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Todo mundo que conhece mais ou menos um carro sabe o que é um diferencial. É um dispositivo mecânico que distribui a força de tração do motor para duas rodas, e ao mesmo tempo as rodas podem girar com em velocidades diferentes. A velocidade total das rodas em um eixo com diferencial depende da velocidade geral do carro e é constante em velocidade constante. A necessidade de instalar um diferencial no eixo motriz de um carro é explicada de forma muito simples: ao girar, a roda interna percorre uma distância menor (dá menos voltas) e a roda externa percorre mais. A ausência de diferencial levaria a um desgaste catastrófico da borracha: ou uma roda derrapava ao girar, tentando girar mais rápido, ou a outra roçava no asfalto - freando - tentando girar mais devagar. Além disso, o deslizamento das rodas provoca derrapagens. E, finalmente, a carga por eixo (a força sobre ele) seria extremamente alta. Existem três diferenciais na transmissão Chevrolet Niva: cada eixo tem o seu próprio (entre eixos) para que as rodas do eixo possam girar em velocidades diferentes, e o terceiro (entre eixos) - na caixa de transferência - distribui a força de tração entre o eixos. Permite que as rodas dos eixos girem em diferentes velocidades totais: a soma das velocidades das rodas do eixo dianteiro pode diferir da soma das velocidades das rodas do eixo traseiro. Quando o carro se move em linha reta sem escorregar, todos os diferenciais dividem a força de tração exatamente pela metade e as forças de tração em todas as rodas são iguais. Se a tração das rodas com a superfície for insuficiente, ocorre escorregamento, e através dos diferenciais, todo o movimento criado pelo motor irá girar a roda escorregadia, e a força de tração nas demais diminuirá.

Bloqueio de diferencial NIVA Chevrolet

Um dos equívocos típicos sobre o Niva é a finalidade da alça frontal (pequena) da caixa de transferência. Por alguma razão eles pensam que ela “conecta o front-end”. Na verdade, a “dianteira”, ou seja, a tração dianteira do Niva está sempre ligada, assim como a tração traseira - tem uma constante tração nas quatro rodas nas quatro rodas. E este botão controla o funcionamento do diferencial da caixa de transferência. Na posição normal - à direita - funciona o diferencial na caixa de transferência. Deslocar a alavanca para a esquerda (em direção ao motorista) trava o diferencial. Quando o travamento está ativado, as saídas da caixa de transferência para as unidades dianteiras e traseiras são conectadas entre si por um acoplamento especial. Assim, as velocidades desses acionamentos são forçadas a ser iguais: a soma das velocidades das rodas do eixo dianteiro será igual à soma das velocidades das rodas do eixo traseiro. A distribuição da força de tração quando o travamento está ativado muda fundamentalmente seu caráter. Agora está sendo passado para o lado maior resistência: por exemplo, se você retirar o cardan dianteiro, com a caixa de transferência travada, o Niva vai andar com tração traseira - toda a força de tração será transferida para o eixo traseiro. Se uma roda estiver escorregando - por exemplo, a traseira, é necessário acionar a trava. Então, uma parcela maior da força de tração será transferida para a tração dianteira, e as rodas dianteiras poderão puxar o carro. Mas se uma das rodas dianteiras também estiver presa, o Niva não conseguirá sair sozinho. Acontece com o Shniv que o cubo dianteiro quebra e se quebrar você só pode partir travando o diferencial. O bloqueio do diferencial pode ser ligado e desligado com o pedal da embreagem pressionado, tanto com o carro em movimento quanto com o carro está. estacionário. Com alguma habilidade, isso pode ser feito sem apertar a embreagem ao liberar o gás. Existem diferenciais traváveis ​​semelhantes para eixos, inclusive aqueles com travamento automático. Teoricamente, um Sheviniva preso a eles conseguirá sair se pelo menos uma roda tiver tração suficiente com o solo. Esses dispositivos são bastante caros, geralmente têm uma vida útil curta e são usados ​​principalmente em carros esportivos.

LEIA TAMBÉM O torque é praticamente independente da velocidade do virabrequim, mas é determinado apenas pelo volume do motor e pela pressão do cilindro. Tudo fica claro com o volume - quanto mais, na medida em que o design do motor permitir, melhor. A pressão pode ser aumentada aumentando a taxa de compressão. É verdade que há poucas reservas aqui... Ao escolher um carro, o que você deve prestar atenção primeiro: potência máxima (cavalos de potência) ou alto torque? Este é um debate interminável entre aqueles que constroem motores. Tomemos, por exemplo, os seguintes ditados: “Cavalos de força vendem carros.

Os veículos com tração integral em nosso país gozam de honra e respeito, mas, ao mesmo tempo, o tão cobiçado esquema 4x4 pode ser implementado de diferentes maneiras. Consideremos as vantagens e desvantagens dos esquemas com bloqueio mecânico entre eixos e bloqueio por meio de embreagem controlada eletronicamente.

Historicamente, o esquema de tração integral apareceu primeiro, no qual uma caixa de transferência foi adicionada à transmissão de um carro com tração traseira e, a partir dela, um eixo de transmissão foi estendido para o eixo dianteiro (agora também motor). Neste caso, a conexão eixo dianteiro realizado por necessidade e “rigidamente”. As transmissões de muitos veículos todo-o-terreno “profissionais” ainda são feitas de acordo com este esquema. Entre os nacionais podemos citar toda a família UAZ. Há também muitos importados - do compacto Suzuki Jimny ao lendário Land Rover Defender.

E se off-road esses “bandidos” não têm igual, então na cidade, você vê, não é muito fácil lidar com eles. Portanto, os designers propuseram uma solução técnica mais conveniente e prática. Este é um esquema de tração integral em que o torque foi transmitido a ambos os eixos através de um diferencial. Representantes típicos - Lada doméstico 4x4 e Chevrolet Niva.

Tração integral permanente com diferencial central bloqueável

Transmissão Chevrolet Niva: 1, 3 - tração dianteira; 2 - caixa de câmbio do eixo dianteiro; 4 - embreagem; 5 - caixa de câmbio; 6 - eixo motor dianteiro; 7 - alavanca de câmbio; 8 - eixo intermediário; 9 - alavanca de controle caso de transferência; 10 - caixa de transferência; 11 - eixo motor traseiro; 12 - eixo traseiro.

O Chevrolet Niva tem tração integral permanente - o torque do motor é sempre transmitido para ambos os eixos (os eixos não são desativados). Este esquema aumenta a capacidade de cross-country do veículo, ao mesmo tempo que reduz a carga nas unidades de transmissão, mas aumenta ligeiramente o consumo de combustível.

Caixa de transferência Chevrolet Niva.

Os eixos dianteiro e traseiro são conectados através diferencial central, permitindo que as rodas dianteiras e traseiras girem em diferentes velocidades angulares dependendo da trajetória e das condições de condução. O diferencial central está localizado na caixa de transferência. É semelhante aos diferenciais entre eixos nos eixos dianteiro e traseiro, mas ao contrário deles, o diferencial entre eixos pode ser travado à força. Neste caso, os eixos de transmissão dos eixos dianteiro e traseiro ficam rigidamente conectados entre si e giram na mesma frequência. Isso aumenta significativamente a manobrabilidade do veículo (em encostas escorregadias, lama, neve, etc.), mas piora o manuseio e aumenta o desgaste das peças da transmissão e dos pneus em superfícies com boa aderência. Portanto, o bloqueio do diferencial só pode ser utilizado para superar áreas difíceis e em baixas velocidades.

Alavanca para controlar os modos de operação da caixa de transferência Chevrolet Niva.

Você pode ligar a fechadura enquanto o carro estiver em movimento, se as rodas não escorregarem. Mas isso não eliminará o perigo de “penduramento diagonal”, quando uma das rodas de cada eixo perde tração com o solo - neste caso, será necessário adicionar terra sob as rodas suspensas ou cavar sob as outras. Para aumentar o torque fornecido às rodas, é utilizada uma marcha baixa na caixa de transferência, sua relação de transmissão é 2,135. A marcha superior, destinada a condições normais de condução, tem uma relação de transmissão de 1,20.

Transmissão de tração integral com acoplamento eletromagnético nas rodas traseiras

No entanto, o progresso não parou - os designers propuseram uma ideia brilhante em termos de simplicidade de execução e rentabilidade: criar um crossover baseado num carro com tração dianteira. A receita é semelhante para todas as montadoras. Consideremos este esquema em detalhes usando o exemplo do modelo Renault Duster.

Transmissão Renault Duster: 1 - motor; 2 - embreagem; 3 - caixa de câmbio; 4 - direção direita roda dianteira; 5 - caixa de transferência (caixa de câmbio angular); 6 - diferencial transversal do eixo dianteiro; 7 - transmissão cardan; 8 - acoplamento eletromagnético; 9 - tração traseira direita; 10 - diferencial transversal do eixo traseiro; 11 - caixa de câmbio traseira; 12 - tração traseira esquerda; 13 - tração dianteira esquerda.

O motor e a caixa de velocidades (manual ou automática) são montados transversalmente ao veículo. Todos os eixos dentro da caixa de câmbio também. E o torque precisa ser transmitido ao eixo traseiro. Para isso, utilizaram uma caixa de câmbio angular na frente e um eixo cardan, que, por sua vez, é conectado a um acoplamento. A parte motriz do acoplamento em conjunto com o eixo da hélice gira sempre que a engrenagem dianteira da caixa de engrenagens gira. A parte acionada da embreagem é conectada ao eixo da engrenagem motriz por estrias comando final. Quadro acoplamento eletromagnético também acoplado à caixa da engrenagem principal: uma caixa angular combinada com um diferencial. Do diferencial, os acionamentos transmitem o torque diretamente para as rodas traseiras. A embreagem é equipada com uma unidade de controle eletrônico, que, por sua vez, depende da chave do modo de transmissão no console do painel de instrumentos. É assim que o esquema de tração integral da maioria deles se parece de forma simplificada cruzamentos modernos com um arranjo transversal da unidade de potência.

Caixa de câmbio do eixo traseiro com embreagem eletromagnética Renault Duster. Uma unidade semelhante é usada em outros carros Renault: Kaptur e Koleos. E foi originalmente desenvolvido e usado no Nissan X-Trail desde a primeira geração e no Nissan Qashqai a partir do momento em que este modelo apareceu.

Para controlar a força de compressão dos discos de embreagem, é utilizado um mecanismo de came que altera a força de fixação. A tensão aplicada ao solenóide da embreagem faz com que os discos da embreagem fechem e engatem no eixo traseiro. A quantidade de torque transmitido é regulada pela força de adesão dos discos de fricção na embreagem. Assim, se a tensão fornecida ao eletroímã for reduzida, a embreagem fornecerá um circuito incompleto e poderá girar com um pequeno torque. Entretanto, mesmo com tensão total aplicada, uma embreagem fechada pode transmitir um torque limitado pelas forças de atrito na embreagem.

Botão para seleção dos modos de operação da transmissão Renault Duster.

Para que a embreagem funcione, é necessário que haja pelo menos um ligeiro “atraso” entre as rodas traseiras e as rodas dianteiras. O mais interessante é que não há sensores de temperatura na embreagem, e ela desliga “por superaquecimento” quando a central, através dos sensores ABS, registra por algum tempo que com tensão total na embreagem, as rodas traseiras fazem não gira, mas as rodas dianteiras giram a uma velocidade significativa. Portanto, na maioria dos casos, a eletrônica simplesmente joga pelo seguro.

O que escolher?

Em ambos os esquemas, todos os eixos de transmissão e transmissão giram constantemente, portanto não há diferença em termos de consumo de combustível. Um esquema com trava de embreagem rígida é preferível em condições off-road severas, uma vez que as embreagens controladas eletronicamente são capazes de transmitir apenas um torque limitado e, quando as embreagens escorregam, são propensas a um rápido “superaquecimento”, embora muitas vezes virtual. O engate automático inesperado da embreagem durante as curvas pode às vezes ser perigoso.

Da experiência pessoal

Tendo possuído um carro com embreagem eletromagnética para conexão do eixo traseiro, posso dizer quais modos utilizo. No verão, em estradas pavimentadas, o modo 2WD está sempre ligado na lama, aproveito todo o seu potencial e desligo o sistema de estabilização dinâmica ESP. No inverno, o modo AUTO está sempre ativado. Em primeiro lugar, para evitar a perda dos pinos das rodas dianteiras. Os testes mostram que a perda de pinos é especialmente elevada quando as rodas motrizes escorregam. Se for necessária uma aceleração brusca no inverno e a superfície sob as rodas for de baixa qualidade, por exemplo, ladrilhos de bonde, ligo o modo LOCK. E se você precisar sair de um monte de neve, use o modo LOCK e desligue o ESP.

Eu também usei o Niva. Então, se fosse necessário dar a partida em uma superfície escorregadia, eu ligava a fechadura, e em engarrafamentos densos rastejava em uma mais baixa - assim a carga na embreagem é menor.

Tração integral permanente. Isso é bom ou ruim? A transmissão Niva é construída de forma que o torque do motor seja transmitido à caixa de câmbio e depois à caixa de transferência onde está instalado o diferencial do eixo cruzado. que divide o torque 50x50 entre os eixos dianteiro e traseiro. Em seguida, o torque passa para os eixos dianteiro e traseiro, cujos diferenciais também dividem o torque entre as rodas 50x50. A distribuição uniforme do torque permite que a tração integral opere de forma elástica. No estado normal, quando uma das rodas está suspensa, o torque será transmitido à roda suspensa 4 vezes mais rápido devido a dois diferenciais. Ou seja, se o carro estiver preso e uma das rodas menos carregadas estiver pendurada, não importa se é dianteira ou traseira, ele girará 4 vezes mais rápido que a velocidade exigida. Se permitirmos que a velocidade de rotação na primeira marcha seja de 20 km/h, então na saída a roda produzirá todos os 80. A caixa de transferência está equipada com um bloqueio rígido do diferencial central, que permite transmitir torque de forma síncrona ao eixos dianteiro e traseiro, ou seja, permitem tração integral permanente.

Além disso, se houver suspensão diagonal, o momento será transmitido para as rodas dianteiras e traseiras, que possuem menor tração com o solo. Assim, devido aos diferenciais, a velocidade de rotação dessas rodas será duplicada. A caixa de transferência também possui uma engrenagem redutora que aumenta o torque transmitido aos eixos e reduz a velocidade de rotação.

Duas alavancas curtas, a primeira mais próxima do painel para travar o diferencial central, a segunda para engatar uma marcha mais baixa. Então é por isso que estou escrevendo isso. Niva tem uma propriedade. Em uma estrada escorregadia com o diferencial não travado, ele pode virar inesperadamente e perder o controle. Além disso, isso acontece instantaneamente, mesmo um motorista experiente não tem tempo de reagir a tal cambalhota. Por que estou escrevendo sobre isso? Houve um tempo em que trabalhei em Niva e carregava correspondência pela região. Estudei seus hábitos por dentro e por fora. Claro, tem excelente capacidade de cross-country, mesmo com o diferencial desbloqueado. Ao mover e acelerar, o torque é distribuído ao longo do piso ao longo dos eixos. E apenas pendurar uma das rodas pode parar o movimento. Mas o Niva tem suspensão de longo curso e as rodas quase sempre têm tração com o solo, então a redistribuição entre as rodas ocorre de maneira uniforme e a tração integral funciona conforme o esperado.

O Niva supera perfeitamente os montes de lama, areia e neve. E quase qualquer terreno acidentado. Mas este artigo não é sobre as capacidades todo-o-terreno do veículo, mas sobre as características de controle em condições escorregadias. Ou seja, uma estrada de inverno bastante desgastada, gelo e solo de baixa aderência.

Já me encontrei repetidamente na situação de um carro dando meia-volta completamente em uma estrada escorregadia, e se o carro começar a virar, isso não pode ser alterado, não pode ser corrigido com o volante e aumentando o acelerador. Especialmente se isso acontecer com velocidade suficiente. uma fração de segundo e o carro vai de trás para frente. O motorista nem tem tempo de reagir. Mas isso só acontece se o diferencial não estiver bloqueado. Embora a tração integral esteja sempre ligada! Esse tipo de cambalhota é a norma. E agora eu quero fazer uma justificativa este fato. Com o que isso está conectado?

Por esta pequena excursão e comparação com outras unidades. E, por exemplo, vamos pegar a tração traseira. Usando o exemplo dos clássicos 2101-2107

A rotação é transmitida apenas para as rodas traseiras. Em condições escorregadias é preciso pisar no acelerador com muito cuidado; um pequeno erro provoca escorregamento e neste momento, ao manobrar ou passar por cima de uma das rodas, o carro pode virar facilmente. Além disso, o motor localizado na frente da máquina carrega o eixo dianteiro. A traseira leve não carrega as rodas motrizes, por isso, devido à falta de tração e à carga no eixo motriz, as rodas escorregam;

Mas os motoristas estão se adaptando. Pneus de inverno+ O lastro no porta-malas pesa 50-60 kg e você pode se mover. A derrapagem com tração traseira ocorre tanto ao acelerar quanto ao liberar o gás. Mas os motoristas conhecem esses hábitos. Portanto, você pode se adaptar e todo mundo dirige assim.

A tração dianteira é muito preferível à tração traseira em estradas escorregadias. As rodas motrizes são carregadas pelo motor e também puxam o carro junto com elas na curva. A única diferença é que ao entrar em uma curva não solte o acelerador, caso contrário a traseira pode vomitar e o carro virar.

E assim voltando ao Niva com tração nas quatro rodas. Quando o diferencial central é desligado, o torque entre os eixos é dividido pela metade. Mas a carga nos eixos dianteiro e traseiro é diferente. Pré-carregado com caixa de motor e caixa de transferência. A traseira do carro é curta; Agora imagine a situação de dirigir em uma estrada escorregadia. O motorista está totalmente confiante em si mesmo, a tração integral está sempre ligada, o que temer. Ao dirigir e acelerar está tudo bem. O carro dirige com confiança tanto em estradas escorregadias quanto em subidas. Mas então o motorista pisou no acelerador e desviou um pouco o volante na frente do obstáculo. As rodas traseiras, que já estão menos carregadas, transferem parte da carga para as rodas dianteiras ao liberar o gás. As rodas dianteiras têm boa aderência e vão se tornar amigas. Ao descansar, eles desaceleram o movimento do carro, mas através do diferencial central redistribuem parte da carga para a traseira, com isso, a força é direcionada para as rodas traseiras descarregadas. Repito, o carro é desacelerado pela transmissão! A rotação do motor cai e atua como um freio. Vou continuar, através de uma boa tração das rodas dianteiras, o torque é transmitido de volta para a transmissão, as rodas forçam o motor a girar enquanto as desacelera. Mas existe um diferencial entre os eixos e ele não está travado, o que significa que parte da energia vai para o eixo traseiro, e o que vai ganhar é ou o motor girar ou as rodas traseiras começarem a deslizar, e assim que o começa a perda de tração, as rodas primeiro diminuem a rotação, depois o torque é facilmente transferido do eixo dianteiro para o traseiro e as rodas traseiras terão um efeito de frenagem. Enquanto as rodas dianteiras girarão sem travar, as rodas traseiras também girarão, mas em velocidade menor devido ao erro no diferencial dianteiro. No final das contas, o que isso significa? Perda total de tração do eixo traseiro com a estrada. É apenas um trenó. Portanto, com qualquer manobra, o carro dará meia-volta instantaneamente e não há nada a ser feito a respeito. A peculiaridade de tal transmissão. Portanto, em superfícies escorregadias é imperativo bloquear o diferencial central. Então o torque e o torque de frenagem são transmitidos rigidamente aos dois eixos e a máquina tem boa estabilidade.