Technika motoryzacyjna / Technika motoryzacyjna

Nowy różnicowy

3.1.2012

Zamiast kół stożkowych - koła walcowe. Pozwalają one zaoszczędzić masę przekładni głównej i zredukować jej rozmiar - czyli, jednym słowem, w znacznym stopniu ją usprawnić.

Firma Schaeffler, dostawca dla przemysłu samochodowego, skonstruowała mechanizm różnicowy wykonany według konstrukcji lekkiej. Pod względem budowy znacznie różni się on od standardowych przekładni głównych. Zamiast mechanizmu różnicowego bazującego na stożkowych kołach zębatych w tym rozwiązaniu mamy koła walcowe, które są zazębione z kołem głównym tak jak w przekładni planetarnej po jego wewnętrznej stronie. Nowa konstrukcja przekładni powinna mieć około 30% mniejsze wymiary od przekładni tradycyjnej. Dodatkowo przez zabudowanie satelitów wewnątrz koła głównego przekładnia ta jest nawet o 70% krótsza w kierunku osiowym. W konkretnych liczbach wygląda to następująco: nawet o 3 kg mniejsza masa na każdy mechanizm różnicowy, o 9 cm więcej miejsca na elementy skrzyni biegów przez skrócenie przekładni głównej. Dzięki tym cechom mechanizm różnicowy jest w stanie przenieść więcej momentu obrotowego z zachowaniem gabarytu standardowej przekładni, a przy zmniejszeniu gabarytu ustąpić miejsca elementom wyposażenia napędu hybrydowego lub elementom większego sprzęgła dwutarczowego.

Jak mechanizm różnicowy ze stożkowymi kołami zębatymi
Cała konstrukcja mieści się w zarysie koła talerzowego przekładni głównej. Moment jest przenoszony z koła zębatego bezpośrednio na jarzmo satelitów. W odróżnieniu do tradycyjnej przekładni nie ma tutaj zazębienia wewnętrznego. W mechanizmie tym występują dwie osobne płaszczyzny zazębienia o osobnych osiach i dwa koła słoneczne. Każdy satelita jest zazębiony z kołem słonecznym leżącym w jego płaszczyźnie i z sąsiadującym kołem satelitarnym. Z satelitów moment jest następnie przenoszony na koła słoneczne, a z nich już bezpośrednio na półosie napędowe.

Blokowanie przez siłę osiową
Schaeffler skonstruował dwie rożne wersje planetarnego mechanizmu różnicowego. Jeden symetryczny z kołami słonecznymi o tej samej wielkości i liczbie zębów, a drugi niesymetryczny z kołami słonecznymi o różnej wielkości i liczbie zębów. Wersja symetryczna jest nieco szersza, ponieważ koła słoneczne potrzebują więcej odstępu między sobą, aby satelity mogły się o nie zazębić. Zaletą tej przekładni jest znaczne obniżenie kosztów narzędziowych podczas produkcji oraz zmniejszenie liczby jej elementów. Obie wersje przekładni mogą być wyprodukowane w wersji z zębami prostymi i skośnymi. Zazębienie skośne w tej przekładni może posłużyć przy dodaniu siły osiowej do kół słonecznych jako inteligentny system blokujący mechanizm różnicowy. Siła osiowa przemieści koła słoneczne w kierunku ścianki obudowy przekładni. Między kołem a przekładnią wystarczy zamontować płytkę cierną, która sprawi, że koło słoneczne będzie się obracało z odpowiednim oporem. Mechanizm różnicowy będzie wówczas działał jak mechanizm z blokadą. Przez zazębienie skośne można uzyskać mechanizm różnicowy, który będzie blokował się samoczynnie w zależności od przyłożonego momentu obrotowego do kół słonecznych.

Według firmy Schaeffler konstrukcja mechanizmu różnicowego jest już gotowa do wprowadzenia do masowej produkcji. Przemysł samochodowy powinien dostrzec w niej sporą szansę na obniżenie kosztów produkcji pojazdów. Pierwszych takich konstrukcji na rynku należy się spodziewać w ciągu najbliższych 2-3 lat.

Jan Rosenow

Więcej informacji o mechanizmie różnicowym w magazynie "autoEXPERT" 12/2011.