DIFERENTIALUL

Cuprins:

Introducere

Generalitati - Destinatia diferentialului

Conditiile impuse diferentialului

Clasificarea diferentialelor si tipuri constructive

Clasificarea diferentialelor

Desen de ansamblu - Transmisia Principala - Diferentialul

Diferentialul conic simetric

Diferentialul conic asimetric

Diferentialul cilindric

Diferentialul blocabil

Diferentialul autoblocabil

Partile componente ale diferentialului si functionarea diferentialului

Partile componente ale diferentialui

Functionarea diferentialului

Defectiuni, cauze si remedieri ale diferentialului

Repararea diferentialului si a puntii motoare

Repararea diferentialului si a puntii motoare

Intretinerea puntii motoarelor

Reglarea rulmentilor diferentialului autoturismului Dacia 1300

Norme de tehnica securitatii muncii si de prevenire si stingere a incendiilor NTSM si PSI

Bibliografie

1. Introducere

1.1 Generalitati - Destinatia diferentialului

La deplasarea automobilului in viraj, roata motoare exterioara parcurge un spatiu mai mare decat roata motoare interioara virajului.

El permite ca rotile motoare ale aceleasi punti sa se roteasca cu viteze unghiulare diferite, dand astfel posibilitatea ca la deplasarea automobilului in viraje sa parcurga spatii de lungimi diferite.

Daca rotile motoare ar fi montate pe acelasi arbore deplasarea automobilului in conditiile mentionate nu este posibila fara alunecarea si patinarea rotilor ceea ce conduce la uzura rapida a anvelopelor, la cresterea consumului de combustibil si la manevrarea mai dificila a directiei.

Pentru eliminarea acestor dezavantaje, respective pentru a da posibilitate rotilor motoare sa se roteasca cu viteze unghiulare diferite, in functie de conditiile de deplasare ale automobilului, fiecare roata se va monta pe cate un arbore separate, legati prin intermediul diferentialului.

In transmisia automobilelor, diferentialul poate fi dispus intre rotile puntii motoare, precum si intre punti la automobile cu mai multe punti motoare in scopul inlaturarii "circulatiei de puteri".

1.2 Conditiile impuse diferentialului

Sa distribuie momentul motor intre roti sau intre punti intr-un raport care sa asigure automobilelor cele mai bune calitati de exploatare;

Sa aiba dimensiuni de gabarit cat mai reduse.

Dimensiunile de gabarit ale diferentialului au o importanta deosebita, acesta fiind dispus in carterul puntii din spate sau in interiorul reductorului distribuitor.

Conditiile deosebit de severe in aceasta privinta sunt impuse diferentialelor montate intre roti, deoarece dimensiunile sunt in stransa legatura cu dimensiunile coroanei transmisiei principale care are dimensiunile de gabarit riguros limitate.

2. Clasificarea diferentialelor si tipuri constructive

2.1 Clasificarea diferentialelor

Diferentialele pot fi:

simple (figura 1.)

duble (figura 2.)

Figura 1. - Diferential simplu

Figura 2. - Diferential dublu

Diferentialele se clasifica dupa mai multe criterii:

Dupa tipul angrenajelor folosite diferentialele pot fi:

cu roti dintate conice;

cu roti dintate cilindrice.

Dupa principiul de functionare diferentialele pot fi:

simple;

blocabile

autoblocabile

Dupa valoarea momentului transmis la rotile motoare:

diferentiale simetrice;

diferentiale asimetrice.

Dupa locul de dispunere a diferentialelor in transmisia automobilului pot fi:

diferentiale dispuse intre rotile aceleasi punti motoare;

diferentiale dispuse intre puntile automobilelor cu mai multe punti motoare.

2.2 Desen de ansamblu - Transmisia Principala - Diferential

Figura 3. Transmisia principala - Diferentialul

1. Janta;

2. Butuc;

3. Coroana dintata;

4. Asezarea coroanei dintate;

5. Dop de umplere cu ulei;

6. Roata planetara;

7. Satelitii;

8. Buson de golire a uleiului;

9. Butuc;

10. Tambur de frana;

11. Flansa de frana;

12. Corpul axului;

13. Contactor;

14. Piston de comanda;

15. Furca de comanda;

16. Nasul puntii;

17. Pinion de atac;

18. Flansa de cuplare;

19. Carterul puntii;

20. Inel filetat;

21. Ax de centrare;

22. Careter diferential;

23. Pinion satelit;

24. Coroana;

25. Pinion planetar;

26. Rulment conic;

27. Crabot de blocare a diferentialului;

28. Arbore;

Figura 4. Puntea motoare spate

30. Garnitura de protectie;

31. Arbore cu came de frana;

32. Levier de actionare;

33. Capac.

2.3 Diferentialul conic simetric

Cea mai larga raspandire in constructia automobilului o au diferentialele cu angrenaje conice si cu dinti drepti.

Daca cele doua pinioane planetare au acelasi diametru si acelasi numar de dinti diferentialul se numeste conic simetric.

Diferentialul conic simetric se munteaza in majoritatea cazurilor intre cei doi semiarbori planetari.

2.4 Diferentialul conic asimetric

Se poate recunoaste dupa diametrele si numarul de dinti ai pinioanelor planetare.

In aceste caz diametrele acestor pinioane difera intre ele, iar cuplul transmis carcasei se repartizeaza la cei doi semiarbori in mod proportional cu diametrele si numarul de dinti ai pinioanelor planetare.

Acest diferential se monteaza de obicei intre puntile motoare ale automobilelor cu mare capacitate de trecere, in scopul repartizarii cuplului transmis in mod proportional cu greutatea adecvata corespunzatoare fiecarei punti motoare.

2.5 Diferentialul cilindric

Diferentialul cilindric poate fi:

simetric

asimetric

Diferentialul simetric se recunoaste dupa pinioanele planetare cilindrice care sunt montate pe semiarbori si care in acest caz sunt egale cu diametrul si numarul de dinti.

Diferentialul cilindric asimetric are un pinion planetar mai mare in diametru decat celalalt pinion planetar de pe celalalt semiarbore.

Diferentialele cilindrice au dimensiuni mai mari in comparative cu cele conice ceea ce face ca utilizarea acestora sa fie limitata de capacitatea de trecere impusa constructiv motiv pentru care astazi nu se mai intalnesc la automobile.

2.6 Diferentialul blocabil

Pe parcurs cand una din rotile motoare ale aceleasi punti se gaseste pe un teren cu aderenta mai mica (noroi, zapada, gheata, polei, ulei) aceasta roata incepe sa patineze, iar cealalta potrivit principiului de functionare a diferentialului , desi are o aderenta mai mare, nu se mai roteste deoarece este retinuta de valoarea mare a fortei de aderenta. In aceasta situatie automobilul nu mai poate inainta si pentru a evita acest neajuns autocamioanele grele in special, sunt prevazute cu mechanism de blocare rigidizeaza cei doi semiarbori planetary asigurand rotirea cu aceeasi turatie a rotilor motoare.

Figura 5. Diferential blocabil

Blocarea se mentine atat timp cat dureaza terenul cu aderenta foarte mica, apoi se procedeaza la deblocare.

2.7 Diferentialul autoblocabil

Diferentialul autoblocabil are acelasi rol ca cel blocabil avand o constructie mai complicata si realizand rigidizarea celor doi semiarbori planetary in mod automat.

Blocarea diferentialului autoblocabil se face tot automat scutind pe conducatorul auto de aceasta operatie in timpul conducerii (figura 6.).

Figura 6. Diferential autoblocabil

3. Parti componente ale diferentialului si functionarea diferentialului

3.1 Parti componente ale diferentialului

Pe carcasa este fixate coroana a transmisiei principale, iar in caseta crucea pe care sunt montati liberi satelitii. Satelitii in numar de 4 fac legatura cu pinioanele planetare montate pe arborii planetari . miscarea de rotatie se transmite casetei diferentialului prin transmisia principala formata din pinionul de atac si coroana (figura 7.).

Saibele din otel moale sau bronz servesc la micsorarea frecarii dintre pinioanele planetare si caseta.

Figura 7. Diferential

Figura 8. Transmisie Principala - Diferential

1 - coroana;

2 - sateliti;

3 - carcasa diferential;

4 - semilagare;

5 - sigurante;

6 - rulmenti cu role conice;

7 - pinioane planetare;

8 - piulite de reglaj;

9 - ax sateliti;

10 - pinion;

11 - rulmenti cu role conice;

12 - saibe de reglaj;

13 - deflectoare de ulei;

14 - arbore pinion;

15 - saibe de reglaj;

16 - rulmenti cu role conice;

17 - deflectoare de ulei;

18 - plansa;

19 - piulita;

20 - carter.

3.2 Functionarea Diferentialului

Cand autovehicolul se deplaseaza pe linie dreapta deoarece drumurile descries de cele doua roti motoare sunt egale si vitezele unghiulare ale lor vor fi aceleasi. In acest caz pinioanele planetare vor avea viteze unghiulare egale cu ale coroanei iar satelitii sunt imobilizati (acestia raman in permanenta angrenati) executand o miscare de revolutie impreuna cu caseta diferentialului.

Figura 9. Functionarea diferentialului

La deplasarea autovehicolului in viraj coroana transmisiei principale si caseta se vor roti cu aceeasi viteza unghiulara ca si in linie dreapta din cauza ca roata exterioara virajului va avea de parcurs un drum mai lung decat roata interioara virajului, inseamna ca vitezele unghiulare ale celor doua pinioane planetare vor trebui sa fie diferite . Acest lucru este posibil datorita existentei satelitilor.

Cand autovehicolul intra in viraj, roata din interiorul virajului impreuna cu pinionul planetar are o viteza unghiulara mai mica decat roata din exteriorul virajului impreuna cu pinionul planetar.

Pentru a realize aceste diferente de viteze unghiulare intre cele doua pinioane planetare satelitii vor capata o miscare de rotatie in jurul axei lor proprii care va fi cu atat mai mare cu cat diferenta intre vitezele unghiulare ale pinioanelor planetare este mai mare.

Deci la deplasarea in curba a automobilului sau pe un drum cu neregularitati una din rotile motoare parcurge un drum mai scurtsi de aceea se va roti mai incet . In acest caz satelitii pe laga miscarea de transport in jurul arborilor planetari vor primi si o miscare de rotatie in jurul axelor loe. Astfel diferentialul asigura posibiliatea ca rotile motoare sa parcurga, in acelasi interval de timp drumuri diferite.

In afara de aceasta diferentialul poate influenta si in rau functionarea automobilului, ceea ce se intampla la deplasarea automobilului pe drumuri alunecoase.

Daca una dintre rotile motoare intra pe o portiune alunecoasa aderenta acesteia cu drumul scade si incepe sa patineze. In acest caz, datorita proprietatii diferentialului la roata a doua care are o aderenta mai buna nu se poate transmite o forta de tractiune mult mai mare decat la roata care patineaza forta acesteia ramanand limitata la aderenta cu drumul a rotii care patineaza.

Daca forta de tractiune la roata care patineaza este egala cu zero, atunci roata a doua se opreste in timp ce prima se roteste cu o turatie de doua ori mai mare si automobilul nu se mai poate deplasa . Din aceasta cauza la automobilele special destinate exploatarii in conditii grele de lucru se folosesc diferentiale care se blocheaza.

4. Defectiuni, cauze si remedieri ale diferentialului

Diferentialul poate prezenta urmatoarele defecte:

• Uzura excesiva sau deteriorarea danturii pinioanelor satelit sau pinioanelor planetare

defectul se datoreaza uzurii carcasei;

deplasarii indelungate pe teren greu;

blocarii sau reglarii incorecte a franelor rotilar din spate;

folosirii la rotile din spate a unor anvelope cu uzuri sau marimi diferite;

remedierea se face numai la atelierul de reparatii.

• Griparea sau deteriorarea rulmentilor carcasei:

defectul se produce datorita cauzelor care au fost prezentate la griparea sau deteriorarea rulmentilor transmisiei principale.

• Ruperea axului sau a crucii satelitilor:

defectul se datoreaza suprasolicitarilor organelor respective in conditii speciale de exploatare (trecerea prin terenuri grele)

• Arborii planetari pot prezenta defectiuni:

uzura excesiva a canelurilor;

ruperea arborilor planetari-defectul se produce datorita functionarii indelungate , supraincarcarii automobilului;

remedierea se face la atelierul de reparatii.

Caseta diferentialului

Defectele posibile ale casetei diferentialului sunt:

diametrul locasurilor pentru crucea satelitilor uzati se reconditioneaza prin alezare la cota de reparatie, folosindu-se o cruce majorata;

diametrul fusurilor pentru rulmenti uzati se reconditioneaza prin incarcare cu sudura, strunjire si rectificare la cota nominal;

filetul gaurilor de prindere a semicarcaselor uzate se reconditioneaza prin majorarea gaurilor si rectificare;

suprafata de sprijin a pinionului planetar uzata se reconditioneaza prin rectificare frontala iar la montaj se utilizeaza o saiba cu grosime majorata.

Crucea satelitilor

• Defectiuni posibile ale crucii satelitilaor

la crucea satelitilor se pot uza sau deteriora fusurile. Reconditionarea se poate realize dupa cum urmeaza:

cromarea dura a fusurilor urmata de rectificarea la cota nominala sau cota treptei de reparatie.

5. Repararea diferentialului si a puntii motoare

5.1 Repararea diferentialului si a puntii motoare

Intrucat ungerea angrenajelor si acelor alte piese componente a cutiei de viteza-diferential se face prin "balacire" este necesar ca in permanenta sa existe in carterul cutiei de viteze-diferential o cantitate de doi litri de ulei.

Umplerea cu ulei se face prin orificiul de umplere situate pe partea dreapta a carterului care serveste la cerificarea nivelului uleiului iar golirea se face prin orificiul situai in partea de jos a carterului.

Uleiul folosit trebuie sa fie de tipul T80-EP2 iarna, sau T90-EP2 vara.

Intretinerea puntii motoare este foarte simpla si consta numai in verificarea si completarea, uleiului care se face dupa 1500 km parcursi sau la 40 ore de functionare. Inlocuirea uleiului se face la fiecare 12000 de km parcursi. Nivelul corect al uleiului este atunci cand acesta curge foarte foarte putin pe la busonul de umplere.

Demontarea diferentialului se face numai atunci cand apar jocuri sau se inlocuiesc piesele uzate.

In situatia in care apar jocuri care depasesc valorile admisibile se procedeaza la reglarea acestora.

Pentru reglarea jocului rulmentilor radiali-axiali ai pinionului de atac se procedeaza la scoaterea seibilor de reglaj. Cand jocul este mare, sau introducerea de saibe cand jocule este prea mic.

Reglarea jocului dintre pinionul de atac si coroana se face prin scoaterea sau adaugarea seibilor de reglaj, sau prin reglarea jocului rulmentilor arborelui intermediar.

5.2 Intretinerea puntii motoare

Intretinerea puntii motoare este foarte simpla si consta in verificare si completarea uleiului care se face dupa fiecare 1500 de km parcursi sau cu 40 de ore de functionare. Inlocuirea uleiului se face la fiecare 12000 de km parcursi, iar nivelul correct al uleiului in carter este atunci cand acesta curge foarte putin pe la busonul de umplere.

Figura 10. Puntea motoare

Demontarea diferentialului se face numai atunci cand apar jocuri sau se inlocuiesc piesele uzate.

In situatia in care apar jocuri care depasesc valorile admisibile se procedeaza la reglarea acestora.

Pentru reglarea jocului rulmentilor radiali-axiali ai pinionului de atac se procedeaza la scoaterea seibilor de reglaj. Cand jocul este mare, sau introducerea de saibe cand jocul este mic.

Reglarea jocului dintre pinionul de atac si coroana se face prin scoaterea sau adaugarea seibilor de reglaj.

Acest reglaj se mai poate realize si de la capacele care preseaza rulmentii prin adaugarea sau indepartarea saibelor de reglaj.

5.3 Reglarea rulmentilor diferentialului

autoturismului Dacia 1300

Aceasta opreatie se realizeaza prin insurubarea sau desurubarea piulitelor speciale de reglaj.

Pentru reglarea rulmentilor se va proceda astfel:

• La fiecare semicarcasa se asaza inelul exterior al rulmentului spre partea interioara a carterului;
• Se asaza grupul diferential echipat cu rulmenti in semicarcase
• Se strang suruburile semicarcaselor la cuplul 2kg fm, pentru cele cu diametru de 7 mm si la 2,8 kg fm, pentru cele cu diametrul de 8 mm.

Daca rulmentii sunt utilizati , diferentialul trebuie sa se roteasca usor, fara joc, iar daca rulmentii sunt noi acestia se monteaza cu o usoara prestarngere astfel ca la rotirea diferentialului sa se faca cu un cuplu rezistent de 0,05 la 0,15 kg fm (figura 11.)

Figura 11. Rulment diferential

• Dupa ce reglajul este corect efectuat se repereaza pozitia piulitelor de reglare in raport cu carterul cutiei de viteze;
• Se demonteaza semicarcasa stanga si diferentialul, in vederea continarii celorlalte reglaje ale cutiei de viteze-diferential.

6. Norme de tehnica securitatii muncii si de prevenire si stingere a incendiilor NTSM si PSI

La operatiile de montare si de demontare a transmisiei principale si a diferenrialului sau de inlocuire ale unor piese componente sau subansamble se vor utilize numai scule calibrate, interzicandu-se folosirea sculelor deteriorate sau uzate.

Locul de munca sa prezinte un microclimat corespunzator, sa fie luminat, ventilat, lipsit de praf;

Sculele si dispozitivele sa fie omologate si in perfecta stare de intrebuintare;

Piesele cu masa mai mare cum sunt: ambreajul, cutia de viteze, puntea motoare, vor fi ridicate, manipulate si depozitate pe capre sau rafturi special amenajate cu ajutorul instalatiilor de ridicare in scopul reducerii efortului fizic si al inlaturarii pericolului eventualelor accidente, sau cu ajutorul carucioarelor.

Bibliografie:

• Fratila, Gh., Popa, V., M., 1990, Automobile sofer mechanic auto, Editura Didactica si Pedagogica R.A Bucuresti;

• Fratila, Gh., Popa, V., M., Constructii de automobile, Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti;
• , Automobile , Editura Didactica si Pedagogica R.A Bucuresti;
• Diagnosticare, Intretinere si Reparera , Editura tehnica Copyright;
• Automobile Roman cu motoare Diesel, Editura tehnica;
• Automobilul DACIA, Editura tehnica Bucuresti;
• Indrumator general Auto , Editura tehnica Bucuresti.