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Todo mundo que está mais ou menos familiarizado com um carro sabe o que é um diferencial. Trata-se de um dispositivo mecânico que distribui a força de tração do motor para duas rodas e, ao fazê-lo, as rodas podem girar com velocidade diferente. A velocidade total das rodas no eixo com diferencial depende da velocidade total do carro e é constante a uma velocidade constante. A necessidade de instalar um diferencial no eixo motor de um carro é explicada de forma muito simples: ao girar, a roda interna percorre uma distância menor (faz menos rotações) e a externa mais. A ausência de diferencial levaria a um desgaste catastrófico dos pneus: ou uma roda escorregava ao girar, tentando girar mais rápido, ou a outra esfregava no asfalto - desacelerada - tentando girar mais devagar. Além disso, o deslizamento da roda provoca uma derrapagem. E, finalmente, a carga no eixo (a força nele) seria extremamente alta. Existem três desses diferenciais na transmissão Niva Chevrolet: cada eixo tem o seu próprio (intereixo) para que as rodas do eixo possam girar em velocidades diferentes e o terceiro (intereixo) - na caixa de transferência - distribui a tração entre os 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 veículo está se movendo 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 aderência das rodas com o revestimento for insuficiente, ocorre o deslizamento, e através dos diferenciais todo o movimento criado pelo motor irá para a rotação da roda deslizante, e o esforço de tração sobre as demais diminuirá.

Bloqueio do diferencial Chevrolet NIVA

Um dos equívocos típicos sobre o Niva é a nomeação da alça frontal (pequena). Por algum motivo, eles acham que ela "conecta a frente". Na verdade, o "front end", 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 a operação do diferencial da caixa de transferência. Na posição normal - à direita - o diferencial na caixa de transferência funciona. Mudar o manípulo para a esquerda (lado do condutor) bloqueia o diferencial. Quando a trava está ligada, as saídas da caixa de transferência para os acionamentos dianteiro e traseiro são interconectadas por uma embreagem especial. Assim, as velocidades desses acionamentos são forçosamente equacionadas: 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 com a trava muda fundamentalmente seu caráter. Agora é passado para o lado a maior resistência: por exemplo, se você remover o cardan dianteiro, com a caixa de transferência travada, o Niva será conduzido na tração traseira - todo o esforço de tração será transferido para o eixo traseiro. Se uma roda estiver escorregando - digamos, a traseira, você precisa ativar a trava. Então, mais esforço de tração será transferido para o lado da tração dianteira e as rodas dianteiras poderão puxar o carro para fora. Mas se uma das rodas dianteiras também parar, o próprio Niva não poderá sair. Acontece em Shniv que o cubo dianteiro quebra e se quebrar, você só pode começar bloqueando o diferencial. O bloqueio do diferencial pode ser ligado e desligado com o pedal da embreagem pressionado, tanto em movimento quanto com o carro parado. Com alguma habilidade, isso pode ser feito sem pressionar a embreagem ao liberar o gás. Existem diferenciais bloqueáveis ​​semelhantes para eixos, incluindo aqueles com travamento automático. Teoricamente, um Sheviniva preso será capaz de sair com eles se pelo menos uma roda tiver aderência suficiente. Tais dispositivos são bastante caros, geralmente têm 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 tamanho 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 existem poucas reservas ... Ao escolher um carro, o que, antes de tudo, você deve prestar atenção: potência máxima (cavalo-vapor) ou alto torque? Esta é uma discussão sem fim entre aqueles que constroem o motor. Tomemos, por exemplo, as seguintes afirmações: "A potência vende carros. Mas o torque...

Os veículos de tração nas quatro rodas em nosso país são honrados e respeitados, mas, ao mesmo tempo, um esquema 4x4 tão cobiçado pode ser implementado de diferentes maneiras. Considere as vantagens e desvantagens dos esquemas com bloqueio mecânico entre eixos e bloqueio por meio de uma embreagem controlada eletronicamente.

Historicamente, o esquema de tração nas quatro rodas apareceu antes de todos os outros, no qual uma caixa de transferência foi adicionada à transmissão de um carro com tração traseira e um eixo cardan foi estendido para o eixo dianteiro (agora também de tração). Ao mesmo tempo, a ligação eixo dianteiro realizado por necessidade e "duro". De acordo com este esquema, as transmissões de muitos veículos off-road "profissionais" ainda são feitas. Entre os domésticos, você pode nomear toda a família UAZ. Existem muitos importados - desde o compacto Suzuki Jimny até o lendário Land Rover Defender.

E se na estrada esses "bandidos" não têm igual, então na cidade, você concordará, não é muito fácil lidar com eles. Portanto, os designers propuseram uma solução técnica mais conveniente e prática. Este é um esquema de tração nas quatro rodas, no qual o torque foi transmitido para ambos os eixos através do diferencial. Representantes típicos - Lada doméstica 4x4 e Chevrolet Niva.

Tração permanente nas quatro rodas com diferencial central bloqueável

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

A tração nas quatro rodas do Chevrolet Niva é permanente - o torque do motor é sempre transmitido para ambos os eixos (as pontes não são desligadas). Tal esquema aumenta a capacidade de cross-country do veículo, reduzindo simultaneamente 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 por diferencial central, que permite que as rodas dianteiras e traseiras girem em diferentes velocidades angulares, dependendo da trajetória e das condições de direção. O diferencial central está localizado na caixa de transferência. É semelhante aos diferenciais entre rodas nos eixos dianteiro e traseiro, mas ao contrário deles, o diferencial entre eixos pode ser bloqueado à força. Nesse caso, os eixos de transmissão dos eixos dianteiro e traseiro ficam rigidamente interconectados e giram na mesma frequência. Isso aumenta significativamente a flutuação do carro (em pistas escorregadias, lama, neve, etc.), mas piora a dirigibilidade e aumenta o desgaste das peças da transmissão e dos pneus em superfícies com boa aderência. Portanto, o bloqueio do diferencial só pode ser usado para superar trechos difíceis e em baixas velocidades.

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

Você pode ativar a trava enquanto o carro estiver em movimento, se as rodas não escorregarem. Mas isso não eliminará o perigo de “suspensão diagonal”, quando uma das rodas de cada eixo perde tração com o solo - nesse caso, você terá que adicionar terra sob as rodas suspensas ou cavar sob o resto. Para aumentar o torque fornecido às rodas, é utilizada a marcha mais baixa da caixa de transferência, sua relação de transmissão é de 2,135. A engrenagem superior, projetada para condições normais de condução, tem uma relação de transmissão de 1,20.

Transmissão de tração nas quatro rodas com embreagem eletromagnética para conectar as rodas traseiras

No entanto, o progresso não parou - os designers propuseram uma ideia engenhosa em termos de facilidade de execução e lucro: criar um crossover baseado em um carro de tração dianteira. A receita para todas as montadoras é semelhante. Vamos considerar esse esquema em detalhes no exemplo do modelo Renault Duster.

Transmissão Renault Duster: 1 - motor; 2 - embreagem; 3 - caixa de velocidades; 4 - direção direita roda da frente; 5 - caixa de transferência (caixa de engrenagens angulares); 6 - diferencial transversal do eixo dianteiro; 7 - engrenagem cardan; 8 - embreagem eletromagnética; 9 - acionamento da roda traseira direita; 10 - diferencial de eixo cruzado do eixo traseiro; 11 - caixa de velocidades traseira; 12 - tração traseira esquerda; 13 - tração dianteira esquerda.

O motor e a caixa de velocidades (mecânica ou automática) são instalados transversalmente em relação ao carro. Todos os eixos dentro da caixa de engrenagens, respectivamente, também. E o torque deve ser transferido para o eixo traseiro. Para fazer isso, eles usaram uma caixa de câmbio angular na frente e um eixo cardan, que, por sua vez, está conectado a uma embreagem. A parte dianteira da embreagem em conjunto com o eixo cardan sempre gira quando a engrenagem da caixa de engrenagens dianteira gira. A parte acionada da embreagem é estriada no eixo do pinhão engrenagem principal. Quadro embreagem eletromagnética também acoplado à caixa de engrenagens principal: engrenagem cônica combinada com diferencial. A partir 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 nas quatro rodas da maioria cruzamentos modernos com uma disposição transversal da unidade de potência.

Redutor do eixo traseiro com embreagem eletromagnética Renault Duster. Uma unidade semelhante é usada em outros carros da Renault: Kaptur e Koleos. E foi desenvolvido e usado inicialmente no Nissan X-Trail desde a primeira geração e no Nissan Qashqai desde o aparecimento deste modelo.

Para controlar a força de compressão dos discos de embreagem, é usado um mecanismo de came que altera a força de aperto. A tensão aplicada ao solenóide da embreagem faz com que os discos da embreagem se fechem e engatem o 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 momento. No entanto, mesmo quando totalmente energizada, uma embreagem fechada pode transmitir torque limitado pelas forças de atrito na embreagem.

Botão de seleção do modo de transmissão Renault Duster.

Para que a embreagem funcione, é necessário pelo menos um leve “atraso” das rodas traseiras em relação às rodas dianteiras. O mais interessante é que não há sensores de temperatura na embreagem, e ela é desligada “por superaquecimento” quando a unidade de controle detecta por algum tempo através dos sensores do ABS que em plena tensão na embreagem, as rodas traseiras não giram , e as rodas dianteiras giram a uma velocidade significativa. Assim, na maioria dos casos, os eletrônicos são simplesmente ressegurados.

O que escolher?

Em ambos os esquemas, todos os eixos de acionamento e cardan giram constantemente, portanto, não há diferença em termos de consumo de combustível. Um esquema de embreagem hard-lock é preferível em condições off-road severas, uma vez que as embreagens controladas eletronicamente só podem transmitir uma quantidade limitada de torque e, ao deslizar as embreagens, elas são propensas a um rápido “superaquecimento”, embora muitas vezes virtual. Inesperadamente para o condutor, o engate automático da embraiagem durante as curvas pode por vezes ser perigoso.

Da experiência pessoal

Possuindo um carro com embreagem eletromagnética para conectar o eixo traseiro, posso dizer quais modos uso. No verão, em estradas pavimentadas, o modo 2WD está sempre ligado, na lama eu uso todo o potencial e desligo o sistema de estabilização dinâmica ESP. No inverno, o modo AUTO está sempre ligado. Em primeiro lugar, para não perder os picos nas rodas dianteiras. Testes mostram que a perda de pinos é especialmente grande quando as rodas motrizes escorregam. Se no inverno você precisar de uma aceleração acentuada e, sob as rodas, o revestimento for de baixa qualidade, por exemplo, ladrilho de trilhos de bonde, ligo o modo LOCK. E, se necessário, saia do modo de neve - LOCK e desligue o ESP.

Estava em uso e Niva. Portanto, se necessário, comece em uma superfície escorregadia incluída no bloqueio e, em engarrafamentos mortos, rasteje em uma reduzida - para que a carga na embreagem seja menor.

Tração permanente nas quatro rodas. Isso é bom ou ruim? A transmissão do Niva é construída de tal forma que o torque do motor é transmitido para a caixa de câmbio até a caixa de transferência na qual o diferencial do eixo cruzado está instalado. que divide o torque de 50x50 entre os eixos dianteiro e traseiro. depois o momento 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 nas quatro rodas funcione de forma elástica. No estado normal, quando uma das rodas está suspensa, o torque na roda suspensa será transmitido 4 vezes mais rápido devido a dois diferenciais. Ou seja, se o carro estiver travado e uma das rodas menos carregadas ficar pendurada, não importa a dianteira ou a traseira, ele vai girar 4 vezes mais rápido que a velocidade definida. Se permitirmos uma velocidade de rotação na primeira marcha de 20 km / h, a roda dará todos os 80 na saída. A caixa de transferência possui um bloqueio do diferencial central rígido que permite transmitir torque de forma síncrona aos eixos dianteiro e traseiro, ou seja, ative a tração permanente nas quatro rodas.

Neste caso, se houver um enforcamento diagonal, o momento será transmitido para as rodas dianteiras e traseiras, que têm menor aderência ao solo. Assim, devido aos diferenciais, a velocidade de rotação dessas rodas será dobrada. A caixa de transferência também possui uma engrenagem de redução que aumenta o torque transmitido aos eixos e reduz a velocidade de rotação.

Duas alavancas curtas, a primeira mais próxima do painel é uma trava do diferencial central, a segunda é uma redução de marcha. Então é por isso que estou escrevendo isso. Niva tem uma propriedade. em uma estrada escorregadia com o diferencial não travado, ele pode virar de repente e perder o controle. Além disso, isso acontece instantaneamente, mesmo um motorista experiente não tem tempo para responder a esse salto mortal. Por que estou escrevendo sobre isso? Houve um tempo em que eu trabalhava no Niva e dirigia correspondência pela área. Estudou seus hábitos por dentro e por fora. Claro, ela tem excelente habilidade de cross-country, mesmo com o diferencial não travado. 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 campo tem suspensão de longo curso e as rodas quase sempre têm tração com o solo, então há uma redistribuição entre as rodas de maneira uniforme e a tração nas quatro rodas funciona como deveria.

Niva supera perfeitamente lama, areia, montes de neve. E quase qualquer terreno acidentado. Mas este artigo não é sobre as capacidades todo-o-terreno do carro, mas sobre os recursos de controle em tempos escorregadios. Ou seja, uma estrada de inverno enrolada, gelo, solo com baixa aderência.

Eu me encontrei repetidamente em uma situação de uma volta completa do carro em uma estrada escorregadia e, se o carro começar a girar, isso não pode ser alterado, não pode ser corrigido pelo volante e pelo aumento do gás. Especialmente se acontecer a uma velocidade suficiente. fração de segundo e o carro anda para trás. O motorista nem tem tempo de reagir. Mas isso é se o diferencial não estiver travado. Embora a tração nas quatro rodas esteja sempre ligada! Esse salto mortal é a norma. E agora eu quero fazer uma justificativa este fato. Com o que está conectado?

Por esta pequena digressão e comparação com outras unidades. Vamos pegar a tração traseira como exemplo. No exemplo dos clássicos 2101-2107

A rotação é transmitida apenas para as rodas traseiras. Em tempos escorregadios, é preciso trabalhar com muito cuidado com o pedal do acelerador, um pequeno erro causa uma derrapagem e neste momento, ao manobrar ou bater em uma das rodas, o carro pode virar facilmente. Além disso, o motor localizado na frente da máquina carrega o eixo dianteiro. A luz traseira não carrega as rodas motrizes, como resultado, devido à falta de aderência e à carga no eixo motriz, as rodas deslizam.

Mas os motoristas estão se adaptando. Pneus de Inverno+ Lastro no porta-malas de 50-60 kg e você pode se mover. A derrapagem com tração traseira ocorre tanto durante a aceleração quanto ao liberar gás. Mas os motoristas conhecem esses hábitos. Portanto, você pode se adaptar e todos dirigem assim.

A tração dianteira em estradas escorregadias é muito mais preferível do que a tração traseira. As rodas motrizes são carregadas com o motor + elas também puxam o carro atrás delas na curva. A única diferença é que ao entrar em uma curva, não solte o acelerador, senão a traseira pode vomitar e o carro vai dar a volta.

E assim retornando ao passeio completo para o Niva. Quando o diferencial central está desligado, o torque entre os eixos é dividido pela metade. Mas a carga nos eixos dianteiro e traseiro é diferente. Pré-carregado com caixa do motor e caixa de transferência. a parte de trás do carro é curta no eixo traseiro, a carga é menor. Agora imagine a situação de dirigir em uma estrada escorregadia. O motorista está completamente confiante, a tração nas quatro rodas está sempre ligada, o que temer. ao dirigir e acelerar está tudo bem. O carro dirige com confiança em estradas escorregadias e subidas. Mas o motorista acelerou na frente do obstáculo e desviou um pouco o volante. As rodas traseiras, já menos carregadas, traem parte da carga nas rodas dianteiras para descarga de gás. As rodas dianteiras têm boa aderência e ainda fazem amigos. Descansando, eles desaceleram o movimento do carro, mas através do diferencial central redistribuem parte da carga para a traseira, como resultado, a força direcionada para as rodas traseiras descarregadas. Repito que o carro é travado pela transmissão! A velocidade do motor cai e é um freio. Para continuar, através da boa aderência das rodas dianteiras carregadas, o momento é transferido de volta para a transmissão, as rodas fazem o motor girar enquanto as desacelera. Mas fica entre o diferencial do eixo e não está bloqueado, o que significa que parte da energia vai para o eixo traseiro, e o que ganha é o motor girar ou as rodas traseiras começarem a deslizar, e assim que a perda de a aderência começa, as rodas primeiro desaceleram a rotação, depois o torque será facilmente transferido do eixo dianteiro para o traseiro e as rodas traseiras terão um efeito de frenagem. Enquanto as rodas dianteiras giram sem travar, as rodas traseiras também giram, mas a uma velocidade mais lenta dentro do erro do diferencial dianteiro. E no final, o que isso significa? Perda completa de tração no eixo traseiro. É apenas um trenó. Portanto, com qualquer manobra, o carro vai virar instantaneamente e não há nada a fazer. característica desta transmissão. Portanto, em uma superfície escorregadia, é imperativo bloquear o diferencial central. Então o torque e o momento de frenagem são transmitidos rigidamente para dois eixos e a máquina tem boa estabilidade.