Kompaktowy i lekki mechanizm różnicowy

Fot. Schaeffler

Należąca do grupy Schaeffler marka INA zaoferowała niedawno konstruktorom samochodowych napędów niekonwencjonalny mechanizm różnicowy z walcowymi kołami zębatymi zamiast klasycznych stożkowych.

W konstrukcji tej moment obrotowy przekazywany jest ze skrzyni biegów na obie półosie za kolejnym pośrednictwem: 

• przekładni głównej złożonej z dwóch kół zębatych walcowych; 
• trzech par wzajemnie zazębionych walcowych satelitów, łożyskowanych w tarczy napędzanego koła przekładni głównej;
• dwóch osadzonych na końcach półosi płaskich kół zębatych, z których każde zazębione jest z innym satelitą w ich poszczególnych parach.

Podczas jazdy po prostej i gładkiej drodze o jednolitej nawierzchni rozdział napędu pomiędzy półosie jest równomierny. Jeśli jednak opory ruchu kół napędowej osi stają się niesymetryczne (jazda po łukach lub nierównościach drogi, niejednorodna przyczepność nawierzchni), półoś mniej obciążona może obracać się szybciej niż druga, ponieważ ich wzajemne przemieszczenia kątowe kompensowane są ruchem obrotowym satelitów wokół ich własnych osi.

Mechanizm różnicowy z walcowymi satelitami (z lewej) jest wyraźnie mniejszy od swego standardowego odpowiednika

Ta koncepcja kinematyczna znana jest w technice samochodowej co najmniej od lat międzywojennych. Jej główną zaletą było wówczas większe niż w konstrukcji z satelitami stożkowymi wzajemne tarcie zazębionych kół, co dawało korzystny, zwłaszcza na nawierzchniach o słabej przyczepności, efekt częściowej blokady mechanizmu różnicowego. Przy ówczesnych jednak możliwościach materiałowych i technologicznych konstrukcje z satelitami walcowymi musiały być tak wielkie i ciężkie, że znajdowały praktyczne zastosowanie jedynie w dużych pojazdach terenowych, zwłaszcza jako mechanizmy międzyosiowe.

Nowe rozwiązanie marki INA zachowuje tę podstawową zaletę, lecz jest przy tym mniejsze i lżejsze o 30% od standardowego o tym samym przeznaczeniu, pracuje też ciszej, co w sumie czyni je bardzo korzystnym z punktu widzenia wymogów nowoczesnych układów napędowych. Ograniczenie przestrzeni niezbędnej do jego zabudowy o 70% ułatwia równoczesne pomieszczenie w strukturze pojazdu np. podwójnego sprzęgła lub elektrycznych elementów napędu hybrydowego. 

Zastosowanie zazębienia skośnego (z prawej) zamiast prostego pozwala zwiększyć wartość przenoszonych momentów obrotowych

Ponadto mechanizm różnicowy z walcowymi satelitami nadaje się lepiej niż standardowy do współpracy z innowacyjnymi systemami sterującymi, opracowywanymi obecnie przez konstruktorów grupy Schaeffler. Pozwolą one realizować w szerokim zakresie funkcję zmiennego rozdziału momentu obrotowego pomiędzy oba koła osi napędowej, co znacznie poprawi efektywność przenoszenia napędu na nawierzchnie o zróżnicowanej przyczepności, a także zastąpi niektóre działania systemów ESP, służące samoczynnej stabilizacji toru jazdy. Elektroniczna synchronizacja rozdziału momentu obrotowego pomiędzy poszczególne koła eliminuje też konieczność stosowania międzyosiowych mechanizmów różnicowych w napędach 4x4.   

Tweet

Redakcja Miesięcznika Branżowego Autonaprawa