverdeling van het koppel. Een dergelijke eenheid wordt op veel buitenlandse auto's geïnstalleerd, maar kreeg de grootste populariteit op de Audi Quatro. Fabrikanten van auto's met vierwielaandrijving geven vaak de voorkeur aan dit specifieke ontwerp. Het Torsen-differentieel is op de VAZ geïnstalleerd vanwege zijn relatieve eenvoud en onmiddellijke werking.