Принцип работы межосевого дифференциала: Принцип работы межосевого дифференциала | I4CAR

Содержание

Устройство и работа межосевого дифференциала автомобиля КамАЗ-5320

Строительные машины и оборудование, справочник

Устройство и работа межосевого дифференциала автомобиля КамАЗ-5320

Межосевой дифференциал смонтирован в картере, который крепится к картеру главной передачи среднего моста. Он состоит из собственно конического дифференциала, механизма блокировки и привода управления блокировкой.

Корпус 5 дифференциала состоит из двух половин (чашек), соединяемых болтами. Передняя чашка имеет хвостовик, который опирается на шариковый подшипник. На шлицованной части хвостовика установлен фланец, связывающий корпус дифференциала карданной передачи с коробкой передач. Между половинами корпуса зажата крестовина, на шипах которой установлены четыре сателлита с опорными шайбами. Сателлиты находятся в зацеплении с шестернями привода среднего и заднего мостов. Поскольку сателлиты действуют на зубья этих шестерен с равными усилиями и размеры их одинаковы, крутящие моменты на шестернях привода заднего и среднего мостов тоже одинаковы, т. е. дифференциал является симметричным.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Рис. 4.24. Межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ-5320:
1 —фланец кардана; 2 — крышка подшипника; — картер межосевого дифференциала; 4 — распорное кольцо; 5 — корпус дифференциала; 6 — сателлит; 7 — опорная шайба сателлита; 8 — включатель; 9 — винт крепления вилки; 10 — пробка заливного отверстия; 11 — ползун; 12 — возвратная пружина; 13 – нажимная пружина; 14 — стакан ползуна; 16 — диафрагма; 16 — шланг; 17 — крышка стакана; 18 — крышка корпуса; 19 — корпус механизма блокировки; 20 — вилка; 21 — зубчатая муфта шестерни привода среднего моста; 22 — муфта блокировки межосевого дифференциала; 23 — подпорка сливного отгерстня; 24 — шестерня привода среднего моста; 25, 28 — опорные шайбы; 26 — крестоЕина; 27 — шестерня привода заднего моста; 29 — шариковый подшипник

Шестерня привода заднего моста установлена в расточке корпуса дифференциала, под ее торец поставлена опорная шайба, в корпусе имеется сверление для подвода масла к опорной шайбе и ступице шестерни.

Шлицами, выполненными по внутренней поверхности ступицы, шестерня соединяется со шлицованным концом проходного вала привода заднего моста. Шестерня привода среднего моста при помощи шлицев, выполненных на внутренней поверхности ступицы, соединяется с удлиненной ступицей ведущей конической шестерни главной передачи среднего моста. На конце ступицы шестерни на шлицах установлена зубчатая муфта, по наружной части которой может перемещаться муфта блокировки межосевого дифференциала. Эта муфта вилкой соединяется с ползуном, связанным с диафрагменным механизмом управления блокировкой. Корпус механизма блокировки укреплен на картере межосевого дифференциала. Между корпусом и крышкой зажата резиновая диафрагма. Полость за диафрагмой (со стороны крышки) связана шлангом с краном включения блокировки дифференциала; В полости под диафрагмой размещается ползун, соединенный со стаканом, внутри которого установлена нажимная пружина, а снаружи — возвратная пружина.

Рычаг крана переключения блокировки межосевого дифференциала размещен на щитке приборов в кабине автомобиля. На щитке приборов имеется также контрольная лампа блокировки межосевого дифференциала.

В положении, показанном на рис. 4.24, межосевой дифференциал разблокирован. Для блокировки дифференциала рычаг крапа включения, расположенный на щитке приборов, водитель перевод:;т в правое положение. При этом сжатый воздух от крана управления по системе трубопроводов и шлангу поступает в полость между крышкой корпуса и диафрагмой, которая прогибается, перемещает стакан и ползун вперед, преодолевая сопротивление возвратной пружины. С началом движения ползуна замыкаются контакты включателя и на щитке приборов загорается контрольная лампа. Вместе с ползуном перемещается и укрепленная на нем вилка, которая вводит муфту в зацепление с зубчатым венцом на корпусе дифференциала. При крайнем левом положении муфты шестерня привода среднего моста и корпус дифференциала оказываются жестко соединенными, т. е. дифференциал становится заблокированным и шестерни привода мостов принудительно вращаются с одинаковой частотой.

Для разблокировки межосевого дифференциала рычаг крана управления на щитке приборов надо перевести в левое положение. При этом полость за диафрагмой механизма блокировки дифференциала через кран управления и трубопроводы будет связана с атмосферой. Под действием возвратной пружины диафрагма и ползун с вилкой перемещаются вправо (назад), смещая одновременно муфту блокировки так, что она разъединяется с зубчатым венцом корпуса дифференциала.

Рекламные предложения:

Читать далее: Устройство и работа главных передач и межколесных дифференциалов ведущих мостов автомобиля КамАЗ-4310

Категория: — Автомобили Камаз Урал

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Что такое блокировка межосевого дифференциала? Зачем и для чего она нужна?

Дифференциал – это устройство, которое управляет распределением вращательного момента от входного вала к выходным, при этом скорость каждого отдельного элемента может отличаться. Механизм широко применяется в автомобильной индустрии.

Дифференциалы различаются согласно месту установки, предназначению и особенностям конструкции:

  1. В автомобилях с приводом на одну ось используется лишь один дифференциал, называемый межколесным. Его необходимость вызвана тем, что внешние и внутренние колеса проходят разное расстояние при повороте транспорта.
  2. Автомобили с приводами 6×6 или 8×8 содержат в конструкции дополнительный межтележечный дифференциал.
  3. В полноприводных же моделях устанавливается целых три дифференциала: два межколесных и один межосевой.

О том, как работает межосевой дифференциал, и какие межосевые дифференциалы вообще могут быть мы поговорим более подробно далее.

Назначение механизма

Чтобы понять роль дифференциала, применяющегося в транспортных средствах всех типов, нужно рассмотреть конструкцию обычного планетарного редуктора, передающего усилие от карданного вала двум полуосям. Алгоритм работы агрегата прост:

  1. Кардан вращает хвостовик с косозубой шестеренкой на конце.
  2. От хвостовика крутится большая планетарная шестерня, соединенная с двумя полуосями.
  3. Крутящий момент передается от планетарной шестерни полуосям и закрепленным на концах колесам.

Без дифференциала редуктор поровну распределяет крутящий момент на 2 оси, в результате колеса вертятся с одинаковой скоростью. Такое разделение вполне годится для прямолинейного движения, которое в реальности встречается довольно редко – даже при езде по ровным участкам трассы автомобиль отклоняется от прямой линии.

Чтобы машина идеально прошла поворот, колеса одного моста должны вращаться с разными скоростями, поскольку внешнее катится по более широкой дуге. Простой редуктор, обеспечивающий одинаковое вращение обеих полуосей, на повороте заставит одну шину скользить, вторую – буксовать, что заметно ухудшает маневренность авто.

Справка. Проблема весьма актуальна для внедорожников с постоянным полным приводом. В данном случае крутящий момент делится не только между колесами, но и между осями, вращающими редукторы переднего и заднего моста.

Совмещенный с планетарным редуктором дифференциал нужен для изменения угловых скоростей правого и левого колеса в зависимости от крутизны поворота. Механизм автоматически распределяет крутящий момент на полуоси, позволяя колесным покрышкам совершать разное число оборотов при движении автомобиля по дуге. Без дифференциала нормальная эксплуатация транспортного средства невозможна по таким причинам:

  • недостаточная управляемость;
  • быстрое истирание шин;
  • ускоренный износ деталей редуктора, валов и полуосей.

Немного о принудительной блокировке

На всех машинах, предназначенных для движения в плохих дорожных условиях. В обязательном порядке производится установка механизма, который может на некоторое время принудительно остановить вращение сателлитов. Это делает водитель при помощи механического или пневматического способа отключения. После этого оба ведущих колеса имеют одинаковую частоту вращения.

Водителям следует учитывать один негативный момент такого включения. Движение по извилистым дорогам с таким положением дифференциала, приведёт не только к повышению расхода топлива, но и к ускорению износа шин. Поэтому после окончания плохого участка дороги, водитель должен его отключить.

Как работает свободный дифференциал?

Механизмами данного типа оснащается подавляющее большинство машин с приводом на переднюю либо заднюю ось. В первом случае узел размещается внутри коробки передач, во втором является частью планетарного редуктора заднего моста.

Конструкция планетарной передачи подразумевает использование шестеренок конической формы. Существуют и другие разновидности автомобильных редукторов – цилиндрические, конусно-цилиндрические и червячные.

Устройство дифференциала свободного типа предусматривает совмещение с главной передачей. Механизм заднего моста включает следующие детали:

  • хвостовик с конической ведущей шестерней, соединенный с карданным валом;
  • ведомая планетарная шестеренка;
  • корпус ведомой шестерни оборудован двумя проушинами, куда вставляются оси сателлитов;
  • сателлитные шестеренки конической формы;
  • ведомые шестерни полуосей;
  • подшипники;
  • корпус редуктора.


В легковых авто устанавливается 2 сателлита, на грузовиках – четыре.

Изучить принцип работы свободного дифференциалапредлагается на примере:

  1. Пока машина едет прямо, колеса крутятся с одинаковой скоростью. Хвостовик вращает «планетарку» вместе с закрепленными на ней сателлитами, причем последние остаются неподвижными и передают равный крутящий момент обеим осям за счет давления на зубья.
  2. Автомобиль входит в поворот. Крутящиеся вместе с большой шестерней сателлиты начинают вращаться вокруг собственной оси, причем в разные стороны.
  3. Мощность на валу делится не пополам, а в зависимости от крутизны дуги. Благодаря комбинированному вращению сателлитов полуоси и колеса совершают разное число оборотов, машина успешно преодолевает поворот без проскальзывания и пробуксовки резины.

Дифференциал получил название свободного, поскольку передает больший крутящий момент на колесо, которое вращается легче. Понятно, что на повороте шина внутри дуги сопротивляется вращению, поэтому дифференциал отдает больше мощности другой оси – противоположное колесо крутится быстрее.

Примечание. Полноприводные авто и внедорожники оснащаются тремя дифференциальными разделителями мощности – межосевым (ставится в раздаточной коробке) и двумя межколесными.

Свободный механизм решает главную проблему, но создает побочную. Когда одна покрышка начинает контактировать со скользким покрытием – льдом, укатанным снегом, грязью, начинается пробуксовка. Причина – дифференциальный механизм, отдающий максимум мощности в сторону наименьшего сопротивления. Для предотвращения подобных ситуаций на многих автомобилях задействована временная блокировка дифференциала.

История способов решения проблемы буксующего колеса[ | ]

  • 1825 — Онесифор Пеккёр (Onesiphore Pecqueur, 1792—1852)
    изобрёл дифференциал.
  • 1932 — Фердинанд Порше начал исследования в области дифференциалов c проскальзыванием.
  • 1935 — , сотрудничающая с «Порше», выпустила на рынок кулачковый дифференциал, примененный впоследствии на ранних моделях Фольксваген (Type B-70)[1]
  • 1956 — американская компания Packard одной из первых начала выпуск моделей с LSD-дифференциалом под фирменным названием «Twin Traction». В 60-х годах многие компании начали производство LSD-дифференциалов под различными фирменными названиями:
  • Alfa Romeo: Q2
  • American Motors: Twin-Grip
  • Buick: Positive Traction
  • Cadillac : Controlled
  • Chevrolet/GMC: Positraction
  • Chrysler: Sure Grip
  • Dana Corporation:Trak-Lok or Powr-Lok
  • Ferrari: E-Diff
  • Fiat: Viscodrive
  • Ford: Equa-Lock and Traction-Lok
  • International: Trak-Lok или Power-Lok
  • Jeep: Trac-Lok (clutch-type mechanical), Tru-Lok (gear-type mechanical), and Vari-Lok (gerotor pump), Power Lok
  • Oldsmobile: Anti-Spin
  • Pontiac: Safe-T-Track
  • Porsche: PSD (electro-hydraulic mechanical)
  • Saab: Saab XWD eLSD
  • Studebaker-Packard Corporation: Twin Traction

Разновидности механизмов

Чтобы избавиться от пробуксовок на скользком дорожном покрытии либо в условиях бездорожья, производители комплектуют транспортные средства дифференциальными устройствами следующих конструкций:

  • механизм свободного типа с принудительной блокировкой от привода;
  • частично блокирующийся дифференциал повышенного сопротивления;
  • самоблокирующаяся червячная передача типа Torsen.

В первом варианте применяется рассмотренный выше шестеренчатый узел, дополнительно оснащенный блокировочным устройством. Система функционирует просто: в случае необходимости водитель активирует привод, фиксирующий сателлиты в неподвижном состоянии. Крутящий момент начинает делиться ровно пополам, оси вращаются с одинаковой скоростью и транспортное средство успешно преодолевает проблемное место.

Принудительная блокировка межосевого дифференциала включается с помощью различных приводов:

  • механический – от рычага раздаточной коробки;
  • электрический;
  • пневматический;
  • гидравлический.

Аналогичные приводные элементы применяются для остановки и удержания сателлитов переднего либо заднего моста.

Автомобили дорогой комплектации производители оснащают антипробуксовочной системой. Она «обманывает» дифференциальное устройство другим способом: по сигналу датчика, фиксирующего быстрое вращение одного колеса, электроника отдает команду его притормозить. Тогда сателлитные шестеренки начинают передавать больше мощности на другую ось и авто прекращает «грестись» на месте.

Устройство повышенного сопротивления

Помимо сателлитов, ведущих и ведомых шестерен, дифференциал повышенного трения включает такие элементы:

  • корпус, жестко прикрепленный к планетарной шестеренке;
  • пакет фрикционных дисков, установленных на каждой полуоси;
  • стальные диски, чьи выступы зафиксированы в корпусе;
  • распорная пружина, вставленная между коническими шестернями полуосей.

Стальные и фрикционные диски (похожие применяются в сцеплении) установлены поочередно, первые вращаются вместе с корпусом, вторые – с осями. Конусообразная шестеренка надета на шлицы оси и способна смещаться на определенное расстояние. Пружина поддавливает 2 противоположных осевых шестерни.

Частичная блокировка дифференциала происходит следующим образом:

  1. На прямолинейном сухом участке дороги сателлиты неподвижны, а диски вращаются друг относительно друга.
  2. При попадании одной шины на скользкий участок начинается пробуксовка. Благодаря конусной форме зубьев шестеренки со стороны остановившегося колеса начнут взаимно отталкиваться.
  3. Шестерня полуоси сдвинется и сожмет пакет дисков. Возникнет сила трения, заставляющая ось вращаться вместе с корпусом напрямую от «планетарки» в обход сателлитов.

Подобное устройство самостоятельно регулирует степень блокировки – чем медленнее крутится покрышка с хорошим сцеплением, тем сильнее сжимаются диски и подается больше крутящего момента.

Самоблокирующиеся передачи Torsen

Принцип работы данных механизмов базируется на одной особенности червячной пары: шестеренка способна передавать вращение сателлиту, но обратное действие невозможно. Все шестерни, включая сателлитные, сделаны в виде цилиндров с косыми дугообразными зубьями. Всего в механизме применяется 3 пары червячных сателлитов, установленных вокруг шестеренок полуосей.

Самоблокирующийся дифференциал работает так:

  1. Во время прямолинейного движения червячные сателлиты ведут себя аналогично конусным – не крутятся сами, но вращают оси от главной передачи.
  2. На повороте число оборотов одной полуоси вырастет и она придаст вращение парам сателлитов – мощность начнет распределяться по-разному.
  3. Поскольку каждая пара сателлитов связана между собой прямозубой передачей, пробуксовка одного колеса исключается. Ось способна крутить свой сателлит, тот вращает соседний, который уже не может поворачивать вторую полуось. Механизм блокируется автоматически.

Устройство Torsen – самое надежное и передовое, но слишком дорогое, поэтому ставится на машины максимальной комплектации. В остальных применяются более доступные механизмы повышенного трения.

В среде любителей экстремальной езды по бездорожью известен простейший способ избежать пробуксовок – блокировка заднего дифференциала с помощью сварки. Сателлиты намертво привариваются к осям и всегда находятся в неподвижном состоянии. Правда, подобные автомобили предназначены только для езды по грунту и снегу – эксплуатировать их на твердом покрытии чересчур неудобно и дорого.

Содержание

  • 1 Назначение
  • 2 Устройство
  • 3 Расположение
  • 4 Проблема буксующего колеса
  • 5 История способов решения проблемы буксующего колеса
  • 6 Самоблокирующийся дифференциал
  • 7 Принудительно блокируемые дифференциалы 7.1 Ручная блокировка дифференциала
  • 7.2 Электронное управление дифференциалом
  • 7.3 DPS
  • 8 Имитация блокировки дифференциала
  • 9 Активный дифференциал
  • 10 Случаи отсутствия дифференциалов в трансмиссии
  • 11 См. также
  • 12 Примечания
  • 13 Ссылки

    • Активный дифференциал[ | ]

    Термин означает любой дифференциал, устройство которого позволяет перераспределять мощность/тягу на ведомых звеньях в любой требуемой для данного момента движения пропорции. Именно в этом и есть отличие активного дифференциала от блокируемого, в котором управление мощностью на ведомых звеньях в принципе не возможно, и таковая определяется исключительно силами сцепления. Все активные дифференциалы имеют двухканальную систему управления и обязательно два управляющих элемента — два тормоза или два фрикциона — включающихся в работу по команде от внешних источников. Все активные дифференциалы помимо основной планетарной передачи, выполняющей функции свободной раздачи мощности, имеют парный комплект дополнительных планетарных или простых зубчатых передач, выполняющих функцию перераспределения мощности в свою сторону. Каждая из этих парных передач связана со своим управляющим элементом. Хотя какие-либо механизмы блокировки у активных дифференциалов отсутствуют, фактически, все активные дифференциалы также являются блокируемыми, только в них не один симметричный режим блокировки, а два несимметричных (по одному для каждой из двух сторон). В этих режимах управляющий элемент дифференциала работает без внутренней пробуксовки, а сам дифференциал превращается в понижающе-повышающую передачу. На легковых автомобилях с активными дифференциалами эти крайние режимы могут и не использоваться, зато они используются в дифференциальных механизмах поворота гусеничных машин.

    Вопросы обслуживания, ремонта и замены межосевого дифференциала

    Межосевой дифференциал в процессе эксплуатации автомобиля испытывает значительные нагрузки, поэтому со временем его детали изнашиваются и могут разрушаться. С целью обеспечения нормальной работы трансмиссии данный агрегат необходимо регулярно проверять, обслуживать и ремонтировать. Обычно при регламентном ТО дифференциал разбирается и подвергается дефектовке, все изношенные детали (шестерни с изношенными или выкрошенными зубами, сальники, подшипники, детали с трещинами и т.д.) заменяются на новые. При серьезных повреждениях механизм меняется полностью.

    Для продления ресурса дифференциала необходимо регулярно выполнять замену масла в нем, прочищать сапуны, проверять работу привода механизма блокировки. Все указанные работы выполняются в соответствии с инструкцией по ТО и ремонту транспортного средства.

    При регулярном обслуживании и грамотной эксплуатации межосевого дифференциала автомобиль будет уверенно чувствовать себя даже в самой сложной дорожной обстановке.

    Самоблокирующийся дифференциал[ | ]

    Основная статья: Дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением

    Термин обозначает любой дифференциал, механика работы которого позволяет ему самостоятельно блокироваться — то есть, в первую очередь, выравнивать угловые скорости ведомых шестерён и превращаться в прямую передачу. Самоблокирующиеся дифференциалы не требуют никаких внешних систем управления и работают автономно. В автомобилях могут использоваться и как межколёсные и как межосевые. В гусеничной технике принципиально не используются. Условно все такие дифференциалы можно разделить на две группы: срабатывающие от крутящего момента и срабатывающие от разницы угловых скоростей на ведомых шестернях. В первую группу попадают дифференциалы с винтовой, червячной и дисковой блокировками. Во вторую — дифференциалы с вискомуфтой, дифференциалы с героторным насосом, дифференциалы с центробежным автоматом включения (Eaton G80), дифференциалы с обгонными муфтами (Ferguson). Такие конструкции, как кулачковые дифференциалы и дифференциалы Красикова/Нестерова, в контексте принципов срабатывания блокировки вероятно можно считать чем-то промежуточным.

    Объяснение симметричного полного привода

    | Качественный Subaru

    Перейти к основному содержанию


    В отличие от других полноприводных систем, Subaru интегрирует раздаточной коробки в трансмиссию, в отличие от смещения переднего колеса. Использование дифференциалов повышенного трения (LSD) является ключевым, поскольку они сочетают в себе Преимущества открытых и заблокированных дифференциалов.

    Разделение крутящего момента LSD в зависимости от доступного сцепления, что делает его отличным выбором для ежедневного вождения.