“Торсен” – це одна з різновидів самоблокуючих диференціалів. Такий механізм є як на вітчизняних авто, так і на іномарках. Принцип дії диференціала “Торсен” побудований на змінному тертя механічних частин, яка призводить до розподілу обертального моменту між колісною парою.
Призначення
Отже, для чого потрібен цей механізм? Найпростіший диференціал здатний розподіляти потужність або крутний момент між двох коліс однаково рівномірно. Якщо одне колесо буксує і не може зачепитися за дорожнє полотно, то крутний момент на другому колесі буде рівним нулю. Вдосконалені моделі, а переважна їх більшість – це диференціали з механізмом самоблока, оснащені системою, що блокує вивішену піввісь. Тоді крутний момент розподіляється так, щоб максимальна потужність була на колесі, яке зберегло хороше зчеплення з дорогою.
Диференціал “Торсен” – це найбільш оптимальне рішення для повнопривідного автомобіля, що експлуатується здебільшого у важких умовах. “Торсен” – це не прізвище розробника, а абревіатура. Це означає чутливість до обертальному моменту або Torque Sensing.
Про історію створення
Вперше диференціал “Торсен” з’явився в 1958 році. Розробив конструкцію і принцип дії американський інженер Ст. Глизман. Патент на серійне виробництво цього самоблокирующегося механізму отримала компанія “Торсен”, ім’я якої і стало назвою для пристрою.
Пристрій
Даний механізм влаштований із звичних елементів – пристрій аналогічно будь планетарному сайту. Можна виділити основні деталі – це корпус, черв’ячні шестерні, сателіти.
Що стосується загальної концепції, то тут не дуже багато відмінностей, якщо порівнювати зі звичайними механізмами. Корпус жорстко кріпиться на провідному сайті трансмісії. Усередині корпусу встановлено сателіти. Вони закріплені на спеціальних осях. Сателіти знаходяться в жорсткому зачепленні з шестернями півосей. Шестерінки півосей закріплені на вали, на які передається крутний момент.
А тепер що стосується безпосередньо механізму “Торсен”. В даному вузлі шестерня півосей має гвинтові зуби. Це не що інше, як традиційний черв’ячний вал.
Сателіти являють собою пару косозубих шестерень. Один елемент цієї пари формує з шестірнею півосі черв’ячну пару. Пара шестерень-сателітів може взаємодіяти між собою за рахунок прямозубого зачеплення. У конструкції є цілих три сателіта, кожен з яких представляє пару шестерень.
Принцип дії
Давайте подивимося, як працює диференціал “Торсен”. Розглянемо це на прикладі міжколісного сайту. Коли пара ведучих коліс рухається прямолінійно, то вони обидва стикаються з однаковим опором. Тому механізм рівномірно розподіляє крутний момент між обома колесами. При русі прямо сателіти не задіяні, і зусилля передається безпосередньо від чашки до полуосевым шестерням.
Коли машина входить в поворот, то внутрішнє колесо відчуває більший опір і швидкість його знижується. Черв’ячна пара внутрішнього колеса починає працювати. Шестірня півосі обертає сателлитную шестерню. Остання передає крутний момент до другої шестерні піввісь. Тим самим збільшується зусилля на зовнішньому колесі. Так як різниця крутного моменту на двох сторонах невелика, то тертя у другій червяной парі теж невисока. В даному випадку самоблокування не відбудеться. Ось на цьому і заснований принцип диференціал “Торсен”.
Коли ж одне з провідних коліс автомобіля знаходиться на слизькій ділянці, то його опір знижується. Крутний момент прагне саме до цього колеса. Піввісь розкручує шестерню сателіта, а вона передає крутний момент до другого сателіту. У цьому випадку буде самогальмування. Шестерня сателіта не здатна виступати провідним елементом і не може обертати полуосевую шестірню з-за певних особливостей черв’ячних передач. Тому черв’ячна пара заклинює. А при заклинюванні вона загальмує обертання другої пари, і обертальний момент на кожній з півосей вирівняється.
Три режими роботи
Якщо розглядати повністю принцип роботи диференціал “Торсен”, то потрібно сказати, що система може працювати в трьох різних режимах. Конкретний режим залежить від рівня опору на колесі. Коли воно однакове, то обертальний момент розподіляється рівномірно.
Якщо на одному з коліс опір підвищується, то в роботу включається черв’ячна пара, і тим самим приводиться в дію друга пара, незважаючи на невеликий опір на ній. Це веде до перерозподілу моменту так, як потрібно. У цьому випадку одне колесо сповільниться. Друге стане обертатися швидше.
Якщо на одній із шин повністю втрачається опір, тоді це буде супроводжуватися блокуванням або заклинювання черв’ячної пари з-за великого тертя. Тоді відразу ж гальмується друга пара. Крутний момент вирівнюється. Робота диференціал “Торсен” в цьому режимі схожа з прямолінійним рухом.
Три типи “Торсена”
У першому варіанті як черв’ячних пар використовуються шестерні провідних півосей, а також сателіти. Для кожної півосі є свої сателіти, з’єднані попарно з тими, що на протилежній осі. З’єднання це здійснюється за допомогою прямозубого зачеплення. Осі сателітів перпендикулярні піввісь. Даний варіант диференціал “Торсен” визнаний найпотужнішим серед усіх аналогічних конструкцій. Він здатний працювати в дуже широкому діапазоні крутного моменту.
Другий варіант відрізняється тим, що осі сателітів знаходяться паралельно до піввісь. Сателіти в даному випадку встановлено інакше. Вони знаходяться в спеціальних посадкових місцях чашки. Парні сателіти з’єднуються косозубих зачепленням, яке при розклинення бере участь в блокуванні.
Третій варіант є єдиним серед всієї серії, де конструкція планетарна. Він застосовується в якості міжосьового диференціала в повнопривідних машинах. Осі сателітів і провідні шестерні тут теж паралельні один одному. За рахунок цього вузол дуже компактний. Завдяки конструкції спочатку можна розподіляти навантаження між двох мостів у співвідношенні 40:60. Якщо спрацьовує часткова блокування, то пропорція може відхилятися на 20 %.
Переваги диференціалів цієї конструкції
Переваг у даній конструкції досить багато. Даний механізм встановлюють за те, що точність його роботи надзвичайно висока, при цьому пристрій працює дуже плавно і тихо. Потужність розподіляється між колесами і мостами автоматично – яке-небудь втручання водія не потрібно. Перерозподіл моменту ніяк не впливає на гальмування. Якщо диференціал експлуатується коректно, то обслуговувати його не потрібно – від водія вимагається тільки перевіряти і періодично міняти масло.
Саме тому багато водії ставлять диференціал “Торсен” на “Ниву”. Там також застосована система постійного повного приводу і ніякої електроніки, тому нерідко любителі екстриму змінюють штатний диференціал на даний вузол.
Недоліки
Є й мінуси. Це висока ціна, адже всередині конструкція влаштована досить складно. Оскільки диференціал працює на принципі тернину, з-за цього підвищується витрата палива. При всіх перевагах ККД досить низький, якщо порівнювати з подібними системами іншого типу. Механізм має високу схильність до заклинювання, а знос внутрішніх елементів досить інтенсивний. Для змащення потрібні спеціальні продукти, так як при роботі вузла виділяється багато тепла. Якщо на одній осі встановлені різні колеса, деталі зношуються ще більш інтенсивно.
Застосування
Застосовують сайт як міжколісного і міжосьового механізму для перерозподілу крутного моменту. Агрегат такого плану встановлюється на багато іномарки, але саму широку популярність він одержав на Audi Quatro. Виробники повнопривідних авто дуже часто віддають перевагу саме даної конструкції. Диференціал “Торсен” на ВАЗ встановлюють за порівняльну простоту і миттєву роботу.
