Принцип действия дифференциала: устройство, виды и принцип работы

Дифференциал в автомобиле

Содержание:

• Что представляет дифференциал
• Эксплуатация дифференциала в зависимости от типа
• Принцип работы
• При прямом движении
• При поворотах
• При буксовании
• Блокировка дифференциала
• Соблюдение безопасности

Не каждый даже опытный водитель знает в полной мере, что такое дифференциал в автомобиле и для чего он необходим. Это механизм, который отвечает за распределение крутящего момента между приводным валом и позволяет колесам вращаться под различными углами. Механизм трансмиссии особенно видит, когда машина начинает поворачивать.

Назначение дифференциала в первую очередь заключается в обеспечении стабильного вождения в условиях сухой погоды на твердом дорожном покрытии. Но важно принять во внимание, если ТС сойдет с устойчивого покрытия на гололед или сельскую дорогу, дифференциал может не давать авто двигаться дальше.

Чтобы понять все особенности данного явления, важно понять, что такое дифференциал в машине.

Что представляет дифференциал

Что такое дифференциал в автомобиле простыми словами – это механизм, который распределяет карданный вал трансмиссии между передней и задней осью колес. В результате происходит движение без буксования. Именно в выполнении данной задачи заключается назначение дифференциала.

Когда движение происходит прямолинейно, оказывается равномерная нагрузка на колеса. При этом угловое вращение происходит с одинаковой скоростью. Механизм выполняет функцию дополнительного звена. В случае, когда условия начинают меняться, нагрузка перестает распределяться равномерным образом. Полуоси вынуждены вращаться с различной скоростью, поэтому появляется новая необходимость распределения крутящего момента в конкретных пропорциях. В таком случае узел начинает выполнять сложную работу, обеспечивая максимально возможную безопасность при исполнении маневров автомобилем.

В зависимости от того, какой привод имеет автомобиль, расположение дифференциала может различаться:

• передний привод;

• задний привод;

• полный привод.

В последнем случае входит комплекс передних и задних мостов, либо раздаточная коробка.

Интересен тот факт, что дифференциал появился в автомобилях по прошествии многих лет. Производители были озадачены решением проблемы с маневренностью. Из-за одинаковой угловой скорости одни колеса начинали буксовать, а другие переставали контактировать должным образом с дорожным покрытием. В тот момент инженеры начали вспоминать, что существует определенный механизм, который поможет им справиться с поставленной задачей и снизить риск потери управления.

Дифференциал стал официальным открытием француза Онесифора Пеккера. В конструкции изобретатель использовал шестеренки и валы. Через них происходила передача крутящегося момента. Но даже при появлении такого важного открытия вопрос с пробуксовкой невозможно было решить в полной мере. В системе начали проявляться некоторые нюансы. Так, например, при тестировании одно из колес начинало терять сцепление с дорожным покрытием. Сложнее всего приходилось с поверхностями, которые были покрыты льдом.

Среди самых негативных последствий стоит выделить большое количество аварийных ситуаций. В результате инженерам приходилось тратить немало времени, чтобы решить возникшую проблему. Пробуксовка становилась одной из основных причин заноса. Решение проблемы предложил Фердинанд Порше, который представил миру кулачковый механизм. Именно с его помощью удалось ограничить проскальзывание колес. Немецкий дифференциал начал активно использоваться в машинах автоконцерна Фольксваген.

Эксплуатация дифференциала в зависимости от типа

Использование устройств происходит для дальнейшей транспортировки крутящего момента колесам и мостам автомобиля.

Грузовые и легковые авто обладают межколесным дифференциалом, который передает вращение для колес. Дифференциал, который возникает между мостами, используется преимущественно в машинах с полным приводом. Можно выделить следующие типы механизмов:

• конический;

• цилиндрический;

• червячный.

Также выделяют симметричные или асимметричные. Так как есть возможность распределения крутящего момента, несимметричный вид используется между мостами с полным приводом. Транспортные средства с передним или задним приводом имеют симметричный дифференциал конической формы.

Самым универсальным и стандартным является червячный тип. Поэтому его можно использовать с любым типом привода.

Принцип работы

Чтобы понять, каким образом происходит работа дифференциала, нужно рассмотреть его функционирование в трех различных состояниях:

• при прямом движении;

• при поворотах;

• при буксовании.

При прямом движении

Характерной особенностью является равномерное распределение нагрузки между колесами автомобиля. При этом угловая скорость будет одинаковой. В корпусе размещаются сателлиты, которые не вращаются около своих осей. Передача осуществляется от шестерни с главной передачей через зацепление зубчатой формы.

При поворотах

При повороте распределение нагрузок осуществляется следующим образом:

• внутреннее колесо обладает наименьшим радиусом и испытывает наибольшее сопротивление в сравнении с наружным. В результате сниженной нагрузки скорость вращения значительно снижается;

• наружное колесо перемещается по большому радиусу, поэтому увеличивает угловую скорость для плавного входа в поворот, не вызывая пробуксовки. Когда ход начинает замедляться, сателлита начинает приходить в действие.

Как следствие можно сделать вывод, что колеса должны иметь различные угловые скорости. Крутящий момент, который исходит от главной передачи, остается на неизменном уровне.

При буксовании

Автомобильные колеса, которые движутся прямо по скользкому дорожному покрытию или в отсутствии нормальной трассы, способны испытывать нагрузку различной величины: какие-то начинают буксовать и постепенно теряют сцепление с дорожным покрытием. Другое колесо напротив, начинает замедлять хода из-за большой нагрузки. Схема поворота также повторяется. Но в данном случае приносит только негатив: колесо получает 100%-принятый дифференциал с крутящим моментом, а с большой нагрузкой может вовсе перестать вращаться.

Чтобы решить подобные проблемы, можно использовать блокировку в ручном или автоматическом режиме, либо внедрить систему с курсовой устойчивостью.

Блокировка дифференциала

Чтобы добиться одинакового по величине крутящего момента, потребуется сделать блокировку сателлитов либо передать его на нагруженную ось. Такое решение пользуется популярностью в ситуации, если встречается повышенная проходимость с приводом 4х4. Это объясняется не только тем, что используется для тяжелых дорожных условий. Если машина потеряет сцепление хотя бы в одной из существующих 4-х точек, величина крутящего момента будет стремиться к нулю. Как следствие машина дальше не поедет.

Во избежание подобных неприятностей может помочь блокировка. Она встречается полной или частичной. Зависит от того, в какой степени произошло перераспределение усилий между осями и какой тип блокировки используется: вручную или автомат.

На рынке пользуются высокой популярностью дифференциалы, которые самостоятельно блокируются, а также распределяют крутящийся момент с учетом существующей разницы в полуоси.

Самым сложным, но проверенным методом устранения недостатков узла, принято считать блокировку в электронном формате. Датчики самостоятельно контролируют существующие показатели в процессе движения. На основании показателей можно правильно скорректировать полученные данные.

Соблюдение безопасности

Основным предназначением дифференциала является обеспечение безопасных условий для совершения маневров на автотрассах. Вышеперечисленные нюансы, в первую очередь, затрагивают езду в экстремальных условиях или на пересеченной местности.

Если на ТС присутствует привод с ручной блокировкой, то его можно использовать только в соответствии с дорожными условиями. А шоссейные автомобили, которые не могут ехать медленнее 100 км/час, водить без дифференциала довольно опасно.

Выбрать инструктора:

• Автоинструктор Дмитрий
• Автоинструктор Лариса
• Автоинструктор Дмитрий
• Автоинструктор Михаил
• Автоинструктор Алексей
• Автоинструктор Оксана
• Автоинструктор Юлия
• Автоинструктор Яков
• Автоинструктор Игорь
• Автоинструктор Светлана

Отзывы:

Все отзывы

Дифференциал (механика) | это.

.. Что такое Дифференциал (механика)?

У этого термина существуют и другие значения, см. Дифференциал (значения).

Устройство дифференциала (центральная часть)

Дифференциа́л

— это механическое устройство, которое делит момент входного вала между выходными валами, которые называются полуосями. Наиболее широко применяется в конструкции привода автомобилей, где момент от выходного вала коробки передач (или карданного вала) поровну делится между полуосями правого и левого колеса. В полноприводных автомобилях также может применяться для деления момента в заданном соотношении между ведущими осями, хотя здесь достаточно распространены конструкции и без дифференциала (например, с вискомуфтой).

Содержание 1 Назначение 2 Расположение 3 Устройство 4 Проблема буксующего колеса 5 Способы решения проблемы буксующего колеса 5.1 Ручная блокировка дифференциала 5. 2 Электронное управление дифференциалом 5.3 Фрикционный самоблокирующийся дифференциал 5.4 Вязкостная муфта (Вискомуфта, Viskodrive) 5.5 Кулачковый/зубчатый самоблокирующийся дифференциал 5.6 Гидророторный самоблокирующийся дифференциал 5.7 DPS 5.8 Шестеренчатые самоблокирующиеся дифференциалы 6 См. также 7 Ссылки

Назначение

Необходимость применения дифференциала в конструкции привода автомобилей обусловлена тем, что внешнее колесо при повороте проходит более длинную дугу, чем внутреннее. То есть при вращении ведущих колёс с одинаковой скоростью поворот возможен только с пробуксовкой, а это негативно сказывается на управляемости и сильно повышает износ шин.

Назначение дифференциала в автомобилях:

• позволяет ведущим колёсам вращаться с разными угловыми скоростями;
• неразрывно передаёт крутящий момент от двигателя на ведущие колёса;
• в сочетании с главной передачей служит дополнительной понижающей передачей.

В случае единственного приводного колеса или отдельного двигателя для каждого из ведущих колёс дифференциал не требуется. В конструкции раллийных автомобилей иногда дифференциал намертво блокируют (заваривают), жёстко связывая колёса ведущей оси – это допустимо, так как на гравии или снегу в ралли повороты проходятся только с заносом. Также дифференциал отсутствует в конструкции картов, при этом гибкость их рам обычно позволяют вывешивать ведущее заднее колесо с внутренней стороны поворота без отрыва передних колёс от трассы. В веломобилях с ведущей осью вместо дифференциала часто применяются более простые и доступные трещотки (обгонные муфты) в колёсах – такой привод допускает вращение колёс на ведущей оси с разной скоростью, но при этом весь момент передаётся только на то колесо, которое медленнее вращается.

Расположение

На автомобилях с одной ведущей осью дифференциал располагается на ведущей оси.

На автомобилях со сдвоенной ведущей осью два дифференциала, по одному на каждой оси.

На автомобилях с подключаемым полным приводом по одному дифференциалу на каждой оси. На таких машинах не рекомендуется ездить по дорогам с включенным полным приводом.

На автомобилях с постоянным полным приводом есть три дифференциала: по одному на каждой оси (межколёсный), плюс один распределяет крутящий момент между осями (межосевой).

При трёх или четырёх ведущих мостах (колёсная формула 6×6 или 8×8) добавляется ещё межтележечный дифференциал.

Устройство

Дифференциал автомобиля Porsche Cayenne в разрезе

Классические автомобильные дифференциалы основаны на планетарной передаче. Карданный вал 1 через коническую зубчатую передачу передает вращение на корпус дифференциала 2. Корпус дифференциала через независимые друг от друга шестерни (сателлиты) 3 вращает полуоси 4. Такое зацепление имеет не одну, а две степени свободы, и каждая из полуосей вращается с такой скоростью, с какой может. Постоянна лишь суммарная скорость вращения полуосей.

Проблема буксующего колеса

Обычный («свободный») дифференциал отлично работает, пока ведущие колёса неразрывно связаны с дорогой. Но, когда одно из колёс оказывается в воздухе или на льду, то крутится именно это колесо, в то время как другое, стоящее на твёрдой земле, теряет всякую силу. Может показаться, что обычный дифференциал – это бессмысленный механизм, который направляет крутящий момент двигателя именно на то колесо, которое легче прокручивается. Конечно, целесообразнее было бы передавать больше крутящего момента на колесо с лучшим сцеплением, но этого не происходит в силу устройства дифференциала.

Дело в том, что создаваемый двигателем момент зависит от силы реакции на каждом из ведущих колёс автомобиля. В случае потери сцепления одним из колёс, его сопротивление падает, а раскрутка происходит без существенного увеличения момента сопротивления (трение скольжения в пятне контакта меньше трения покоя и несущестенно зависит от скорости пробуксовки). В момент когда колесо начинает проскальзывать, моменты на колесах тоже равны друг другу, но при этом они равны наименьшей силе реакции точки опоры в системе (т. е. у проскальзывающего колеса), а весь лишний момент (который превышает момент точки опоры) уходит в раскрутку буксующего колеса.

Данную ситуацию можно выразить следующим выражением: момент не буксующего колеса равен моменту буксующего колеса плюс момент на раскрутку буксующего колеса.

Способы решения проблемы буксующего колеса

Ручная блокировка дифференциала

По команде из кабины шестерни дифференциала блокируются, и колёса вращаются синхронно. Таким образом, дифференциал стоит блокировать перед преодолением сложных участков пути (вязкий грунт, препятствия), и затем отключать блокировку после выезда на обычную дорогу. Применяется в вездеходах и внедорожниках.

При езде на таких автомобилях чаще всего не рекомендуется включать блокировку, когда автомобиль движется. Также нужно знать, что крутящий момент, создаваемый мотором, настолько велик, что может сломать механизм блокировки или полуось. Обычно производители автомобиля отдельно указывают рекомендованную максимальную скорость движения при заблокированном дифференциале, в случае ее превышения возможны поломки трансмиссии. Включенная блокировка, особенно в переднем мосту, отрицательно влияет на управляемость.

Электронное управление дифференциалом

На внедорожниках, снабжённых антипробуксовочной системой (TRC и другие), если одно из колёс буксует, оно подтормаживается рабочим тормозом.

Похожее решение было применено в «Формуле-1» в 1998 г. в команде «Макларен»: в повороте внутреннее колесо подтормаживалось рабочим тормозом. Эту систему быстро запретили, однако в Формуле-1 прижилась конструкция фрикционного дифференциала, в котором фрикцион дополнительно управляется компьютером. В 2002 году технический регламент был ужесточён; с того же (2002) года и по сей день в Формуле-1 разрешены только дифференциалы простейшего типа.

Преимущество электронного управления в том, что повышается тяга в повороте, и степень блокировки можно настроить в зависимости от предпочтений гонщика. На прямой совсем не теряется мощность двигателя. Недостаток в том, что датчики и исполнительные механизмы обладают некоторой инерцией, и такой дифференциал нечувствителен к быстро меняющимся дорожным условиям.

Фрикционный самоблокирующийся дифференциал

Этот тип дифференциала (как, впрочем, и вязкостная муфта) основан на том, что на прямой полуоси вращаются синхронно с корпусом дифференциала, но в повороте появляется разница в угловых скоростях.

Между корпусом дифференциала 2 и полуосевой шестерней 4 установлен фрикцион (в зависимости от конструкции, фрикцион может быть установлен с одной стороны или с двух; на ходовые качества это не влияет). Когда автомобиль движется по прямой, корпус и шестерня вращаются с одной и той же скоростью, и потерь нет. При появлении разницы в скоростях вращения корпуса и шестерни на отстающую шестерню подается дополнительный крутящий момент из-за наличия трения между шестерней и корпусом дифференциала.

Этот вид дифференциала требует периодического обслуживания (так как трущиеся части фрикциона изнашиваются, снижается сила трения и эффективность блокировки) и поэтому редко устанавливается на серийные машины (в основном на спортивные и тюнингованные)

Вязкостная муфта (Вискомуфта, Viskodrive)

Упрощённый вариант фрикционного дифференциала. На одной из полуосей имеется резервуар, заполненный вязкой дилатантной жидкостью. В эту жидкость погружены два пакета дисков; один соединён с ротором, второй с полуосью. Чем больше разница в скоростях колёс, тем больше разница в скоростях вращения дисков и тем больше вязкое сопротивление.

Достоинство такой конструкции в простоте и дешевизне. Недостаток в том, что вязкостная муфта довольно инерционна и отказывается работать на полном бездорожье. Хороших ходовых качеств вязкостная муфта не обеспечивает и применяется только в «паркетниках» (вседорожниках, которые жертвуют проходимостью ради комфорта) между осями. Для установки в качестве осевого дифференциала такая конструкция слишком громоздка.

Иногда вместо дифференциала ставят коническую зубчатую передачу с вязкостной муфтой на одной из полуосей.

Кулачковый/зубчатый самоблокирующийся дифференциал

Принцип действия аналогичен, но полуоси соединяются зубчатой или кулачковой парой. Таким образом, при пробуксовке одного из колёс дифференциал резко блокируется. Поэтому такая система применяется только в военной и специальной технике (например, в бронетранспортёрах), где нужно большое тяговое усилие и долговечность в ущерб управляемости.

Гидророторный самоблокирующийся дифференциал

Попытка повысить эффективность и долговечность фрикционного дифференциала. При возникновении разницы в угловых скоростях насос закачивает жидкость в цилиндр, и поршень сжимает фрикционный пакет, блокируя дифференциал.

DPS

Основная статья: DPS

Dual Pump System — система с двумя насосами, автоматически подключающая вторую ось, когда не хватает одной. Применяется в системах полного привода Honda. Достоинства: работает автоматически, на хорошей дороге экономит бензин. Недостатки: ограниченная проходимость, сложность, ограничения на буксировку.

Шестеренчатые самоблокирующиеся дифференциалы

Существует три типа таких дифференциалов — планетарные, типа Quaife и типа Torsen. Все они основаны на свойстве косозубой или червячной передачи «заклинивать» при определённом соотношении крутящих моментов. Такие дифференциалы передают бо́льшую часть крутящего момента (до 80 %) небуксующему колесу.

Применяются во внедорожниках и гоночных автомобилях. Недостатки: сложность; бо́льшая потеря мощности, чем у обычного дифференциала.

Дифференциал типа Torsen изобретён в 1958 г. американцем Верноном Глизманом. Имеет достоинства вязкостной муфты и не имеет её недостатков. Принцип работы основан на свойстве червячной передачи «расклиниваться». Название Torsen произошло от англ. Torque sensitive («чувствительный к крутящему моменту»). Torsen — товарный знак JTEKT Torsen North America Inc.

Разновидностей конструкций не так уж и много — можно выделить три основных:

Первый тип(T-1) Червячными парами являются шестерни ведущих полуосей и сателлиты. При этом каждая полуось имеет собственные сателлиты, которые парно связанны с сателлитами противоположной полуоси обычным прямозубым зацеплением. Следует отметить, что ось сателлита перпендикулярна полуоси. При нормальном движении и равенстве передаваемых на полуоси моментов, червячные пары «сателлит / ведущая шестерня» либо остановлены, либо проворачиваются, обеспечивая разницу угловых скоростей полуосей в повороте. Как только дифференциал пытается отдать момент на одну из полуосей, то червячную пару этой полуоси начинает расклинивать и блокировать с чашкой дифференциала, что приводит к частичной блокировке дифференциала. Данная конструкция работает в самом большом диапазоне отношений крутящего момента — от 2.5/1 до 5.0/1, то есть является самой мощной в серии. Диапазон срабатывания регулируется углом наклона зубцов червяка.

Второй тип(T-2) В данном случае, оси сателлитов параллельны полуосям. Сателлиты расположены в своеобразных карманах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют косозубое зацепление, которое расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки. Подобное устройство имеет и дифференциал TrueTrac компании EATON. Даже у нас в России появилось производство аналогичных дифференциалов под отечественные автомобили УАЗ и. т.д.

Третий тип(Т-3) Планетарная структура конструкции позволяет сместить номинальное распределение момента в пользу одной из осей. Срабатывание частичной блокировки происходит при 20-30 % разнице в передаваемых на оси моментах. Подобная структура дифференциала делает его компактным, что в свою очередь, упрощает конструкцию и улучшает компоновку раздаточной коробки.

В отличие от других конструкций, датчики вращающего момента работают практически в любых условиях. Даже если колеса вращаются с различными скоростями (поворот, прохождение через ухабы), они тем не менее всегда получают вращающий момент основанный на сцеплении.

Данные дифференциалы не требуют применения специальных присадок к маслу (в отличие от фрикционных дифференциалов), однако лучше использовать качественное масло для нагруженных гипоидных передач.

См. также

• Трансмиссия
• Дифференциальное вращение
• Дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением

Ссылки

• Типы дифференциалов и механизмы их блокировки
• Работа дифференциала в динамике
• Принцип действия дифференциала на HowStuffWorks (англ.
  )
• Видео выпуска американской научно-популярной передачи 30ых годов, наглядно и популярно разъясняющей принципы работы дифференциала (англ.)
• Полный привод (в том числе типы дифференциалов) на 4×4.aaa13.ru
• Типы дифференциалов на 4runner.sovintel.ru
• Самоблокирующийся дифференциал на moskvich-club.na.by
• Статья «Дифференциальное исчисление для внедорожника»
•  Наглядное объяснение работы дифференциала  (англ.)

ДИФФЕРЕНЦИАЛ: ФУНКЦИИ — ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Дифференциал является очень важной частью автомобиля, так как в качестве компонента передачи мощность двигателя передается на колеса.

Мощность двигателя передается задним карданным валом на колесо, сначала изменяющее направление за счет дифференциального вращения, затем передается на задние полуоси, после этого на задние колеса.

Дифференциальные функции для уменьшения скорости, получаемой карданным валом, для создания большого момента и для изменения направления вращения карданного вала 900 передается на колесо следующего витка через заднюю полуось отдельно.

Однако, если дифференциал не работает, это приведет к невозможности движения автомобиля A.

Во время движения по прямой дороге.

При прямолинейном движении колеса заднего моста будут экранироваться ведущей шестерней через корпус венца дифференциала, вал шестерни колесного дифференциала, зубчатые колеса колесного дифференциала, зубья боковых шестерен не проворачиваются, остаются быть втянутым во вращение зубчатого венца.

Таким образом, колесо вращается одинаково влево и вправо.

Во время поворота.

В момент поворота автомобиля налево левое колесо заключенного больше правого.

Если корпус дифференциала с зубчатым венцом вращается, шестерня будет вращаться вокруг своей оси, а также движение вокруг левой боковой шестерни, поэтому вокруг правой боковой шестерни увеличивается сторона, где число оборотов шестерни равно 2 раз вокруг зубчатого венца.

Можно сказать, что средняя шестерня второго витка сравнима с зубчатым венцом.

как это должно.

Основной принцип работы дифференциального редуктора можно понять, используя оборудование, состоящее из двух шестерен и зубчатой ​​рейки.

Обе стойки можно перемещать в вертикальном направлении до тех пор, пока весовая стойка и сопротивление скольжению не будут подняты одновременно.

Устанавливается между зубчатой ​​рейкой и шестерней, соединенной с раскосами, и может перемещаться этими раскосами.

Когда одинаковая нагрузка «W» помещается на каждую рейку, то скобы (скоба) подтягиваются, вторая рейка поднимается на такое же расстояние, это предотвратит вращение ведущей шестерни.

Но если большая нагрузка ложится на левую рейку и буфер шестерни затем вытягивается вверх по вращению зубчатой ​​рейки, нагрузка становится тяжелее, что связано с различиями заключенных, которым дана шестерня, поэтому чем меньше бремя будет снято.

Расстояние между поднятыми рейками пропорционально числу витков шестерни.

Другими словами, эта стойка становится еще больше, а заключенные, получившие меньшую нагрузку, будут двигаться. Этот принцип используется при проектировании дифференциальных передач.

1. Еще больше уменьшает количество оборотов, исходящих от коробки передач, прежде чем они передаются на задние оси.
2. Изменяет направление оси вращения силового агрегата на 90°, т.е. с продольного на поперечное направление.
3. Для равномерного распределения мощности на обе задние ведущие оси при прямолинейном движении трактора.
4. Для распределения мощности по требованию на ведущие оси при повороте, т.е. внешнему колесу требуется больше оборотов, чем внутреннему колесу – при повороте.

1. Входная шестерня
2. Коронная шестерня
3. Клетка дифференциала
4. Звездочка дифференциала
5. Дифференциал моста (солнечная) шестерня

1. Открытый дифференциал
2. Заблокированный дифференциал
3. Вискомуфта дифференциала повышенного трения
4. LSD с механическим сцеплением (включая eLSD)
5. Торсен и винтовой дифференциал
6. Дифференциал векторизации крутящего момента

Открытые дифференциалы являются самой простой формой дифференциалов. Цель состоит в том, чтобы обеспечить разные скорости между двумя колесами, в то время как распределение крутящего момента остается постоянным на уровне 50/50.

Распространенное заблуждение относительно открытых дифференциалов состоит в том, что когда одно колесо поднимается, на него передается 100 % крутящего момента.

Это неверно, однако количество крутящего момента, передаваемого на колесо с тягой, очень мало, потому что количество крутящего момента, необходимого для вращения колеса, также невелико.

Помните, что оба колеса всегда получают одинаковый крутящий момент, но если одно из них не имеет сопротивления (например, если оно находится в воздухе), количество крутящего момента, передаваемого на ведущую ось, в результате очень мало.

• Разделяет крутящий момент двигателя на два выхода
• Позволяет колесам вращаться с разной скоростью
• Когда одна шина теряет сцепление с дорогой, противоположная шина также теряет мощность
• Используется в семейных седанах и автомобилях эконом-класса

Преимущества:

• Позволяет использовать абсолютно разные скорости вращения колес на одной оси, что означает отсутствие проскальзывания колес при повороте, так как внешнее колесо будет перемещаться дальше.
• С точки зрения эффективности меньше энергии будет потеряно при использовании дифференциального варианта по сравнению с альтернативными вариантами.
• Стоимость.

Недостатки:

• Когда одно колесо имеет плохое сцепление с дорогой, это резко ограничивает мощность, которую может подавить транспортное средство.

Поскольку распределение крутящего момента всегда 50/50, если одно колесо не может передать большую мощность, другое получит такой же низкий крутящий момент.

Заблокированные дифференциалы находятся на противоположной стороне спектра по сравнению с открытыми дифференциалами.

Цель состоит в том, чтобы скорость вращения колес между двумя колесами оставалась постоянной, и основное преимущество здесь заключается в том, что крутящий момент передается на колесо с тягой, до 100 процентов на одно колесо.

При использовании на бездорожье дифференциал обычно имеет функцию блокировки, чтобы он открывался при движении по асфальту.

• Подключенные колеса всегда вращаются с одинаковой скоростью
• Поворот автомобиля может быть очень затруднен
• Встречается в Jeep Wrangler и большинстве полноразмерных грузовиков

Преимущества:

• Позволяет передавать крутящий момент на колесо с наибольшим сцеплением. Для всех стилей дифференциала это позволит максимальному крутящему моменту достичь земли на любом состоянии поверхности.
• Для езды по бездорожью, где износ шин не является проблемой, это самое лучшее, что может быть. Надежный, простой и очень эффективный.
• В ситуациях, когда желательно поддерживать постоянную скорость вращения колес на оси (например, при заносе), это простое решение (сварной дифференциал работает так же).

Недостатки:

• Заблокированный дифференциал не будет учитывать разницу в частоте вращения правого и левого колес.

Это означает дополнительный износ шин и, как следствие, заедание в трансмиссии.

VLSD довольно просты в эксплуатации, однако имеют некоторые недостатки по сравнению с другими формами LSD.

• Комбинация открытых и блокируемых дифференциалов
• Обычно действует как открытый дифференциал
• Автоматически блокируется при проскальзывании
• Встречается в спортивных автомобилях, таких как Nissan 370Z и Mazda MX-5 Miata
.

Преимущества:

• Позволяет использовать разные скорости вращения колес на оси, что снижает износ шин по сравнению с заблокированным дифференциалом (то же самое относится ко всем формам LSD, но этот стиль особенно хорош для него).
• Позволяет передавать крутящий момент на колесо с большим сцеплением.
• Очень плавная работа, как правило, не будет неуклюжести на низкой скорости, характерной для других типов LSD, перемещающихся в узком радиусе (например, на парковках).

Недостатки:

• Невозможно полностью заблокировать, для передачи крутящего момента системе требуется разность скоростей между двумя сторонами.
• По мере того, как жидкость внутреннего редуктора нагревается (в случаях, когда она используется слишком часто), действие LSD будет уменьшаться.

LSD со сцеплением выпускаются в широком ассортименте. односторонние, 1,5-полосные, двусторонние и даже электронные.

В принципе, все они работают очень похоже, с пакетом сцепления, который пытается заблокировать дифференциал, позволяя передать крутящий момент на колесо с наибольшим сцеплением.

Преимущества:

• Применяет блокировку при нажатии дроссельной заслонки. В отличие от VSLD, это означает, что разделение крутящего момента может произойти до того, как одно колесо достигнет другой скорости (аналогично заблокированному дифференциалу).
• Для LSD с односторонним движением дифференциал действует как открытый дифференциал, когда газ не нажат, что позволяет легко изменять скорость вращения колес при прохождении поворотов.
• Для LSD с двусторонним движением дифференциал применяет блокирующее усилие при замедлении, что в некоторых случаях может способствовать стабильности торможения.
• Хорошо работает, даже если одно колесо оторвано от земли или имеет ограниченное сцепление с дорогой.
Электронные LSD
• позволяют бортовым компьютерам управлять включением сцепления, оптимизируя блокировку в зависимости от условий движения.

Недостатки:

• Часто требуется регулярная замена масла, а фрикционы могут изнашиваться со временем, требуя замены.
Электронные LSD
• увеличат стоимость и сложность.

Торсен и косозубые дифференциалы работают довольно схожим образом, используя хитроумную передачу, чтобы применить блокирующее усилие для передачи крутящего момента на колесо с большим сцеплением.

Они отлично подходят для использования на улице и даже на легком треке, хотя у них есть недостаток.

Преимущества:

• Эти дифференциалы начинают передавать больший крутящий момент на более медленно вращающееся колесо в тот момент, когда между ними возникает разница скоростей. По сути, он реагирует гораздо быстрее, чем VLSD.
• Это чисто механические системы, не требующие планового технического обслуживания, поскольку действие дифференциала зависит от трения в шестернях.

Недостатки:

• Когда одно колесо находится в воздухе, дифференциал Torsen действует очень похоже на открытый дифференциал, и на ведущую ось передается очень небольшой крутящий момент.

Для уличного использования это вполне приемлемо, но может быть проблемой для более специализированных транспортных средств на трассе.

Без сомнения, самый сложный из дифференциалов, этот вариант предоставляет разработчикам максимальный контроль, что означает уникальное программирование для реагирования на любую ситуацию, а также способность вызывать рыскание.

• Используются дополнительные зубчатые передачи
• Точная настройка крутящего момента, подаваемого на каждое ведущее колесо
• Может замедлить или ускорить поворот автомобиля на повороте
• Тяжелый, сложный и малоэффективный для экономии топлива
• Встречается в BMW X5 M или Lexus RC F
.

Преимущества:

• Позволяет передавать больший крутящий момент на внешнее колесо при прохождении поворотов. Как правило, LSD передают крутящий момент на колесо, которое вращается с меньшей скоростью.
• Это связано с тем, что большая скорость колеса воспринимается как проскальзывание, поэтому LSD блокируется, чтобы передать больший крутящий момент на более медленное колесо и предотвратить проскальзывание колеса.
• При ускорении на выходе из поворота TVD передает больший крутящий момент на внешнее колесо, помогая вызвать рыскание и поворот автомобиля.
• Обеспечивает полный контроль разработчика, система может выбирать, в каких ситуациях автомобиль будет передавать больший крутящий момент на любое колесо, а не реагировать.
• Может передавать до 100 % имеющегося крутящего момента на одно колесо.

Недостатки:

• Стоимость и сложность.

---

Подробнее:

---

Конструкция и работа дифференциала в автомобиле — MechStuff

В моей предыдущей статье мы видели, как поезда поворачивают на кривых путях. Что ж, в автомобилях мы не можем использовать тот же принцип для поворота за угол, поскольку наши автомобили не ездят по гусеницам. Поэтому мы не можем проектировать наши шины как колеса поезда. На заре автомобильной промышленности двигатель приводил в движение только одно заднее колесо. Но если бы двигатель приводил в движение только одно колесо, ему приходилось бы всю работу, а также он не мог бы поддерживать хорошее сцепление с дорогой.

Итак, если мы ведем или подаем мощность на оба колеса, внешнему колесу приходится преодолевать большее расстояние, чем внутреннему, при выполнении поворота. Вот почему нам нужен дифференциал — чтобы оба колеса двигались с разной скоростью!

Конструкция дифференциала:

Стандартный дифференциал в основном состоит из 3 частей –
1. Шестерня
2. Зубчатый венец и
3. Шестерня крестовины

Шестерня передает мощность от двигателя к зубчатый венец. Шестерня крестовины находится на внутреннем краю зубчатого венца. Шестерня крестовины может свободно вращаться по 2 осям —

1. вместе с вращением зубчатого венца &

2. вокруг своей оси(вращения)
Также крестовина соединена еще с двумя боковыми шестернями.

Работа дифференциала: —

Итак, сначала мощность передается от ведущего вала двигателя к ведущей шестерне, так как ведущая шестерня и зубчатый венец находятся в зацеплении, мощность передается на зубчатый венец. зубчатый венец, мощность течет к нему. Наконец, от крестовины мощность передается на обе боковые шестерни.

– Когда транспортное средство движется прямо , крестовина не вращается и заставит ОБЕ боковые шестерни вращаться с одинаковой скоростью.

– Когда транспортное средство движется по кривой дороге , сама крестовина вращается, и одна из боковых шестерен движется медленнее или быстрее, чем другая. Что будет быстрее, а что медленнее, решается поворотом.

Обязательно посмотрите видео. Уверяю вас на 100% гарантию понимания всего этого.
Вот самая простая демонстрация…!
, вы можете перейти к 1:56, если хотите пропустить скучную часть.

[Источник]

Дифференциал повышенного трения —

Дифференциал повышенного трения или LSD — это самые современные и сложные типы дифференциалов, используемых сегодня в автомобилях.

Самым большим недостатком обычного дифференциала является то, что условие проскальзывания возникает только на одном колесе.