Λύσεις — §2.5: Διαφορικό (σελ. 155) – ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ Ι Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — §2.5: Διαφορικό

Λύσεις στις 12 ερωτήσεις της §2.5: σκοπός/μέρη διαφορικού, είδη εμπλοκής πινιόν-κορώνας, λειτουργία σε ευθεία/στροφή, διαφορικό τύπου «μπλοκέ», ρυθμίσεις και συνηθέστερες βλάβες.

Σκοπός και μέρη διαφορικού

Ερώτηση: Σε τι χρησιμεύει το διαφορικό ενός οχήματος και ποια είναι τα κύρια μέρη από τα οποία αποτελείται;

Απάντηση:

• Σε τι χρησιμεύει το διαφορικό ενός οχήματος και ποια είναι τα κύρια μέρη από τα οποία αποτελείται;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το διαφορικό χρησιμεύει στο να κατανέμει τη ροπή στρέψης του κινητήρα στους δύο κινητήριους τροχούς επιτρέποντάς τους να περιστρέφονται ταυτόχρονα με διαφορετικές ταχύτητες (όσες στροφές χάνει ο ένας, τις κερδίζει ο άλλος), στο να μεταδίδει τη ροπή στρέψης στα ημιαξόνια υπό γωνία 90° σε σχέση με τον κεντρικό άξονα μετάδοσης, και στο να δημιουργεί έναν σταθερό υποπολλαπλασιασμό των στροφών των κινητήριων τροχών. Τα κύρια μέρη του είναι: η θήκη (πάνω στην οποία στερεώνεται η στεφάνη/«κορώνα»), οι δορυφόροι (μικροί κωνικοί οδοντωτοί τροχοί στερεωμένοι στη θήκη) και οι πλανήτες (δύο κωνικοί οδοντωτοί τροχοί συνδεδεμένοι με τα ημιαξόνια).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Σκοπός: κατανομή ροπής, διαφορετικές ταχύτητες τροχών, μετάδοση υπό 90°, υποπολλαπλασιασμός στροφών. Μέρη: θήκη, στεφάνη/κορώνα, δορυφόροι, πλανήτες

Κίνηση με ίση ταχύτητα σε ευθύγραμμο δρόμο

Ερώτηση: Να εξηγήσετε με λίγα λόγια, πότε και πώς επιτυγχάνεται κίνηση των τροχών με ίση ταχύτητα μεταξύ τους σε ένα ευθύγραμμο και ομαλό δρόμο.

Απάντηση:

• Να εξηγήσετε με λίγα λόγια, πότε και πώς επιτυγχάνεται κίνηση των τροχών με ίση ταχύτητα μεταξύ τους σε ένα ευθύγραμμο και ομαλό δρόμο.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Αυτό επιτυγχάνεται όταν οι δύο κινητήριοι τροχοί έχουν την ίδια διάμετρο και αντιμετωπίζουν την ίδια αντίσταση (ομοιόμορφο φορτίο, ίδια πίεση ελαστικών, ομαλό οδόστρωμα). Στην περίπτωση αυτή, οι δορυφόροι δεν περιστρέφονται γύρω από τον δικό τους άξονα, αλλά λειτουργούν σαν «σφήνες» ανάμεσα στα δόντια των πλανητών, με αποτέλεσμα ολόκληρο το σύστημα (κορώνα, θήκη, δορυφόροι, πλανήτες, ημιαξόνια) να περιστρέφεται σαν ένα ενιαίο σώμα, με την ίδια ακριβώς ταχύτητα και στους δύο τροχούς.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Όταν οι δύο τροχοί έχουν ίδια αντίσταση/διάμετρο: οι δορυφόροι λειτουργούν σαν «σφήνες» και όλο το σύστημα περιστρέφεται ως ένα σώμα, ίδια ταχύτητα

Διαφορετική αντίσταση τροχών

Ερώτηση: Αν ο ένας τροχός του κινητήριου άξονα παρουσιάζει μεγαλύτερη αντίσταση από τον άλλο, τι μπορεί να συμβεί στο διαφορικό;

Απάντηση:

• Αν ο ένας τροχός του κινητήριου άξονα παρουσιάζει μεγαλύτερη αντίσταση από τον άλλο, τι μπορεί να συμβεί στο διαφορικό;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Λόγω της διαφοράς αντιστάσεων, οι δορυφόροι αποσφηνώνονται από τους πλανήτες και αρχίζουν να περιστρέφονται γύρω από τον δικό τους άξονα, αναγκάζοντας τον πλανήτη του τροχού με τη μικρότερη αντίσταση (που περιστρέφεται πιο εύκολα) να στραφεί σχετικά ταχύτερα, ενώ ο πλανήτης του τροχού με τη μεγαλύτερη αντίσταση περιστρέφεται πιο αργά. Έτσι, τις στροφές που χάνει ο τροχός με τη μεγαλύτερη αντίσταση, τις κερδίζει ο τροχός με τη μικρότερη — ακριβώς η λειτουργία που έδωσε στο μηχανισμό το όνομα «διαφορικό».

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Οι δορυφόροι αποσφηνώνονται και περιστρέφονται γύρω από τον άξονά τους· ο τροχός με τη μικρότερη αντίσταση κερδίζει τις στροφές που χάνει ο άλλος

Αναστολέας διαφορικού / διαφορικό μπλοκέ

Ερώτηση: Τι είναι ο «αναστολέας διαφορικού» ή διαφορικό τύπου «μπλοκέ», και σε τι χρησιμεύει;

Απάντηση:

• Τι είναι ο «αναστολέας διαφορικού» ή διαφορικό τύπου «μπλοκέ», και σε τι χρησιμεύει;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο «αναστολέας διαφορικού» είναι ένα σύστημα (χρησιμοποιεί δίχαλο μετά από χειρισμό του οδηγού, ή δύο συμπλέκτες που μπλοκάρουν τους πλανήτες των ημιαξονίων στα τύπου «μπλοκέ» διαφορικά) που σταθεροποιεί τα δύο ημιαξόνια μεταξύ τους, εμποδίζοντας τη σχετική τους περιστροφή. Χρησιμεύει σε οχήματα κάθε εδάφους: όταν ένας τροχός χάσει την πρόσφυσή του (π.χ. πέσει σε κενό ή σε λασπώδες έδαφος) και δεχθεί υπερβολικές στροφές, χωρίς αναστολέα ο άλλος τροχός θα ακινητοποιούνταν εντελώς και το όχημα δεν θα μπορούσε να κινηθεί· με τον αναστολέα/«μπλοκέ» ενεργοποιημένο, και οι δύο τροχοί αναγκάζονται να περιστρέφονται μαζί, επιτρέποντας στο όχημα να κινηθεί.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Μηχανισμός που σταθεροποιεί τα δύο ημιαξόνια μεταξύ τους — αποτρέπει ακινητοποίηση του οχήματος όταν ένας τροχός χάνει την πρόσφυσή του

Διαφορετική διάμετρος τροχών σε ευθύ δρόμο

Ερώτηση: Αν ο ένας κινητήριος τροχός οχήματος, λόγω κακής κατανομής του φορτίου ή διαφορετικής πίεσης, είναι μικρότερος από τον άλλο και το όχημα κινείται σε ευθύ δρόμο καλής κατάστασης, τι νομίζετε ότι θα συμβεί στο διαφορικό;

Απάντηση:

• Αν ο ένας κινητήριος τροχός οχήματος, λόγω κακής κατανομής του φορτίου ή διαφορετικής πίεσης, είναι μικρότερος από τον άλλο και το όχημα κινείται σε ευθύ δρόμο καλής κατάστασης, τι νομίζετε ότι θα συμβεί στο διαφορικό;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Παρόλο που ο δρόμος είναι ευθύς, το διαφορικό θα λειτουργήσει σαν να βρίσκεται σε στροφή: επειδή ο μικρότερος τροχός χρειάζεται να διανύσει την ίδια απόσταση με λιγότερες στροφές απ' όσες ο μεγαλύτερος, οι δορυφόροι θα αρχίσουν να περιστρέφονται γύρω από τον άξονά τους, επιτρέποντας στον πλανήτη του μεγαλύτερου τροχού να περιστρέφεται ταχύτερα από αυτόν του μικρότερου. Στην πράξη αυτό σημαίνει ότι το διαφορικό δουλεύει συνεχώς, ακόμη και σε ευθεία πορεία, γεγονός που αυξάνει τη φθορά του και μειώνει τη διάρκεια ζωής του.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Το διαφορικό λειτουργεί συνεχώς σαν να βρίσκεται σε στροφή, αφού ο μικρότερος τροχός χρειάζεται λιγότερες στροφές — αυξημένη φθορά

Χρήση διαφορικού ατέρμονα-οδοντωτού τροχού

Ερώτηση: Πότε χρησιμοποιούμε διαφορικό με ατέρμονα κοχλία και οδοντωτό τροχό;

Απάντηση:

• Πότε χρησιμοποιούμε διαφορικό με ατέρμονα κοχλία και οδοντωτό τροχό;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το διαφορικό με ατέρμονα κοχλία και οδοντωτό τροχό χρησιμοποιείται κυρίως στα οχήματα βαρέος τύπου, όπου απαιτείται μεγάλη ελκτική δύναμη (μεγάλη ροπή στρέψης).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Σε οχήματα βαρέος τύπου, όπου απαιτείται μεγάλη ελκτική δύναμη

Ρυθμίσεις διαφορικού

Ερώτηση: Ποιες ρυθμίσεις εκτελούνται σε ένα διαφορικό;

Απάντηση:

• Ποιες ρυθμίσεις εκτελούνται σε ένα διαφορικό;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Εκτελούνται οι εξής ρυθμίσεις: (α) ρύθμιση και έλεγχος της ανοχής μεταξύ του πινιόν και της κορώνας (με τοποθέτηση κατάλληλων ροδελών αποστάσεως), (β) έλεγχος της εφαρμογής («πατήματος») των δοντιών του πινιόν και της κορώνας, (γ) ρύθμιση του συγκρατητικού κοχλία της οπίσθιας πλευράς της κορώνας (σε όσους τύπους διαφορικών υπάρχει), και (δ) έλεγχος για τυχόν στρεβλωμένη κορώνα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ανοχή πινιόν-κορώνας, εφαρμογή («πάτημα») δοντιών, συγκρατητικός κοχλίας κορώνας, έλεγχος στρέβλωσης κορώνας

Συνηθέστερες βλάβες διαφορικού

Ερώτηση: Ποιες είναι οι συνηθέστερες βλάβες ενός διαφορικού;

Απάντηση:

• Ποιες είναι οι συνηθέστερες βλάβες ενός διαφορικού;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι συνηθέστερες βλάβες είναι: το σπάσιμο των δοντιών της κορώνας, του πινιόν, των δορυφόρων και των πλανητών, το σπάσιμο του ημιαξονίου, η καταστροφή των τριβέων (ρουλεμάν), η στρέβλωση της κορώνας, η θορυβώδης λειτουργία (λόγω έλλειψης ή ακατάλληλου λιπαντικού, φθαρμένων τριβέων, σπασμένων δοντιών ή λανθασμένης ρύθμισης κορώνας-πινιόν) και η διαρροή λιπαντικού (αποσυναρμολογημένα περικόχλια, κομμένα παρεμβάσματα, φθαρμένες τσιμούχες ή υπερπλήρωση με λάδι).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Σπάσιμο δοντιών (κορώνα/πινιόν/δορυφόροι/πλανήτες), σπάσιμο ημιαξονίου, καταστροφή τριβέων, στρέβλωση κορώνας, θορυβώδης λειτουργία, διαρροή λαδιού

Σειρά μερών μετάδοσης ισχύος

Ερώτηση: Ονομάστε τη σειρά των μερών του διαφορικού, δια μέσου των οποίων η ισχύς μεταφέρεται από το «πινιόν» στα ημιαξόνια των κινητήριων τροχών.

Απάντηση:

• Ονομάστε τη σειρά των μερών του διαφορικού, δια μέσου των οποίων η ισχύς μεταφέρεται από το «πινιόν» στα ημιαξόνια των κινητήριων τροχών.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η ισχύς μεταφέρεται με την εξής σειρά: πινιόν → στεφάνη («κορώνα», στερεωμένη στη θήκη) → θήκη του διαφορικού → δορυφόροι (στερεωμένοι εσωτερικά της θήκης) → πλανήτες (σε εμπλοκή με τους δορυφόρους) → ημιαξόνια (συνδεδεμένα με τους πλανήτες μέσω πολύσφηνων) → πλήμνες («μουαγιέ») των κινητήριων τροχών.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Πινιόν → κορώνα → θήκη → δορυφόροι → πλανήτες → ημιαξόνια → πλήμνες τροχών

Περιστροφή δορυφόρων σε ευθύ δρόμο

Ερώτηση: Όταν ένα όχημα κινείται σε ευθύ δρόμο, οι δορυφόροι του διαφορικού περιστρέφονται γύρω από τον άξονά τους;

Απάντηση:

• Όταν ένα όχημα κινείται σε ευθύ δρόμο, οι δορυφόροι του διαφορικού περιστρέφονται γύρω από τον άξονά τους;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Όχι, όταν το όχημα κινείται σε ευθύ και ομαλό δρόμο, με ίδια αντίσταση και στους δύο κινητήριους τροχούς (ομοιόμορφο φορτίο, ίδια πίεση ελαστικών, ίδια διάμετρος τροχών), οι δορυφόροι ΔΕΝ περιστρέφονται γύρω από τον δικό τους άξονα· λειτουργούν απλώς σαν «σφήνες» στα δόντια των πλανητών, και όλο το σύστημα (κορώνα, θήκη, δορυφόροι, πλανήτες, ημιαξόνια) περιστρέφεται μαζί σαν ένα ενιαίο σώμα, με την ίδια ταχύτητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Όχι — σε ευθύ δρόμο με ίδιες αντιστάσεις οι δορυφόροι δεν περιστρέφονται γύρω από τον άξονά τους, λειτουργούν σαν «σφήνες»

Αιτίες θορυβώδους λειτουργίας διαφορικού

Ερώτηση: Σε ποια αίτια μπορεί να οφείλεται η θορυβώδης λειτουργία ενός διαφορικού;

Απάντηση:

• Σε ποια αίτια μπορεί να οφείλεται η θορυβώδης λειτουργία ενός διαφορικού;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η θορυβώδης λειτουργία μπορεί να οφείλεται σε: έλλειψη λιπαντικού, χρήση ακατάλληλου τύπου λιπαντικού, φθαρμένους τριβείς, σπασμένα δόντια κορώνας-πινιόν, ή λανθασμένη ρύθμιση κορώνας-πινιόν. Συγκεκριμένα, όταν υπάρχει μεγάλη ανοχή μεταξύ κορώνας και πινιόν, εμφανίζεται θόρυβος σε κατωφέρεια που εξαφανίζεται στην έλξη ή σε ανωφέρεια· όταν η ανοχή είναι μικρή, το διαφορικό «μουγκρίζει» σε όλες τις ταχύτητες. Θόρυβος ιδιαίτερα στη στροφή του οχήματος μπορεί επίσης να προέρχεται από κακή κατάσταση των δορυφόρων ή από φθαρμένο άξονα/παράκυκλους των αξόνων των δορυφόρων.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Έλλειψη/ακατάλληλο λιπαντικό, φθαρμένοι τριβείς, σπασμένα δόντια, λανθασμένη ρύθμιση κορώνας-πινιόν (μεγάλη ή μικρή ανοχή)

Συντήρηση διαφορικού τύπου μπλοκέ

Ερώτηση: Τι πρέπει να προσέχουμε κατά τη συντήρηση ενός διαφορικού, τύπου «μπλοκέ»;

Απάντηση:

• Τι πρέπει να προσέχουμε κατά τη συντήρηση ενός διαφορικού, τύπου «μπλοκέ»;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Πρέπει να προσέχουμε δύο πράγματα: πρώτον, να γεμίζουμε το διαφορικό «μπλοκέ» με λιπαντικό ειδικού τύπου, γιατί αν χρησιμοποιήσουμε λιπαντικό διαφορετικού τύπου, οι δίσκοι των συμπλεκτών του θα «αρπάξουν» (κολλήσουν), προκαλώντας θορυβώδη λειτουργία κατά τις στροφές του οχήματος. Δεύτερον, να χρησιμοποιούμε τους ίδιους τύπους ελαστικών και στους δύο κινητήριους τροχούς, με τον ίδιο τύπο πέλματος, την ίδια πίεση αέρα και την ίδια φθορά — γιατί αν ο ένας τροχός είναι «μεγαλύτερος» από τον άλλο, οι συμπλέκτες του διαφορικού θα εργάζονται συνεχώς, μειώνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής του.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ειδικό λιπαντικό (αλλιώς κολλούν οι δίσκοι συμπλεκτών) και ίδιου τύπου/πίεσης/φθοράς ελαστικά και στους δύο τροχούς