NTUA MECHANICAL ENGINEERING Laboratory of Machine Elements. Proceedings of Machine Elements Training TR-10/2002. Differentials

Transcript

1 NTUA MECHANICAL ENGINEERING Laboratory of Machine Elements Proceedings of Machine Elements Training TR-10/2002 Differentials Th. Costopoulos, P. Pournarakis

2 Differentials The Ford Siera differential is a classic open differential where the pinion are spinning only when one of the wheels meets load larger than the other wheel.

3 Limited-slip differential

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14 Haldex

15 Υγρός πολύδισκος συμπλέκτης Υδραυλική αντλία πιστονιού Ρυθμιστική βαλβίδα ελέγχου Ροή Σύνολο Μοίρες

16 Ταχύτητα περιστροφής κινητήρα Ροπή κινητήρα Θέση πεντάλ ισχύος Mονάδα ελέγχου κινητήρα Όργανα Αισθητήρας θερμοκρασίας λαδιού Χειρόφρενο Διακόπτης για φως φρένων Ταχύτητες περιστροφής των 4 τροχών Ένδειξη φρένων Σήμα λειτουργίας ABS Σήμα λειτουργίας ESP

17 Λογισμικό εφαρμογής Δυναμική οχήματος Αλληλεπίδραση ΑBS/TCS/ESP Διαδικασίες εκτάκτων περιπτώσεων Ανίχνευση προβληματικής λειτουργίας Λογισμικό Βάσης Έλεγχος Βαλβίδων και αντλιών Αποκατάσταση θερμοκρασίας Επικοινωνία με το CAN Διαγνωστικό σύστημα (Κ-Line) Eσωτερικό σύστημα ανίχνευσης βλαβών Διαχείριση μνήμης.

18 Σε ένα εμπροσθιοκίνητο όχημα το σύστημα Haldex μεταφέρει στον πίσω άξονα ένα ποσοστό ροπής. Σε ένα πισωκίνητο όχημα το Haldex LSC μεταφέρει ένα ποσοστό ροπής στον εμπρός άξονα. Παράδειγμα τοποθέτησης Σύστημα Haldex LSC τοποθετημένο στον πίσω άξονα ενός Volkswagen.

19 Coupling of Haldex LSC Υγρός πολύδισκος συμπλέκτης Περιμετρική κυκλική επιφάνεια Ράουλα Βαλβίδα ασφαλεία Βαλβίδα ελέγχου Άξονας εξόδου (εδώ φαίνεται το πινιόν) Συσσωρ Φίλτρο λαδιού Παροχή ισχύος και σύνδεση με το σύστημα CAN Εlectronic Control Unit Άξονας εισόδου κιβωτίου Aντλίες εμβ Τροφοδοτικ αντλία Βηματικός ηλεκτροκινητήρας Ρυθμιστική βαλβίδα ελέγχου ΤΕCHNICAL CHARACTERISTICS Ενσωματωμένες λειτουργίες Υλικά Κατασκευής Ποιότητα λαδιού Συχνότητα αλλαγής λαδιού Ποσότητα λαδιού Μέγιστη ταχύτητα περιστροφής Μέγιστη ροπή Παροχή Παροχή ισχύος Θερμοκρασία λειτουργίας λαδιού Μέγιστη ταχύτητα διαφορικού Βάρος Ταχύτητα ενεργοποίησης Ταχύτητα απενεργοποίησης Μηχανικές Υδραυλικές Ηλεκτρονικές Αλουμίνιο και χάλυβας HTF Κάθε χλμ λίτρα σ.α.λ Νm 12V 10W C έως C (πλήρης λειτουργία) C έως 20 0 C (περιορισμένη λειτουργία) σ.α.λ 12 κιλά ( χωρίς το πινιόν) διαφορά περιστροφής των τροχών < 100 ms

20 (εμπρός πίσω) Ροπή Νm Mεταφορά ροπής / Μοίρες περιστροφής του συμπλέκτη Μοίρες περιστροφής Μεταφορά ροπής Μοίρες περιστροφής του τροχού

21

22 Το διάγραμμα παρουσιάζει την μεταφορά ροπής από έναν συμπλέκτη Haldex με όριο ρυθμισμένο στα 800 Nm. Όταν αυτή η τιμή προσεγγίζεται ενεργοποιείται η ασφαλιστική βαλβίδα και η ροπή μένει σταθερή στην προκαθορισμένη τιμή.

23 Suretrac Κοχλίας Ακτινικό ρουλεμάν Δεξιά πλήμνη άξονα Ρυθμιστική ροδέλα Ελαστ ικός Ρουλε μάν Οδόντ ες Ροδέλ α θρος Δεξί αντικρ Αριστ ερό Περίβ λημα Ρουλε μάν Ακτινι κό ροδέλα θρος Αριστερή πλήμνη άξονα Για τροφοδοσία λιπαντικού

24 Ροπή εισόδου Κορώνα διαφορικού Ροπή εισόδου Περίβλημα διαφορικού Δεξί αντικριστό έκκεντρο Ροπή στο αριστ ερό αντικ Αριστερό αντικριστό έκκεντρο Ροπή στο δεξί αντικριστό έκκεντρο Οδόντες N L = N input = N R Ν Πινιόν Κυκλικό γρανάζι Άξονας πινιόν Δορυφόρος Ν+α Ν-α Πλευρικό γρανάζι Περίβλημα διαφορικού Κατεύθυνση περιστροφής

25 Περίβλημα διαφορικού Αντικριστά έκκεντρα Ελαστικός δακτύλιος Οδόντες Ρουλεμάν στροφέα Ακτινικό Ρουλεμάν Αριστερό αντικριστό έκκεντρο Οδόντες Δεξιό αντικριστό έκκεντρο Φορά της ολίσθησης μεταξύ των έκκεντρων και των οδόντων Ν+α Ν Ν-α

26 Ροπή εισόδου Οδόστρωμα με χαμηλό συντελεστή πρόσφυσης Οδόστρωμα με υψηλό συντελεστή πρόσφυσης Ροπή αριστερού τροχού Τ L =T i /2 - f L Ροπή δεξιού τροχού Τ R =T i /2 + f R Αργά Γρήγορα Τ L T R T L =T i /2 T R =T i /2 Ροπή εισόδου Ti

27 f L f L F R F R T L T L = Ti/2 T R = Ti/2 + f R Ροπή εισόδου Τ i Οδόστρωμα με χαμηλό συντελεστή πρόσφυσης Οδόστρωμα με υψηλό συντελεστή πρόσφυσης

28 Σύγκριση του Suretrac με άλλου τύπους διαφορικών περιορισμένης ολίσθησης 28 SURETRAC ΠΟΛΥΔΙΣΚΟ ΔΙΑΦΟΡΙΚΟ ΣΥΝΕΚΤΙΚΟ ΔΙΑΦΟΡΙΚΟ Tύπος torque sensitive torque sensitive Κατασκευή Κατανομή της ροπής Επίδραση της θερμοκρασίας του λιπαντικού Τύπος λιπαντικού Tαχύτητα αντίδρασης Η κατασκευή του είναι απλή διότι οι οδόντες και τα αντικριστά έκκεντρα καθορίζουν τη διαφορική λειτουργία Η κατανομή της ροπής εξαρτάται από τη γωνία των οδόντων και ανάλογα με τις σχέσεις που θα χρησιμοποιηθούν ποικίλει από 2:1 μέχρι και 5:1 Δεν επηρεάζεται σημαντικά από την θερμοκρασία του λιπαντικού Είναι καλή διότι είναι ανάλογη της ροπής εισόδου Η κατασκευή του είναι σύνθετη διότι η διαφορική λειτουργία εξαρτάται από τον πινιόν και τα πλευρικά γρανάζια ενώ οι δυνατότητες του περιορίζονται από τον πολύδισκο συμπλέκτη Η κατανομή της ροπής εξαρτάται από τη συνολική επιφάνεια του συμπλέκτη ( αριθμό και μέγεθος των δίσκων) οπότε δεν ξεπερνά το 2.5:1 Δεν επηρεάζεται σημαντικά από την θερμοκρασία του λιπαντικού ενεργοποιείται από τη διαφορά στην ταχύτητα περιστροφής Η κατασκευή του είναι σύνθετη διότι η διαφορική λειτουργία εξαρτάται από τον πινιόν και τα πλευρικά γρανάζια ενώ οι δυνατότητες του περιορίζονται από τον συνεκτικό συμπλέκτη Η κατανομή της ροπής δεν είναι σταθερή και επηρεάζεται από τις μεταβολές στην ταχύτητα περιστροφής και τη θερμοκρασία της σιλικόνης Επηρεάζεται σημαντικά από τη θερμοκρασία της σιλικόνης GL-5 Ειδικό λιπαντικό GL-5 και σιλικόνη με μεγάλο αριθμό ιξώδους Είναι καλή διότι είναι ανάλογη της ροπής εισόδου Δεν είναι καλή γιατί εξαρτάται από τη διαφορά στην ταχύτητα περιστροφής των αριστερών και δεξιών τροχών