Diferencial "Thorsen": el principio de funcionamiento

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificación: 2024-02-19 14:11

“Thorsen” es una de las variedades de diferenciales autoblocantes. Dicho mecanismo está disponible tanto en automóviles nacionales como en automóviles extranjeros. El principio de funcionamiento del diferencial Torsen se basa en la fricción cambiante de las piezas mecánicas, lo que conduce a la distribución del par entre el juego de ruedas.

Destino

Entonces, ¿para qué sirve este mecanismo? El diferencial más simple es capaz de distribuir la potencia o el par entre dos ruedas por igual, uniformemente. Si una rueda se desliza y no puede engancharse en la calzada, entonces el torque en la segunda rueda será cero. Los modelos mejorados, y la gran mayoría de ellos son diferenciales con mecanismo de autobloqueo, están equipados con un sistema de bloqueo del semieje. A continuación, el par se distribuye de modo que se entregue la máxima potencia a la rueda que conserva una buena tracción.

El diferencial Thorsen es la mejor solución para un vehículo con tracción total,operado principalmente en condiciones difíciles. "Thorsen" no es el nombre del desarrollador, sino una abreviatura. Esto significa Torque Sensing o Torque Sensing.

Sobre la historia de la creación

El diferencial Thorsen se introdujo por primera vez en 1958. El ingeniero estadounidense V. Glizman desarrolló el diseño y el principio de funcionamiento. La patente para la producción en serie de este mecanismo de autobloqueo fue recibida por la empresa Torsen, cuyo nombre se convirtió en el nombre del dispositivo.

Dispositivo

Este mecanismo se compone de elementos familiares: el dispositivo es similar a cualquier nodo planetario. Puede res altar las partes principales: este es el caso, engranajes helicoidales, satélites.

En cuanto al concepto general, no hay muchas diferencias en comparación con los mecanismos ordinarios. La carcasa está unida rígidamente a la unidad de accionamiento de la transmisión. Los satélites están instalados dentro de la caja. Se fijan sobre ejes especiales. Los satélites están en acoplamiento rígido con los engranajes de los semiejes. Los engranajes de los semiejes están fijados a los ejes, a los que se transmite el par.

Y ahora el mecanismo Torsen en sí. En este nodo, el engranaje de los semiejes tiene dientes helicoidales. No es más que un eje de gusano tradicional.

Los satélites son un par de engranajes helicoidales. Un elemento de este par forma un par helicoidal con el engranaje del eje. Un par de engranajes satélite también pueden interactuar entre sí debido al engranaje recto. El diseño tiene hasta tres satélites, cada uno de los cualesrepresenta un par de engranajes.

Principio de funcionamiento

Veamos cómo funciona el diferencial de Thorsen. Consideremos esto en el ejemplo de un conjunto entre ruedas. Cuando un par de ruedas motrices se mueven en línea recta, ambas encuentran la misma resistencia. Por lo tanto, el mecanismo distribuye el par uniformemente entre ambas ruedas. Al conducir en línea recta, los planetas no están involucrados y la fuerza se transmite directamente desde la copa a los engranajes laterales.

Cuando el coche entra en la curva, la rueda interior experimenta más resistencia y su velocidad disminuye. El par de gusanos de la rueda interior comienza a funcionar. El engranaje lateral gira el engranaje satélite. Este último transmite par al segundo engranaje del semieje. Esto aumenta la fuerza sobre la rueda exterior. Dado que la diferencia de torsión en los dos lados es pequeña, la fricción en el segundo par de tornillos también es baja. En este caso, no se producirá el autobloqueo. En esto se basa el principio diferencial de Thorsen.

Cuando una de las ruedas motrices del automóvil está sobre una superficie resbaladiza, su resistencia disminuye. El par tiende a esta rueda. El medio eje hace girar el engranaje del satélite y transmite el par al segundo satélite. En este caso, habrá autofrenado. El engranaje satélite no puede actuar como elemento impulsor y no puede girar el engranaje lateral debido a ciertas características de los engranajes helicoidales. Por lo tanto, el par de gusanos se atasca. Y cuandoatasco, ralentizará la rotación del segundo par, y el par en cada uno de los semiejes se nivelará.

Tres modos de funcionamiento

Si consideramos el principio completo de funcionamiento del diferencial Torsen, entonces se debe decir que el sistema puede operar en tres modos diferentes. El modo específico depende del nivel de resistencia de la rueda. Cuando es el mismo, el par se distribuye uniformemente.

Si la resistencia en una de las ruedas aumenta, entonces se enciende el par de tornillos sinfín y, por lo tanto, se activa el segundo par, a pesar de la pequeña resistencia en él. Esto conduce a la redistribución del momento según sea necesario. En este caso, una rueda disminuirá la velocidad. El segundo girará más rápido.

Si la resistencia se pierde por completo en uno de los neumáticos, esto irá acompañado de un bloqueo o atascamiento del par de tornillos sinfín debido a la alta fricción. Luego, el segundo par se ralentiza inmediatamente. el par se iguala. El funcionamiento del diferencial Torsen en este modo es similar al movimiento rectilíneo.

Tres tipos de “Thorsen”

En la primera versión, los engranajes de los semiejes principales, así como los satélites, se utilizan como pares de gusanos. Cada eje tiene sus propios satélites, conectados en pares con los del eje opuesto. Esta conexión se realiza mediante un engranaje recto. Los ejes de los satélites son perpendiculares a los semiejes. Esta versión del diferencial Torsen es reconocida como la más potente entre todos los diseños similares. Es capaz de operar en un rango muy amplio de torque.

La segunda opción se diferencia en que los ejes de los satélites son paralelos a los semiejes. Los satélites en este caso se instalan de manera diferente. Están ubicados en asientos de copa especiales. Los pares de satélites están conectados por engranajes helicoidales que, cuando se acuñan, participan en el bloqueo.

La tercera opción es la única de toda la serie donde el diseño es planetario. Se utiliza como diferencial central en vehículos con tracción total. Los ejes de los satélites y los engranajes impulsores también son paralelos entre sí. Debido a esto, la unidad es muy compacta. Gracias al diseño, inicialmente es posible distribuir la carga entre los dos puentes en una proporción de 40:60. Si se activa un bloqueo parcial, la proporción puede desviarse en un 20 %.

Ventajas de los diferenciales de este diseño

Este diseño tiene muchas ventajas. Este mecanismo está instalado porque la precisión de su trabajo es extremadamente alta, mientras que el dispositivo funciona de manera muy suave y silenciosa. La potencia se distribuye entre las ruedas y los ejes automáticamente; no se necesita la intervención del conductor. La redistribución del par no afecta en modo alguno al frenado. Si el diferencial funciona correctamente, no es necesario repararlo; el conductor solo debe revisar y cambiar periódicamente el aceite.

Es por eso que muchos conductores colocan el diferencial Torsen en el Niva. También utiliza un sistema de tracción integral permanente y no tiene componentes electrónicos, por lo que los entusiastas de los deportes extremos suelen cambiar el diferencial estándar a esta unidad.

Defectos

También hay desventajas. Este es un precio alto, porque por dentro la estructura es bastante complicada. Dado que el diferencial funciona según el principio de las espinas, esto aumenta el consumo de combustible. Con todas las ventajas, la eficiencia es bastante baja en comparación con sistemas similares de un tipo diferente. El mecanismo tiene una alta predisposición a atascarse y el desgaste de los elementos internos es bastante intenso. Se necesitan productos especiales para la lubricación, ya que se genera mucho calor durante el funcionamiento del conjunto. Si se montan ruedas diferentes en el mismo eje, las piezas se desgastan aún más intensamente.

Solicitud

El nodo se utiliza como mecanismo entre ruedas y entre ejes para la redistribución del par. Una unidad de este tipo está instalada en muchos automóviles extranjeros, pero recibió la mayor popularidad en el Audi Quatro. Los fabricantes de automóviles con tracción total a menudo prefieren este diseño particular. El diferencial Torsen está instalado en el VAZ por su relativa simplicidad y funcionamiento instantáneo.