diferencijalni_prenosnik

7/29/2019 diferencijalni_prenosnik

1/13

DIFERENCIJALNI

PRENOSNIK

1


2/13

SADRAJ:

1. Uvod.........12. Princip rada diferencijala......2

3. Vrste diferencijala34. Karakteristina konstrukcijska rjeenja glavnih prenosnika i diferencijala...10

5. Zakljuak11

6. Literatura12

2


3/13

1. Uvod

U pogonskom mostu diferencijalni prenosnik ( u daljem tekstu-diferencijal ) slui za prenoenje

obrtnog momenta na levi i desni pogonski toak pri njihovim me

usobno razli

itim ugaonimbrzinama.Do ove razlike dolazi pri kretanju vozila: u krivini,po neravnom putu i u sluaju

razliitih poluprenika tokova ,do ega moe doi pri razliitim pritiscima u pneumaticima ilipri nejednakom istroenju pneumatika. U svim tim sluajevima do razlike u ugaonim brzinamadolazi usled toga to tokovi u istom vremenskom perijodu moraju da imaju razliite obimnebrzine (jer prelaze razliite puteve za isto vreme,odnosno prelaze isti put sa razliitimpoluprenicima kotrljanja).Duferencijali se, osim toga,koriste za razvoenje obrtnih momenatana dva i vie pogonskih mostova.Tokovi vozila obru se razliitim brzinama,posebno pri skretanju.Diferencijal je dizajniran dapogoni par tokova sa jednakom silom,dok im istovremeno omoguava da se obru razliitim

brzinama.U vozolima bez diferencijala,kao to su karting vozila,oba pogonska toka se morajuobrtati istim brzinama,najee oko zajednike osovine,koju pogoni jednostavni motornimehanizam.Pri skretanju unutranji toak prelazi krau udljenost od vanjskog toka,to uzrokujeobrtanje unutranjeg toka i/ili vuenje vanjskog toka.Rezultat je oteano i nepredvidivokontrolisanje vozila,oteenje na gumama i cesti i dr.

3


4/13

2. PRINCIP RADA DIFERENCIJALAPrincip rada, odnosno nain funkcionisanja diferencijala moe da se lako shvati na primerukoturae.

Kretanje vozila u pravcu na ravnom tlu sa istim poluprenicima tokova moe da se predstavikao pravolinijsko (translatorno) pomjeranje koturae, sl. 7-140 a ijise centar O,usled dejstva sileFo kree brzinom Vo koja je proporcijonalna broju obrtaja tanjirastog zupanika.

Koturaa vri pri tome samo translatorno kretanje, pa take A i B na obimu koturae imajubrzinu V1=V2=V0 , dok su sile ,takoe jednake, F01=F02=F0 /2. Pri nailaskuvozila ,na primer,u

levu krivinu pri istom broju obtraja tanjirastog zupanika levi (unutranji) toak obrtae semanji,a desni (spoljni) toak veim brojem obrtaja od broja obrtaja tanjirastog zupanika,jer sekree po razliitim radijusima, odnosno treba da za isto vrijeme preu razliiti put.Primjertakvog kretanja vozila prestavljen je koturaom na sl. 7-140,b. Brzina pomjeranja centra O poradijusu Ro usled dejstva iste sile F0,je i dalje V0.poto se taka A kree po manjem radijusu R1to e i njena brzina V01V0. To znai da koturaa poinje i da se obre u smeru strelice .Meutim,uvjek vai da jeV01+V02=V ,tj. za koliko se smanji brzina drugog toka .Isto tako ,vai F01=F02=F0/2 ako sezanemari otpor trenja u mehanizmu diferencijala.

Pri okretanju vozila oko lijevog toka bie V01=0, a V02=2V0 i obrnuto, pri okretanju oko desnogttoka: V02=0, a V01=2V0.Sve gore reeno za kretanje vozila u pravcu vai za sluaj kada je mogue preneti obime sile napogonskim tokovima na tlo,odnosno podlogu po kojoj se vozilo kree tj. za sluaj kada postojijednakost horizontalnih reakcija tla, X1=X2 ,odnosno momenta prijanjanja M

4


5/13

3. VRSTE DIFERENCIJALADiferencijali koji razvode obrtni moment u jednakim iznosima nazivaju se simetrini.Za razlikuod njih asimetrini diferencijali razvode obrtne momente u nejednakim iznosima.Ovi(asimetrini) diferencijali esto se koriste za razvodjenje obrtnog momenta na dva ili viepogonskih mostova kada su na njima vertikalne reakcije tla razliite, odnosno kada se preko njihna tlo prenose razliita vertikalna optereenja.U sluaju kada se jedan od pogonskih tokovapogonskog mosta nadje na tlu sa niskim koeficijentom prijanjanja dolazi, kao to je objanjeno,do njegovog proklizavanja i zaustavljanja vozila,jer sva snaga odlazi (linijom manjeg otpora)ka toku koji kliza.Da bi se ovo spreilo, neophodno je u takvim sluajevima da se blokira rad,odnosno funkcija diferencijala i da se oba poluvratila vrsto kinematiki veu jedno za drugo.Nataj nain e snaga od motora biti usmerena ka toku, koji ima trenutno bolje usloveprijanjanja.Za blokiranje rada diferencijala koriste se posebni mehanizmi koji se nazivajuuredjajima za blokiranje.U zavisnosti od naona na koji se vri blokiranje postoje rjeenja

diferencijala sa prinudnim blokiranjem i samoblokiranje.U prvom sluaju blokiranje komandujevoza, a u drugom dolazi do spontanog blokiranja pri pojavi razlike ugaonih brzina lijevog uodnosu na desni toak.Ukoliko se samoblokiranje ostvaruje pomou poveanja unutranjegtrenja onda se takvi diferencijali nazivaju diferencijalima sa poveanim unutranjim trenjem.

U odnosu na konstrukcijska rjeenja postoje sledee osnovne vrste diferencijal:-sa zupanicima-sa punim prenosnikom-sa kulisnim mehanizmima-sa mehanizmima slobodnog hoda.

Prva vrsta se gradi na konusnim I cilindrinim zupanicima.Najei nain gradnje diferencijalaje sa konusnim zupanicima.Takvi diferencijali se danas najee ugrauju na sve vrste motornihvozila.

Na slici 7-141 prikazane su sheme diferencijala sa zupanicima i to:a-simetrini sa konusnim zupanicima, b-asimetrini sa konusnim zupanicima i c-asimetrini sacilindrinim zupanicima.Diferencijal se sastoji od dva konusna zupanika (1), sl. 7-141, koji senalaze na krajevima poluvratila (2), a za njih su spojena oljebljenom vezom.

U jednom zahvatu sa ovim zupanicima nalaze se dva ili etiri (najei sluaj) konusnazupanika (3) koji se nazivaju satelitima.Sateliti (3) su pomou svojih osnovica (4) kliznouleiteni u kuite diferencijala (5) za koje se, kao to je reeno vezuje tanjirasti zupanik (6)glavnog prenosnika.Kuite diferencijala je uleiteno u kuitu pogonskog mosta.Prenoenjesnage pri pravliniskom kretanju vozila po ravnom tlu obavlja se na taj nain to se snaga odtanjirastog zupanika (6) prenosi na kuite diferencijala (5) a sa ovoga, prko osnovice satelita

5


6/13

(4) i samih satelita (3) na konusne zupanike (1) i time na pogonska poluvratila (2).prema tomepri tim uslovima kuita diferencijala (5), konusni zupanici (1) i poluvratila (2) obru se istomugaonom brzinom oko ose poluvratila.Pri tome se sateliti (3) sa svojim osovinicama (4) obruzajedno sa kuitem oko ose poluvratila.Obrtanja satelita oko svoje ose-nema.Pri pojavi uslovaza nejednakim ugaonim brzinama lijevih i desnih tokova,odnosno, pogonskih poluvratila(kretanje u krivini,po neravnom putu , razliiti poluprenici tokova,razliiti uslovi prijanjanja isl.), sateliti, osim to se zajedo sa kuitem diferencijala (5) i svojim osovinicama (4) obru okoose poluvratila, poinju da se obru i oko svojih osa, diferencirajui, na taj nain ugaonebrzine lijevih i desnih pogonskih tokova.

Asimetrini diferencijal sa konusnim zupanicima, sl. 7-141,b, zbog razliitih poluprenika(r1>r2) konusnih zupanika (1) i (2) raspodjeljuju obrtni moment u razliitim iznosima na vratila(4) i (5).Odnos obrtnih momenata je proporcijonalan odnosu poluprenika r1 i r2.Isto se odnosiasimetrini diferencijal sa cilindrinim zupanivima. Sl. 7-141,c.

Na slici 7-142 dat je shematski prikaz simetrinog i asimetrinog diferencijala sa konusnimzupanicima.Oznake su iste kao na sl. 7-141,a,b.

Shematski prikaz asimetrinog diferencijala sa punim prenosnicima dat je na sl. 7-143. Punitokovi (2), koji se nalaze na krajevima poluvratila (1), spregnuti su sa po tri (najee) pua (3)koji su uleiteni u kuite diferencijala (5).Sa svakim parom pueva (3) spregnut je jo po jedan

puni toak (4) koji je , takodje, uleiten u kuite diferencijala (5).Pri pravoliniskom kretanjupo ravnom tlu puni tokovi se obru jednakim ugaonim brzinama koje su po vrednostiindentine ugaonoj brzini kuita diferencijala.Puevi (3) i puni tokovi (4) se pri tome neobru oko svojih osa.Pri nailasku vozila u krivinu puevi (3) i puni tokovi (4) poinju da seobru oko svojih osa obezbjeujui razliite ugaone brzine lijevog i desnog pogonskogtoka.Poznato je da puni prenosnici imaju relativno nizak stepen korisnog dejstva, tj. da se unjima javlja relativno veliko trenje.Zbog toga, ovakvi diferencijali spadaju u grupu diferencijala

6


7/13

sa poveanim unutranjim trenjem.Isto se odnosi i na diferencijale sa kulisnim mehanizmima, sl.7-144, kod kojih su, kod ove konstrukcije,profilisana tela (2) radijalno postavljena.Obrtnimoment od tanjirastog zupanika (5),

prenosi se na kuite diferencijala (1) u ijim prorezima su smjetena profilisana tela (2). Spoljnikrajevi ovih profilisanih tjela (2) su u kontaktu sa unutranjom kulisno-profilisanom povrinomprirubnice (3) koja je oljebljenjem spojena sa desnim poluvratilom.unutranji krajevi

profilisanih tijela (2) u kontaktu su sa spoljnom kulisno-profilisanom povrinom prirubnice (4)koja je oljebljenjem spojena sa lijevim poluvratilom.Pri kretanju vozila u krivini profilisanatijela (2) se kreu oscilatorno u radijalnom pravcu i klize po kulisno profilisanim povrinamaelemenata (3) i (4), obezbjeujui razliite ugaone brzine lijevog i desnog poluvratila, odnosnopogonskog toka.Diferencijalni mehanizam sa mehanizmima slobodnog hoda spadaju u grupu simetrinihdiferencijala, a rad im se zasniva na funkciji dvije jednosmjerne spojnice (vidi taku7.2.2.).Relativno rijetko se koristi na savremenim motornim vozilima.

I diferencijali sa koninim zupanicima izvode se sa poveanim unutranjim trenjem, odnosno sasamoblokiranjem.Ovo se postie ugradnjom posebnih elemenata kojima se poveava unutranjetrenje ime se, ustvari, stvara otpor (do odreene mjere) relativnom zakretanju poluvratila.Dodanas su razvijena razliita rjeenja ovakvih diferencijala.Princip svih takvih konstrukcija svodise na jednu od shema prikazanih na sl. 7-145.Prema prvoj shemi , sl. 7-145,a, elementi frikcijonespojnice uvode se izmedju kuita diferencijala i jednog od poluvratila.

7


8/13

U novije vrijeme, kao samoblokirajui mehanizam diferencijala , posebno meuosnih, kodautomobila formule 4x4, koriste se visko-spojnice (sl. 7-145,c). Ova spojnica se sastoji od kuita(1) spojenog za jedno vratilo (2) i naizmjenino postavljenih diskova (3) i (4).Diskovi (3) su

spojeni za kuite,odnosno vratilo (2), a diskovi (4) sa vratilom (5). 90%zapremine ku

itaispunjeno je silikonskim uljem ija se viskoznost ne mjenja pri znatnoj promjeni temperature.Do

samoblokiranja dolazi pri znatnijoj promjeni raznih ugaonih brzina vratila (2) i (5) usledviskoznog trenja izmedju ulja i diskova (3) i (4).Ova vrsta mehanizma za samoblokiranje koristise na vozilima WV Transporter Syncro, FORD Sierax R4x4 i dr.

Prinudn,potpuno, blokiranje diferencijala najee se deava na taj nain,sl. 7-146, to se kuitediferencijala i jedno od poluvratila kinematski spajaju pomou kandaste spojnice.

8


9/13

9


10/13

10


11/13

4. KARAKTERISTINA KONSTRUKCIJSKA RJEENJA

GLAVNIH PRENOSNIKA I DIFERENCIJALA

Na sl. 7-147 prkazani su zupasti glavni prenosnik sa hipoidnim ozubljenjem i diferencijal sakonusnim zupanicima. Vodei (konusni) zupanik glavnog prenosnika sa svojim vratilomuleiten je konzolno, zbog ega je razmak izmedju konusno-valjkastih leajeva relativn velik.Diferencijal ima etiri satelita, a njihove osnovice spojene su u jedan dijo oblika krsta (slinokrstu kardanovog zgloba-vidi taku 7.4).Ovakvo rjeenje osnovice satelita je veoma esto.Glavni prenosnik i diferencijal smjetaju se u osebno liveno kuite ,sl. 7-148, a ovo se ubacuje usredinji dijo kuita pogonskog mosta (u koliko se radi o zavisnom oslanjanju) ili se potpunozatvara i vezuje za noseu konstrukciju vozila, sl. 7-149, dok su poluvratila zglobna (kodnezavisnog oslanjanja pogonskih tokova).

Samoblokirajui diferencijalni prenosnik sa poveanim unutranjim trenjem prikazan je na sl. 7-150. Poveano unutranje trenje kod ovoga rjeenja postie se ugradnjom elemenatavielamelastih frikcijonih spojnica.Izgled u presjeku takvog jednog diferencijal prikazan je naslici 7-151.Na sl. 7-152 prikazan je drugi nain rjeenja unutranjeg trenja kod diferencijalaistog tipa.U poveano unutranje trenje postie se postavljanjem ispod satelita podloki (2) kojeimaju prstenasti frikcijoni pojas po povrini koje nalijeu na prirubnice leinih aura(3).Potreban normalni pritisak na povrine trenja ostvaruje se pomou etiri (za svaki satelit)opruge (4).

11


12/13

5.ZAKLJUAK

Diferencijal,odnosnodiferencijalniprenosnikkoristisekodgotovosvihvoyilasa etiriivie

tokova.Izuzetaksunovavozilamotorisa etiritokakojimogu,anemorajuimatidiferencijal.Kaotojeoptepoznatodiferencijalisusastavnidijelovitransmisijenavozilima,

tj.nalazeseizmeumjenjaaipogonskihpoluvratila,odnosnoizmeukardanskogvratilaii

pogonskihpoluvratilatozavisiodkoncepcijagradnjemotornihvozila.Osnovnafunkcija

diferencijalnogprenosnikajesteosiguravanjevonjepozavojutj.Kodkretanjavozilau

krivinama,poneravnomputuiikadasutokovirazliitogprenika.Preciznijereenoosnovna

funkcijadiferencijalajestedaobezbjediprenoenjeobrtnogmomenta,aistovremenookretanje

tokovarazliitimugaonimbrzinamazavisnoodkonfiguracijeputa.Npr.,prilikomprolaska

vozilakrozkrivinupogonskitokoviprelazerazliiteputeve(unutranjitoakprelazikraiput

odvanjskog),

pa

je

shodno

tome

zadatak

diferencijala

da

obezbjedi

okretanje

to

kova

razli

itim

brzinamakakobiseizbjeglesmetnjeprilikomkretanja,tj.kakonebidolodozanoenja vozila.

Premarazvoenjupogonskihmomenatanatokovediferencijalniprenosnicimogubiti:

simetrini,kojidijeleIrazvodejednakeobrtnemomentenatokovei

asimetrini,kojirazvodenejednakeobrtnemomentenatokovekadasureakcijetlarazliite

Usluajudavozilaimajuviepogonskihosovina,nasvakojodnjihmorajusenalaziti

diferencijalniprenosniciizprostograzlogatosemorajuizjednaitibrzinekaotojetosluaj

kodvozilasajednompogonskomosovinom.Akobiseuoptemoglanainekamana

diferencijalnimprenosnicia,ondajeto injenicadasnagauvjekidelinijommanjegotpora,tj.

akojedan

to

ak

po

ne

proklizavati

,drugi

gubi

pogonsku

snagu.Ovaj

problem

je

kod

vozila

koja

se estokoristeuteimeksploatacijonimuslovimarjeenblokadomdiferencijalakojamoebiti

izvedenanarazliitenaine,akojaimazaciljdablokadom,odreenihzupanikailispajanjem

jednepoluosovinezakuitediferencijalaobezbjediistovremenookretanjetokova,tj.

blokadomkompletneosovineobezbjeujuokretanjetokovaistimbrzinama.Danebiulaziliu

ponavljanjeobjanjenogIdaljeopisivanjediferencijala potrebnojenaglasitidadiferencijalni

prenosnik prestavljanajgenijalnijeizvedensklopnavozilima.

12


13/13

13

6.LITERATURA

Josip . Lenasi, Tomislav A. Ristanovi, Motori i motorna vozila, zavod za udbenike i nastavnasredstva, Beograd 2005

D. Jankovi i J. Todorovi.Teorija kretanja motornih vozila, Mainski fakultet, Beograd, 1983

J. Lenasi, Motorna vozila, Saobraajni fakultet, Beograd, 1986

Duan Lui, Opravka motora, Tehnka knjiga, Beograd 1974

Documents

diferencijalni_prenosnik