Работа дифференциала автомобиля: устройство, неисправности и методика выбора |

Дифференциал: распределяем крутящий момент

В конструкции трансмиссии любого автомобиля обязательно присутствует такой составной узел как дифференциал авто. Этот элемент очень важен и выполняет ряд функций, без которых передвижение на авто и его управление было бы очень затруднительным.

Трансмиссия обеспечивает передачу крутящего момента от ДВС на колеса ведущей оси. Но поскольку условия передвижения могут быть самыми различными, необходимо обеспечить распределение подающегося вращения по колесным осям. То есть, нужно сделать так, чтобы колеса приводной оси могли крутиться с разными скоростями.

Если бы приводные колеса были связаны между собой жестко (объединены одной осью), то при определенных условиях возникала бы пробуксовка. Так, при вхождении в поворот колеса перемещаются по разным радиусам, что сказывается на пути, который каждое из них должно пройти. Колесо, перемещающееся по внутреннему радиусу, должно преодолеть значительно меньшее расстояние, чем-то, что идет по внешнему.

Жесткая связка колес приведет к тому, что внутреннее колесо будет просто пробуксовывать, поскольку его скорость вращения больше, чем нужна для преодоления пути. А это в свою очередь обеспечивает повышение нагрузки на элементы трансмиссии, ухудшает управляемость, приводит к интенсивному износу шин.

Устранить этот негативный фактор и позволяет дифференциал. Этот узел обеспечивает передачу момента по полуосям, а также крутиться им с различной угловой скоростью.

Принцип работы

Для примера рассмотрим принцип работы самого распространенного типа дифференциала – конического. Состоит такой узел из корпуса, шестеренок, закрепленных на полуосях, а также сателлитов.

Устройство симметричного конического дифференциала

Компоновка дифференциала такая – корпус зафиксирован на ведомом шестеренчатом колесе главной передачи. Внутри него на жестко закрепленных осях расположены сателлиты. Полуоси, передающие вращение на колеса, своими концами заходят в корпус. Полуосевые шестеренки имеют постоянное зацепление с шестернями-сателлитами.

В общем, все достаточно просто.

Сателлиты имеют две степени движения. Они зафиксированы на осях в корпусе, поэтому и вращаются вместе с ведомым шестеренчатым колесом главной передачи. Также они могут крутиться и вокруг своей оси.

При прямолинейном передвижении колеса ведущей оси испытывают одинаковое сопротивление, поэтому момент делится по полуосям равномерно. Сателлиты в этом случае вращаются лишь с корпусом, а относительно своих осей они неподвижны.

При вхождении в поворот, колесо, движущееся по внутренней стороне, испытывает повышенное сопротивление, по сравнению с внешним. Поскольку жесткой связи между ними нет, то из-за возникшего сопротивления внутреннее колесо замедляется и возникает разница в угловых скоростях на полуосях. Это приводит к тому, что сателлиты начинают крутиться на осях, передавая больший момент на полуось колеса, движущегося по внешней стороне. То есть, благодаря дифференциалу замедление одного колеса приводит к ускорению второго.

Но в функционировании дифференциала есть один существенный недостаток – при потере сопротивления на одном колесе узел весь крутящий момент подаст на него. В результате, при вывешивании одного из ведущих колес или его попадании на скользкий участок, все вращение пойдет на него, второе же колесо остановиться – автомобиль окажется обездвиженным. Для борьбы с этим негативным качеством используются блокировки, которые предотвращают подачу всего крутящего момента только на одну полуось.

Виды узлов

Выше описан принцип работы дифференциала на примере только одного типа узла. На авто же применяются различные варианты этой составляющей трансмиссии. Все существующие виды дифференциалов можно разделить по ряду категорий:

1. Место расположения
2. Соотношение моментов при распределении
3. Конструкция
4. Наличие блокировки

Помимо этого, вместо дифференциалов в конструкции авто могут применяться различные муфты, выполняющие ту же функцию, что и дифференциал. Также современные технологии позволяют полностью отказаться от использования дифференциалов, а их роль выполняют системы безопасности.

Места установки

На легковых авто с одной ведущей осью применяется только один дифференциал. В заднеприводных моделях он располагается в ведущем мосту (там, где установлена главная передача). В переднеприводных же моделях этот узел входит в конструкцию КПП.

Пример компоновки дифференциала в МКПП переднего привода

Поскольку дифференциалы на легковых авто обеспечивают распределение крутящего момента между колесами, то они получили название межколесных.

В полноприводных моделях, в которых ведущими являются обе оси, используется два межколесных дифференциала, по одному на каждый ведущий мост.

Отметим, что в полноприводных моделях есть еще одно место распределения крутящего момента – раздаточная коробка, которая подает вращение на обе оси. И здесь также требуется разделение момента, но в этом случае – между мостами, поэтому в конструкции раздатки также применяется дифференциал, называющийся межосевым.

Виды и расположение дифференциалов в зависимости от привода

На многоосных грузовиках с несколькими ведущими осями есть еще одно место установки дифференциала – между группой приводных мостов. Этот узел носит название центрального.

Распределение моментов

Соотношение моментов при распределении бывает разным – симметричным и несимметричным. Первый вариант описан выше – такой узел при движении на ровном участке дороги распределяет момент одинаково на обе полуоси, а его изменение происходи только при изменении условий движения.

Все межколесные дифференциалы являются симметричными

Несимметричные дифференциалы отличаются тем, что передача вращения между двумя осями осуществляется в определенной пропорции, причем неравной. К примеру, на многих кроссоверах используется межосевой дифференциал с соотношением 40/60. Это означает, что крутящий момент, поступающий на раздаточную коробку, делится и на передний ведущий мост поступает 40% вращения, а на задний – 60%. В этом случае передняя ось является больше вспомогательной, позволяющей повысить проходимость, основным же выступает задний мост.

Несимметричное распределение вращения обеспечивают и муфты, которые устанавливаются вместо межосевого дифференциала. При этом муфты позволяют обеспечивать распределение вращения не в строго заданной пропорции, а в целом диапазоне. То есть, на ряде авто с постоянным полным приводом, в зависимости от условий движения, муфта может менять соотношение от 40/60 до 0/100.

Конструктивное исполнение

Все дифференциалы, используемые на авто, построены по единому принципу – на основе планетарной передачи. Но конструктивных исполнений узла – несколько:

1. Конический
2. Цилиндрический
3. Червячный
4. Кулачковый

Виды конструкций дифференциалов

Во всех их, кроме кулачкового, разница сводится только к форме и конструктивному исполнению шестерен.

В конических и цилиндрических дифференциалах используются шестеренки соответствующей формы.

Более интересны в плане конструкции червячный и кулачковый узлы. В первом варианте используется червячное зацепление между сателлитами и полуосевыми шестеренками. Такие дифференциалы получили общее название Torsen.

Примечательно, что разработано несколько видов конструкции Torsen. Вариант Т1 отличается тем, что сателлиты в нем располагаются перпендикулярно оси вращения. Во втором варианте – Т2, сателлиты располагаются уже параллельно полуосям. Существует еще один тип червячного дифференциала – Quaife. В нем, как и Torsen Т2, сателлиты расположены параллельно, а отличие сводится к форме самих шестеренок.

В кулачковом узле шестеренок вообще нет. В них основными рабочими элементами выступают специальные сухари, установленные между двумя звездочками (кулачковыми шайбами) – внутренней и наружной. Из-за особенностей функционирования этот узел является – дифференциалом повышенного трения.

Виды блокировки

Как уже отмечено, в дифференциалах есть один серьезный недостаток. И решается он использованием специального механизма – блокировки.

По этому критерию узлы делятся на свободные, самоблокирующиеся и с принудительной блокировкой. Узлы свободного типа не имеют в конструкции какой-либо блокировки, поэтому при создании условий негативное качество сразу же проявляется.

Такие узлы обычно используются на легковых авто, предназначенных для использования в городских условиях.

В самоблокирующихся узлах дополнительные элементы в конструкции дифференциала при возникновении ситуации, когда весь момент перебрасывается на одно колесо, замедляют вращение полуоси, тем самым направляя часть вращения на другое колесо. Самым распространенным способом обеспечить самоблокировку, является установка фрикционов. Отметим, что червячные дифференциалы не требуют установки дополнительных узлов, поскольку в червячной передаче присутствует эффект самоторможения, поэтому узлы этого типа сами по себе являются самоблокирующимся.

При принудительной блокировке осуществляется жесткое соединение одной из полуосей с корпусом дифференциала, поэтому при задействовании механизма дифференциал полностью прекращает свою работу, и функционирование ведущего моста осуществляется так, как будто колеса соединены между собой жестко одной осью.

Активный дифференциал

Все перечисленные виды дифференциалов работают полностью самостоятельно и вполне справляются с поставленной задачей. Но конструкторам показалось этого мало, поэтому ими был придуман и создан так называемый активный дифференциал.

В обычных узлах распределение вращения делается пропорционально. То есть, замедление одного колеса приводит к пропорциональному возрастанию вращения на втором. Активный же дифференциал позволяет подкорректировать эти пропорции.

Суть его такова – если при прохождении поворота на наружном колесе сделать скорость вращения больше, чем это обеспечивает дифференциал, то возникает эффект подруливания. За счет этого колесо, идущее по внешнему радиусу, «доворачивает» авто, позволяя ему лучше войти в поворот.

А реализовано это путем установки дополнительных планетарных редукторов на полуоси. Причем эти редукторы срабатывают только в определенные моменты, и для этого дополнительные узлы оснастили муфтами с электроприводом.

Принцип работы активного дифференциала

Суть работы активного дифференциала такова – при вхождении в поворот, на полуоси внешнего колеса срабатывает муфта, включая редуктор. Дополнительная передача обеспечивает повышение скорости вращения полуоси, а соответственно и колеса, и оно начинает «подруливать».

Как видно дифференциалы очень разнообразны, и автопроизводители не останавливаются на достигнутом. От модели к модели повышаются их возможности и пределы, скорость работы постоянно возрастает. В конечном счете это может отразиться на надежности в любую из сторон, но безусловно наш комфорт и безопасность возрастает.

Дифференциал автомобиля принцип работы. Как работают дифференциалы. Механизмы блокировки дифференциала

При движении автомобиля в поворотах колёса ведущей оси проходят путь разной длины. Чтобы шины не проскальзывали, колёса должны вращаться с разными скоростями. Рассмотрим: что такое дифференциал и принцип его работы, какие бывают разновидности.

Что это такое?

Дифференциал — это механизм, позволяющий колёсам ведущей оси вращаться с разными скоростями и одинаковым, подводящимся к ним, крутящим моментом. В трансмиссии с одной ведущей осью дифференциал устанавливается между приводами колёс (межколёсный). В полноприводных авто он может находиться между ведущими осями (межосевой).

Произведение силы тяги на радиус колеса даёт тот крутящий момент, который дифференциал должен передать на колёса. Когда сцепление с дорогой слабое или одно колесо вывешено, крутящий момент и сила тяги на колесе очень малы или отсутствуют, автомобиль не сможет продолжить движение. Это особенность дифференциала с коническими шестернями, получившего широкое распространение. Этот вид дифференциала называют симметричным, так как он поровну распределяет крутящий момент между колёсами.

Это происходит потому, что сателлит работает как равноплечий рычаг и передаёт только равные усилия к шестерням полуоси, а соответственно и к ведущим колёсам. Если одно из колёс имеет малое сцепление с дорожным покрытием, то эффективный крутящий момент на нём небольшой, соответственно симметричный дифференциал подведёт такое же усилие к другому колесу. То есть, если одно колесо буксует, сила тяги на втором равна нулю, что отрицательно сказывается на проходимости.

Для её улучшения на автомобилях применяют полную или частичную блокировку дифференциалов , степень которой оценивают коэффициентом блокировки.

Коэффициент блокировки (Кб) — соотношение крутящего момента на отстающем колесе к моменту на забегающем колесе. Его величина для симметричного дифференциала всегда равна 1, для дифференциалов повышенного трения от 1 до 5. Чем больше Кб, тем лучше проходимость автомобиля. То есть, при Кб = 3 момент на отстающем колесе будет в три раза больше, чем на буксующем. Но момент на колесе в эту секунду будет возможным от 20 до 70%, в зависимости от возможности блокирующего механизма.

Существует несколько видов дифференциалов.

Дифференциал с полной блокировкой

Принудительная блокировка дифференциала используется в основном на внедорожниках и грузовых машинах, для улучшения проходимости на бездорожье. Включается с помощью клавиши в салоне, по мере необходимости. Очень важно отключить блокировку при выезде на сухой грунт, во избежании поломки полуосей.

Пример — блокировка межосевого дифференциала на ВАЗ-2121. Приводится в действие водителем принудительно. Угловые скорости колёс здесь всегда равны, что противоречит условиям движения автомобиля по кривой, приводит к износу резины и ухудшению управляемости по твёрдому покрытию.

Вискомуфта

Вискомуфта – многодисковая муфта, в которой передаваемый момент возрастает с увеличением разности скоростей ведущего и ведомого валов. Используется в упрощенных системах постоянного полного привода и в качестве блокирующего механизма дифференциалов.

Принцип работы вискомуфты основан на особых свойствах специальной силиконовой жидкости: при повышении температуры ее вязкость не понижается, как, например, у масла, а повышается. Вискомуфта представляет собой цилиндр, заполненный силиконовой жидкостью. Внутри его находится пакет из перфорированных дисков, соединенных через один соответственно с ведущим и ведомым валами.

В полноприводной трансмиссии при нормальных условиях движения валы вращаются примерно с одинаковой скоростью: входной – под действием крутящего момента от основного ведущего моста, а выходной вращают колеса, с которыми он соединен. При буксовании колес основного ведущего моста входной вал вращается быстрее выходного (машина практически стоит), жидкость нагревается от трения о диски, и муфта начинает передавать больший момент на выходной вал.

Существенный недостаток вискомуфты: на срабатывание муфты требуется время, а оптимальную ее характеристику трудно подобрать. Поэтому многие производители отказываются от применения вискомуфты в пользу управляемых электроникой многодисковых сцеплений.

Торсен

От англ. TORQUE — крутящий момент и «SENSING» — чувствительный, то есть чувствительный к крутящему моменту . Сателлиты расположены в корпусе перпендикулярно его оси, объединены между собой попарно с помощью прямозубого зацепления, а с полуосевыми шестернями связаны червячным зацеплением. В повороте полуосевая шестерня, связанная с отстающим колесом, поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит, он, в свою очередь, вращает второй сателлит и шестерню полуоси.

Такой жесткой кинематической связью колёсам автомобиля обеспечивается возможность вращаться с разной скоростью. Силы трения, возникающие в червячном зацеплении от разности моментов на колёсах, осуществляют блокировку дифференциала. Недостаток конструкции – сложность изготовления, сборки агрегата в целом и ремонта.

Квайф

Сателлиты расположены в два ряда параллельно оси вращения корпуса. Причём они крепятся не на осях, а находятся в закрытых с обеих сторон отверстиях корпуса. Правый ряд сателлитов (их может быть от 3 до 5) входит в зацепление с правой шестерней полуоси, левый — с левой. Кроме того, сателлиты из разных рядов зацепляются между собой через один.

Когда одно из колёс начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня начинает вращаться медленнее корпуса дифференциала и поворачивать входящий с ней в зацепление сателлит. Он передаёт движение связанному с ним сателлиту, а тот в свою очередь, на полуосевую шестерню. Так обеспечиваются разные обороты колёс в повороте.

Благодаря разности крутящих моментов на колёсах возникают силы трения, осуществляющие блокировку, что увеличивает силу тяги автомобиля, повышая его проходимость. Дифференциалы такого типа получили наибольшее распространение в тюнинге.

Дифференциал выполняет две функции:

• передача энергии двигателя колёсам, позволяя им вращаться с разной скоростью;
• уменьшение передаточного числа от двигателя к колёсам;

Для чего нужен дифференциал.
Когда Вы поворачиваете, колёса автомобиля вращаются с разной скоростью. Вы, можете убедиться в этом посмотрев анимацию, там же, видно, что колёса проходят разный путь, колесо, которое движется по меньшему радиусу проходит меньший путь. Это также можно видеть из формулы, которая описывает длину окружности L=2*pi*r, меньше радиус — меньше путь. Заметим также, что траектория передних и задних колёс отличается.

Для переднеприводного автомобиля ведущие колёса передние, для заднеприводного соответственно задние. Ведущие колёса соединены друг с другом таким образом, что двигатель или трансмиссия могут вращать сразу оба колёса. Другая пара колёс, назовём их ведомыми, не связаны жёстко между собой и могут вращаться независимо друг от друга. Если бы на вашем автомобиле не было дифференциала, колёса вращались бы с одинаковой скоростью и поворачивать на таком авто было бы непросто. Одному колесу пришлось бы в таком случае скользить. При качестве современных дорог и шин, чтобы сделать это придётся приложить много усилий.

Дифференциал — это устройство, которое разделяет вращающий момент двигателя, позволяя каждому колесу вращаться с разной скоростью. Дифференциал применяется во всех современных машинах и грузовиках, а также во многих полноприводных машинах. В полноприводных автомобилях дифференциал ставится на переднюю и заднюю пару колёс, так как каждая пара является ведущей. Некоторое время полноприводные системы не имели дифференциала между передними и задними колёсами.

Открытый дифференциал.
Мы начнём с самого простого типа дифференциала название которого — открытый дифференциал.
Когда машина движется прямо по дороге, оба ведущих колеса вращаются с одинаковой скоростью. Ведущая шестерня вращает ведомое зубчатое колесо, на котором закреплены сателлиты. При движении автомобиля прямо ни один из сателлитов не вращается вокруг своей оси.
Заметим что количество зубцов на ведущем валу меньше чем на зубчатом колесе. Возможно, Вы слышали такой термин, как передаточное число заднего моста. Если передаточное число равно 4 к 10, это значит что число зубцов на ведущей шестерне относится к числу зубцов на зубчатом колесе как 4 к 10.
Когда автомобиль заворачивает колёса вращаются с разной скоростью.
На анимации выше можно видеть что при повороте сателлиты начинают вращаться, позволяя колёсам двигаться с разной скоростью.

Дифференциал и сцепление с дорогой.
Открытый дифференциал всегда создает одинаковый крутящий момент на каждое колесо.
Существует два фактора, которые определяют какой крутящий момент будет приложен к колесу:

• сцепление колеса с дорогой;
• мощность двигателя;

Когда дорога сухая и сцепление колеса с дорогой хорошее, вращающий момент, который будет приложен к колесу определяет двигатель и коробка передач. Если же сцепление колеса с дорогой плохое, предположим на льду, величина крутящего момента ограничится таким числом при котором колеса не будут проскальзывать. Таким образом, даже при достаточном вращающем моменте от двигателя, необходимо обеспечить хорошее сцепление с дорогой.

На тонком льду.
При управлении машиной на льду для того, чтобы колеса при старте не пробуксовывали, нужно трогаться со второй или даже с третьей передачи. При этом передается меньший вращающий момент на колеса.
А что будет если одно ведущее колесо будет на земле, а второе на льду? Возникает проблема на машине с открытым дифференциалом.
Надо помнить, открытый дифференциал передает одинаковый крутящий момент к обоим колесам. Максимальная величина крутящего момента будет ограничиваться моментом, который можно приложить к колесу, находящемуся на льду, а этот момент очень мал и колесо, имеющее хорошее сцепление с дорогой, получит такой же момент. В итоге автомобиль будет двигаться очень медленно.
Внедорожник.
Открытый дифференциал может создать много неудобств при движении по пересеченной местности. Если даже у машины все ведущие и установлен открытый дифференциал, она все равно может застрять. Если одно из передних или задних колес оторвется от земли и будет вращаться в воздухе и двигаться будет невозможно.
Решение этой проблемы — это дифференциал повышенного трения. Дифференциал повышенного трения используют различные механизмы для обеспечения нормальной разности скоростей. Когда одно из колес скользит этот крутящий момент передается другому колесу.
Вискомуфта.
Вискомуфта часто находит применение в полноприводных автомобилях. Она обычно применяется для соединения передней и задней пары колёс, при этом если передние начинают проскальзывать крутящий момент передаётся на задние колёса и наоборот.
Вискомуфта имеет два набора пластин внутри герметичного кожуха, который заполнен жидкостью, как показано выше. Каждый набор пластин соединён с валом. При нормальных условиях оба набора пластин в жидкости вращаются с одинаковой скоростью.
Когда одна пара колёс начинает вращаться быстрее, это свидетельствует о том, что колёса проскальзывают. Набор пластин соответствующих этому колесу начинает вращаться быстрее, но за счёт свойств жидкости скорости пластин задних и передних колёс выравниваются. Прикладывается более высокий крутящий момент на колёса, которые не скользят.

К примеру, когда у автомобиля происходит пробуксовка передних колёс, вискомуфта замыкается и передаёт момент на задний мост. Когда машина поворачивает разница скоростей меньше чем когда одно колесо проскальзывает. Чем быстрее вращаются диски относительно друг друга, тем больший крутящий момент передаёт вискомуфта. Муфта не мешает на поворотах, потому что величина крутящего момента во время поворота очень мала. Передача крутящего момента не будет происходить до тех пор, пока не начнётся скольжение. Простой опыт с яйцом поможет понять как работает вискомуфта. Если поставить яйцо на кухонный стол, скорлупа и желток будут неподвижны. Теперь если раскрутить яйцо, то желток будет стараться догнать скорлупу.
Чтобы доказать что желток вращается, остановим быстро яйцо, а затем снова отпустим — яйцо будет вращаться(если, конечно, оно не вкрутую). В этом эксперименте мы используем силу трения между скорлупой и желтком. В вискомуфте усилие прикладывается между жидкостью и набором пластин аналогично яйцу.
Самоблокирующийся дифференциал.
Самоблокирующийся дифференциал состоит из тех же частей что и открытый, плюс к нему добавляется электрический, пневматический или гидравлический механизм для блокировки двух выходных шестерёнок вместе. Этот механизм обычно активируется вручную с помощью переключателя, после активации оба колеса будут вращаться с одинаковой скоростью. Если одно колесо оторвётся от земли второе будет продолжать вращаться, как будто ничего не изменилось.
Дифференциал Torsen — чисто механическое устройство и не содержит электроники или вязких жидкостей. Как только одно колесо теряет сцепление с дорогой, система связывает колёса вместе. Например, если дифференциал Torsen разработан с отношением 5: 1, это позволяет в пять раз больше нагружать колесо, которое имеет хорошее сцепление. Torsen не уравнивает крутящий момент на колёсах, а направляет его на более ”загруженную” ось.

В конструкции современных автомобилей есть ряд узлов и агрегатов, которые являются обязательными для всех их марок, моделей, видов и типов. К таковым относятся, прежде всего, двигатель, коробка переключения передач, тормозная система. В этот же список входит и дифференциал.

Дифференциал есть в любой машине, причем в некоторых машинах этих узлов установлено несколько. О том, что такое дифференциал в автомобиле, какую роль он играет и каких разновидностей бывает, хорошо известно опытным автомобилистам. Тем же людям, которые являются пока только начинающими автолюбителями, наверняка будет полезно об этом узнать.

Конический дифференциал автомобиля: 1 – карданный вал; 2 – полуось ведущего колеса;

Дифференциал представляет собой механизм, с помощью которого к колесам одной оси, вращающимся с различной скоростью, транслируется одинаковый крутящий момент. Кроме того, дифференциал используется для того, чтобы поровну распределять крутящий момент и между несколькими ведущими осями.

В основу конструкции любого автомобильного дифференциала положен принцип работы планетарного редуктора. В зависимости от того, какой именно тип передачи вращательного движения используется, различают такие виды дифференциалов, как:

• Конический;
• Цилиндрический;
• Червячный.

Между колесами, установленными на одной и той же оси, практически всегда устанавливается конический дифференциал. Дифференциал цилиндрический используется обычно в качестве межосевого, а червячный отличается универсальностью своего применения. Наиболее широкое распространение получили дифференциалы конического типа, которые установлены практически на всех автомобилях в качестве межколесных. Все их основные элементы имеются также в цилиндрическом и червячном дифференциалах.

Корпус конического дифференциала (его часто именую чашей) от главной передачи принимает крутящий момент и транслирует его на шестерни полуосей посредством так называемых сателлитов. Они выполняют функции планетарных шестерен, а что касается их количества, то, в зависимости от особенностей конструкции конкретного конического дифференциала их может быть от двух до четырех.

Если автомобиль движется по прямолинейной траектории сопротивление каждого из колес дороге одинаковое. При этом вращения сателлитов не происходит, а вращение полуосевих шестерен осуществляется с равными угловыми скоростями. В момент поворота одно из колес, то, что находится на внутренней стороне поворота, встречает большее сопротивление дороги, вращение ее полуосевой шестерни становится медленнее, сателлиты начинают вращаться. В результате этого скорость вращения внешнего колеса возрастает, но крутящий момент остается таким же, как и на колесе внутреннем.

При движении по скользкой дороге, когда одно колесо пробуксовывает и движется с меньшей скоростью, ситуация аналогична ситуации с поворотом, в результате чего автомобиль зачастую просто не может сдвинуться с места. Чтобы крутящий момент на одном или другом колесе был выше, используется блокировка дифференциала.

Разновидности автомобильных дифференциалов

Помимо конического, цилиндрического и червячного, существуют и успешно используются следующие разновидности дифференциалов: дифференциал с полной блокировкой, дифференциал Торсен, дифференциал Квайф, вискомуфта.

Дифференциал с полной блокировкой

Дифференциалы этого типа чаще всего используются на грузовиках и внедорожниках. Их блокировка включается и отключается непосредственно из салона с помощью специальной клавиши водителем. Они используются для повышения проходимости автомобилей.

Дифференциалы Торсен

Конструкция дифференциалов Торсен была разработана немецкой компанией Siemens. По сути дела, они представляют собой комбинации конических и червячных дифференциалов. Дифференциалы Торсен отличаются высокой эффективностью, однако они достаточно сложны в изготовлении и обслуживании.

Дифференциалы Квайф

Отличительной особенностью дифференциалов этого типа является то, что сателлиты в них располагаются параллельно оси вращения корпуса (чаши), причем в два ряда. Кроме того, при функционировании этих агрегатов образуются силы трения, которые при необходимости автоматически осуществляют блокировку, повышают проходимость и силу тяги автомобиля. Чаще всего дифференциалы Квайф используются для тюнинга легковых автомобилей и внедорожников.

Вискомуфта

Функционирование этот типа дифференциала основано на том же принципе, что и работа гидротрансформатора. Чаще всего вискомуфты используются в автомобилях с полным приводом и используются для того, чтобы обеспечивать связь передних колес с задними по следующему принципу: если одни из них проскальзывают, то крутящий момент транслируется на другие, за счет чего и решается проблема пробуксовки. Конструктивно вискомуфта представляет собой цилиндр, в которой находится погруженный в вязкую жидкость пакет металлических дисков, имеющих перфорацию, и соединенных с валами (как ведущим, так и ведомым). В зависимости от температуры вязкость жидкости меняется, на чем и основывается принцип работы этого агрегата.

Применение дифференциалов, их преимущества и недостатки

В тех автомобилях, которые имеют всего одну ведущую ось, устанавливается один дифференциал. Транспортные средства с двумя и более ведущими осями оснащаются дифференциалами, устанавливаемыми в каждую из них. В автомобилях с повышенной проходимостью, имеющих две ведущих оси, устанавливается три дифференциала: по одному на каждую из осей и один — между ними. В тех же транспортных средствах, которые имеют более двух ведущих осей, используются так называемые межтележечные дифференциалы.

В данной статье расскажем про устройство главной передачи и для чего нужен дифференциал автомобиля, их основные неисправности.

Для чего нужен?

Крутящий момент от коленвала двигателя через сцепление , коробку передач и карданную передачу передается на пару косозубых шестерен, которые находятся в постоянном зацеплении. Оба колеса будут вращаться с одинаковой угловой скоростью. Но ведь в этом случае поворот автомобиля невозможен, т.к. колеса должны пройти неодинаковое расстояние при этом маневре!

Давайте посмотрим на следы, оставленные на повороте мокрыми колесами автомобиля. Рассматривая эти следы заинтересованно, можно увидеть, что внешнее от центра поворота колесо проходит путь значительно больший, чем внутреннее.

Если бы каждому колесу передавалось одинаковое количество оборотов, то поворот автомобиля, без черных следов, был бы невозможен. Следовательно, любой автомобиль имеет некий механизм, позволяющий ему делать повороты без «черчения» резиной колес по асфальту. И этот механизм называется – дифференциалом.

Дифференциал автомобиля предназначен для распределения крутящего момента между полуосями ведущих колес при повороте автомобиля и при движении по неровностям дороги. Дифференциал позволяет колесам вращаться с разной угловой скоростью и проходить неодинаковый путь без проскальзывания относительно покрытия дороги.

Иными словами 100% крутящего момента, который приходит на дифференциал, могут распределяться между ведущими колесами как 50 х 50 или в другой пропорции (например, 60 х 40). К сожалению, пропорция может быть — 100 х 0. Это означает, что одно из колес стоит на месте, а другое в это время буксует. Зато данная конструкция позволяет автомобилю поворачивать без заноса, а водителю не менять каждый день изношенные шины .

Конструктивно дифференциал выполнен в одном узле вместе с главной передачей и состоит из:

• двух шестерен полуосей
• двух шестерен сателлитов

1 — полуоси; 2 — ведомая шестерня; 3 — ведущая шестерня; 4 — шестерни полуосей; 5 — шестерни-сателлиты.
У переднеприводных автомобилей главная передача и дифференциал расположены в корпусе коробки передач. Двигатель у таких автомобилей расположен не вдоль, а поперек оси движения, значит, изначально крутящий момент от двигателя передается в плоскости вращения колес. Поэтому нет необходимости изменять направление крутящего момента на 90 О , как у заднеприводных автомобилей. Но, функция увеличения крутящего момента и распределения его по осям колес, остается неизменной и в этом случае.

Основные неисправности

Шум («вой» главной передачи) при движении на большой скорости возникает из-за износа шестерен, неправильной их регулировке или в случае отсутствия масла в картере главной передачи. Для устранения неисправности необходимо отрегулировать зацепление шестерен, заменить изношенные детали, восстановить уровень масла.

Подтекание масла может быть через сальники и неплотные соединения. Для устранения неисправности следует заменить сальники, подтянуть крепления.

Как происходит обслуживание?

Как и любые шестеренки – шестерни главной передачи и дифференциала требуют «смазки и ласки». Хотя все детали главной передачи и дифференциала выглядят массивными «железяками», но они тоже имеют запас прочности. Поэтому рекомендации относительно резких стартов и торможений, грубых включений сцепления и прочей перегрузки машины остаются в силе.

Трущиеся детали и зубья шестерен, в том числе, должны постоянно смазываться. Поэтому в картер заднего моста (у заднеприводных авто) или в картер блока – коробка передач, главная передача, дифференциал (у переднеприводных авто), заливается масло, уровень которого необходимо периодически контролировать. Масло, в котором работают шестерни, имеет склонность к «утеканию» через неплотности в соединениях и через изношенные сальники.

При возникновении подозрения на какую-либо неприятность с трансмиссией, поднимите домкратом одно из ведущих колес автомобиля. Запустите двигатель и, включив передачу, заставьте вращаться это колесо. Просмотрите на все, что крутится, прослушайте все, что издает подозрительные звуки. Затем поднимите домкратом колесо с другой стороны. При повышенном шуме, вибрациях и подтеканиях масла – начинайте искать авто сервис.

Начнем с того, что означает сам этот автомобильный технический термин на доступном для обычного человека языке. Автомобильный дифференциал — это то, из чего состоит трансмиссия и то, что дает возможность колесам крутится асинхронно, то есть каждые колеса не зависят друг от друга и вращаются отдельно.

Научным языком, (от лат. differentia — разность, различие) дифференциал автомобиля — это устройство, которое разделяет входящую энергию (момент), поступаемую на входной вал между выходными валами. Простое и понятное объяснение расширяет горизонты. Интересуются работой механизмов машин еще и девушки .

Причина использования в конструкциях автомобилей

Во время поворота машины, ведущие приводные колеса вращаются с одинаковой частотой вращения и так, как одно колеса авто совершает поворот по длинной дуге, а другое по короткой, происходит пробуксовка, что плохо сказывается и сопровождается износом шин и доставляет дискомфорт водителю из-за уменьшения качества динамики автомобиля.

Назначение дифференциала

1. дает возможность приводным (ведущим) колесам вращаться с разными угловыми скоростями
2. служит отдельной доп.передачей в паре с главной передачей. Главная передача — это зубчатый механизм трансмиссии автомобиля, который передает крутящий момент ведущим колесам.
3. непрерывно передает крутящий момент, исходящий от двигателя к ведущим колесам.

У переднеприводных авто главная передача и differencial расположены непосредственно в коробке переключения передач.

Если на транспортном средстве установлены более одного двигателя, на каждое колесо один двигатель, то дифференциал не требуется. Но так обычно не делают. Устанавливают 4 двигателя, по одному на каждое колесо, только на самосвалы Белаз. Двигатели эти электрические.

В устройстве гоночных картингов также дифференциал не устанавливают, так как конструкция рамы гибкая, что позволяет слегка приподнимать ведущее заднее колесо с внутренней стороны поворота не приподнимая передние колеса.

на рисунке а) — колеса вращаются с одинаковой частотой, на рисунке б) — движение колес на повороте
1 — ось сателлитов, 2 – ведомая шестерня, 3 — полуосевые шестерни, 4 — сателлит,
5 — ведущая шестерня, 6 — полуоси.

На гоночных автомобилях ралли differencial обычно заваривают сваркой, жестко блокируют и намертво связывают колеса на ведущей оси. Это применяется потому, что такие машины при езде, все повороты проходят с заносом.

Как работает дифференциал

Принцип действия. Главная передача посредством шестерни передает крутящую энергию на корпус и сателлиты, которые сцеплены с шестернями полуосей.

Когда скорость вращения колес одинакова, сателлиты сидят неподвижно (см. рисунки ниже).

При изменении угловых скоростей колес, например, при повороте или пробуксовке из-за неровностей дорог и так далее, происходит вращение сателлитов. Сателлиты служат для компенсации разницы частот вращения колес.

Рассмотрим на примере — автомобиль буксует на льду. Здесь одно колесо буксует, потому что нет сцепления со льдом, а значит и нет крутящего момента. А так как свободное блокирующее устройство распределяет тягу поровну на колеса, то раз нет крутящей силы на одном колесе, значит оно исчезает и на втором.

Выход из такой ситуации — создать противодействующую силу на противоположном колесе. А это делает блокировка. Необходимо заблокировать буксующее противоположное колесо и тогда появится противодействующая сила для противоположного колеса.

Как работает дифференциал на полноприводном автомобиле

На джипах, седанах, хэтбчеках и универсалах 4х4, если установлен свободный симметричный дифференциал, происходит следующая ситуация. Во время движения без пробуксовок на каждое колесо распределяется по 25% энергии кр.момента поровну.

Но если одно колесо буксует, например на льду, крутящая энергия снижается до нуля, так как колесо не может сцепиться с гладкой поверхностью льда. В такой ситуации, если одно колесо осталось без вращения, то и на противоположном соседнем колесе исчезает энергия вращения, потому что в данном примере установлен симметричный межосевой.

Получается одна ось осталась без вращения, поэтому и пропадает крутящий момент и на второй оси, так как differencial межосевой симметричный. Результат — на всех 4 ведущих колесах нет вращения.

Дифференциал КПП: назначение, устройство, принцип работы

Дифференциал — механизм в устройстве трансмиссии, который необходим для передачи, преобразования и распределения крутящего момента. В случае с автомобилем, дифференциал отвечает за распределение момента между ведущими колесами, а также позволяет колесам вращаться с разной угловой скоростью при определенных условиях.

Содержание статьи

Где находится дифференциал в устройстве трансмиссии автомобиля, виды дифференциалов

Как известно, автомобили бывают переднеприводными, заднеприводными, а также полноприводными. Что касается места расположения дифференциала:

• если привод реализован на передние колеса, дифференциал находится в самой коробке передач;
• на заднеприводном авто дифференциал устанавливается в картере заднего моста;
• в автомобилях с полным приводом для привода ведущих колес дифференциал стоит в картере переднего и заднего моста, а для привода ведущих мостов механизм устанавливается в раздаточной коробке (раздатке).

Также дифференциалы бывают межколсесными и межосевыми. Если дифференциал использован для привода ведущих колес, это межколесный дифференциал. Межосевой дифференциал располагается между ведущими мостами применительно к автомобилям с полным приводом.

Что касается устройства и особенностей конструкции, в основу дифференциала положен планетарный редуктор. С учетом типа зубчатой передач, которая применена в редукторе, дифференциал (редуктор) может быть: коническим, цилиндрическим, червячным. Теперь давайте рассмотрим устройство и принцип работы дифференциала более подробно.

Устройство дифференциала и принцип работы

Начнем с первого типа. Конический дифференциал зачастую выполнят функцию межколесного дифференциала. Цилиндрический дифференциал обычно встречается на полном приводе и ставится между осями. Червячный дифференциал универсален, что позволяет ставить механизм как между колесами, так и использовать в качестве межосевого.

При этом наиболее распространенным является конический дифференциал, а базовые элементы его конструкции активно используются и в устройстве других типов дифференциалов. По этой причине рассмотрим устройство и принцип работы конического дифференциала в качестве примера.

• Итак, конический дифференциал, как уже было сказано выше, фактически является планетарным редуктором. В конструкцию включены полуосевые шестерни и сателлиты, которые находятся в корпусе (чашке дифференциала).

На корпус от главной передачи передается крутящий момент, затем через сателлиты происходит его передача на полуосевые шестерни. Также на корпусе крепится ведомая шестерня главной передачи (крепление жесткое). В корпусе установлены оси, на осях вращаются сателлиты.

Сами сателлиты, которые реализуют функцию планетарной шестерни, позволяют соединить корпус и полуосевые шестерни. С учетом того, какую величину крутящего момента нужно передать, в конструкцию дифференциала могут интегрировать 2 или 4 четыре сателлита.

Солнечные (полуосевые шестерни) осуществляют передачу крутящего момента на ведущие колеса автомобиля. Передача происходит через полуоси, соединение полуосевых шестерен и полуосей выполнено через шлицы.

Полуосевые шестерни бывают левыми и правыми, с одинаковым или разным количеством зубьев. Если число зубьев одинаковое, тогда это симметричный дифференциал, разное количество зубьев на левой и правой шестерне используется в устройстве несимметричных дифференциалов.

В первом случае симметричный дифференциал позволяет распределять крутящий момент по осям в равной степени, причем независимо от величины угловых скоростей ведущих колес.

Такой дифференциал используют для установки между колесами (симметричный межколесный дифференциал). Несимметричный дифференциал способен разделять крутящий момент в том или ином соотношении. Данная особенность позволяет использовать его между ведущими осями.

Теперь перейдем к принципам работы дифференциала. Прежде всего, симметричный дифференциал работает в трех основных режимах. Первый режим – движение по прямой, второй — движение в повороте, третий — езда по дорогое с плохим сцеплением (грязь, лед и т.д.).

Когда автомобиль движется прямо, колеса испытывают равнозначное  сопротивление. Происходит передача крутящего момента от главной передачи на корпус дифференциала. Вместе с корпусом перемещаются сателлиты, которые, в свою очередь, осуществляют передачу момента на ведущие колеса.

С учетом того, что вращения сателлитов на осях не происходит, движение полуосевых шестерен осуществляется с равной угловой скоростью, частота вращения левой и правой шестерни равна частоте вращения ведомой шестерни главной передачи.

Однако если машина заходит в поворот, колесо, которое находится ближе к центру (внутреннее ведущее) нагружается сильнее и начинает испытывать большее сопротивление сравнительно с наружным колесом (дальним от центра поворота).

В результате роста нагрузки внутренняя полуосевая шестерня несколько замедляет вращение, а это приводит к тому, что сателлиты начинают вращаться вокруг своей оси. Такое вращение сателлитов приводит к увеличению частоты вращения наружной полуосевой шестерни.

• На практике возможность движения ведущих колес с разными угловыми скоростями делает возможным прохода поворота без пробуксовок. Кстати, крутящий момент все равно распределяется на ведущие колеса равнозначно.

Если же автомобиль забуксовал в грязи, в снегу или на льду, одно колесо испытывает большее сопротивление, чем другое. В этом случае дифференциал (благодаря своей конструкции) инициирует ускоренное вращение буксующего колеса, тогда как другое колесо замедляется.

Однако недостаточная сцепка с покрытием не позволяет получить большой крутящий момент на буксующем колесе, а особенность работы симметричного дифференциала не позволит также развить нужный момент на другом колесе. Часто в этом случае машина попросту не может продолжить  дальнейшее движение.

Выходом из ситуации становится необходимость увеличения крутящего момента на колесе, которое не буксует. Для этого дифференциал необходимо заблокировать. По этой причине внедорожники имеют дополнительную возможность блокировки дифференциала, тогда как легковые авто и даже некоторые современные бюджетные «паркетники» лишены такой функции. 

Читайте также

Устройство и работа межосевого дифференциала автомобиля КамАЗ-5320

Категория:

   Автомобили Камаз Урал

Публикация:

   Устройство и работа межосевого дифференциала автомобиля КамАЗ-5320

Читать далее:

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:

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

Симметричный конический дифференциал автомобиля.

Симметричный конический дифференциал



Симметричные конические дифференциалы наиболее широко применяются в трансмиссии автомобилей в качестве межколесных дифференциалов благодаря простоте конструкции, надежности работы, небольших габаритов и массы. Они применяются как на грузовых, так и на легковых автомобилях.
Дифференциалы, применяемые в автомобильных трансмиссиях, представляют собой трехзвенные планетарные механизмы с двумя степенями свободы (рис. 1).
Звеньями дифференциала являются: крестовина 3, связанная с корпусом 1 дифференциала, полуосевые зубчатые колеса 2, 5 и сателлиты 4, 6.

При заданной угловой скорости вращения корпуса дифференциала угловые скорости двух выходных валов 8 и 9, связанных с полуосевыми зубчатыми колесами 2 и 5, могут принимать разные значения в зависимости от условий движения машины. В первую очередь угловые скорости выходных валов зависят от сопротивления вращению со стороны каждого ведущего колеса, оказываемого соответствующему приводному валу.

Между угловыми скоростями трех звеньев механизма существует определенная зависимость, которую называют уравнением кинематики дифференциала:

ω₁ + ω₂ = 2ω₀,

где ω₁ – угловая скорость левого полуосевого колеса; ω₂ – угловая скорость правого полуосевого колеса; ω₀ – угловая скорость корпуса дифференциала.

Из приведенного уравнения следует, что при постоянной скорости корпуса дифференциала (ω₀ = const) уменьшение частоты вращения любого из зубчатых колес на некоторую величину вызывает увеличение частоты вращения другого зубчатого колеса на эту же величину, т. е. сумма угловых скоростей колес остается постоянной при неизменной частоте вращения корпуса дифференциала.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной поверхности (рис. 1,б) корпус 1 дифференциала через крестовину 3 и сателлиты 4 и 6 увлекает левое 2 и правое 5 полуосевые зубчатые колеса, заставляя их вращаться с одинаковой угловой скоростью. Сателлиты при этом не вращаются вокруг своих осей.

При повороте, например, направо (рис. 1, в) правое полуосевое зубчатое колесо 5 будет вращаться медленнее корпуса дифференциала, при этом левое зубчатое колесо 2 благодаря вращению сателлитов вокруг своих осей ускорится, и будет вращаться быстрее корпуса дифференциала 1.

Если одно зубчатое колесо остановить, то другое будет вращаться в два раза быстрее корпуса дифференциала.
Такое явление наблюдается при буксовании одного из ведущих колес автомобиля – если одно колесо застрянет, например, в трясине, второе колесо, стоящее на скользкой поверхности, будет быстро вращаться при неподвижном первом.

Остановка корпуса дифференциала с помощью трансмиссионной стояночной тормозной системы или в результате заклинивания главной передачи при движении автомобиля может привести к тому, что ведущие колеса, находящиеся на поверхностях с различными сцепными условиями, станут вращаться в разные стороны, и автомобиль занесет. Поэтому использование трансмиссионной стояночной тормозной системы для экстренной остановки автомобиля не рекомендуется.

Основным динамическим свойством симметричного дифференциала является то, что при отсутствии потерь в зацеплении и опорах моменты на полуосях распределяются поровну:

М₁ = М₂ = 0,5 М₀,

где М₁ и М₂ – моменты на полуосевых зубчатых колесах; М₀ – момент на корпусе дифференциала.

Распределение крутящего момента поровну между колесами одного моста благоприятно при движении автомобиля по дороге с твердым покрытием, когда сцепление всех колес с дорогой одинаково.
Однако если одно из колес движется по скользкому грунту, то, как это описывалось выше, автомобиль может забуксовать. При этом на застрявшем колесе реализуется незначительный крутящий момент.
По этой причине симметричный дифференциал ухудшает проходимость автомобиля, что является одним из основных недостатков дифференциалов данного типа.

Более подробно устройство межколесного симметричного конического дифференциала показано на рисунке 2.

***



Особенности устройства и работы симметричного конического дифференциала

Механизм симметричного конического дифференциала, который наиболее широко используется в качестве межколесного дифференциала, включает в себя корпус, состоящий из двух чашек 1 и 8, стянутых болтами, к которым крепится ведомое цилиндрическое зубчатое колесо главной передачи. Между чашками зажата крестовина 9, на шипах которой свободно установлены четыре сателлита 5. В отверстия сателлитов запрессованы бронзовые втулки.

Полуосевые зубчатые колеса 3 и 6 расположены на внутренних шлицованных концах полуосей и находятся в постоянном зацеплении с сателлитами.
Для сборки дифференциала в корпусе выполняют окна. Для уменьшения трения и повышения срока службы дифференциала между торцами сателлитов и полуосевых зубчатых колес устанавливают бронзовые шайбы 2, 4, 7.

Торцевые поверхности сателлитов, так же, как и внутренние поверхности корпуса, выполнены сферическими, что способствует их лучшему центрированию на шипах крестовины. Сателлиты и полуосевые зубчатые колеса имеют прямые зубья.

Устранение отрицательного свойства дифференциала, ухудшающего проходимость автомобиля, может достигаться принудительной блокировкой дифференциала, что приводит к образованию жесткой связи между правым и левым ведущими колесами. Принудительное блокирование дифференциалов используют для повышения проходимости полноприводных автомобилей. Блокирование дифференциала может осуществляться различными способами, например, путем соединения одной из полуосей с помощью зубчатой муфты 1 с зубчатым венцом 2, выполненной на удлиненной части чашки дифференциала, при этом все элементы дифференциала вращаются как одно целое (рис. 3).

Принудительное блокирование дифференциала осуществляют с места водителя с помощью дистанционного привода, который может быть механическим, пневматическим, электропневматическим и т. п.
После прохождения сложного участка дороги блокировку необходимо выключить, чтобы избежать интенсивного изнашивания шин, потери устойчивости автомобиля и повышенного расхода топлива.

Неумелое использование принудительной блокировки дифференциала может повредить трансмиссию. Поэтому при включении блокировки полуосей следует применять следующие меры:

• включать жесткие блокировки можно только при полностью остановленном автомобиле;
• включать блокировку следует осторожно, так как усилия двигателя вполне достаточно чтобы сорвать сам механизм блокировки или поломать полуось;
• не следует забывать, что включенная блокировка (особенно на ведущем переднем мосту) отрицательно сказывается на управляемости автомобиля;
• не рекомендуется использовать жесткую блокировку дифференциала на твердом покрытии.
• при включенной блокировке необходимо придерживаться скоростных ограничений, рекомендованных производителем.

Из-за описанного недостатка симметричных конических дифференциалов, ухудшающего проходимость автомобиля и требующего применения специальных блокирующих устройств, в конструкции автомобилей, особенно предназначенных для работы в сложных дорожных условиях, иногда применяют дифференциалы других типов, обладающих свойством самоблокирования – так называемые самоблокирующиеся дифференциалы.
К такому типу дифференциалов относятся, например, кулачковые дифференциалы повышенного трения.

***

Кулачковый дифференциал повышенного трения



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Межколесный дифференциал

устройство редуктора ваз 6. межколесный дифференциал — назначение и устройство Межколесный дифференциал, это самостоятельный узел в редукторах ведущих мостов автомобилей ВАЗ, отвечающий за поведение автомобиля на поворотах и при пробуксовках. Иными словами, межколесный дифференциал это механизм, подводящий к колесам ведущей оси автомобиля крутящий момент и позволяющий им (колесам) вращаться с разными скоростями. Нет необходимости доказывать, что на практике для автомобиля не существует абсолютно прямолинейного движения. При движении даже на первый взгляд по абсолютно прямой трассе, руки водителя постоянно совершают поворот рулевого колеса на определенный угол в ту или иную стороны. Если прибавить к этому объезды препятствий, опережения и обгоны движущихся в данном направлении других транспортных средств, а также естественные повороты в процессе движения, то становится понятным, что ведущие колеса проходят путь разной длины. Из всего вышесказанного следует вывод: если бы задние колеса, на которые передается крутящий момент от двигателя, были жестко соединены между собой, то во всех вышеописанных случаях это неизбежно приводило бы к пробуксовкам одного из колес вследствие того, что каждое из них проходит путь различной длины. Это, в свою очередь, вызывало бы быстрый износ резины, перегрузку узлов трансмиссии автомобиля и потерю контакта колес с покрытием. Решить проблему по предотвращению данных отрицательных воздействий и призван межколесный дифференциал редуктора. Этот механизм дает колесам свободу действий относительно друг друга, тем самым позволяя автомобилю беспрепятственно пройти поворот или преодолеть препятствие. На автомобилях ВАЗ установлен межколесный дифференциал с коническими шестернями. Этот вид межколесного дифференциала называют также симметричными, так как они поровну распределяют крутящий момент от двигателя между ведущими колесами. Это происходит вследствие того, что сателлиты работают как равноплечий рычаг и передают только равные усилия к шестерням и колесам. Межколесный дифференциал редукторов заднего моста автомобилей ВАЗ конструктивно устроен следующим образом: в чугунном корпусе 1, именуемом коробкой дифференциала, установлены полуосевые шестерни 2, в которые, посредством шлицевого соединения входят концы полуосей. В свою очередь, полуосевые шестерни опираются на опорные поверхности коробки через регулировочные бронзовые шайбы 3, толщина которых подбирается при сборке дифференциала определенным образом. Полуосевые шестерни контактируют между собой посредством шестерен — сателлитов 4, установленных на оси сателлитов 5. Последняя, в свою очередь, опирается своими концами в отверстия коробки дифференциала. В редукторах автомобилей ВАЗ концы оси сателлитов не имеют жесткой фиксации в коробке дифференциала, поэтому при движении автомобиля ось сателлитов может свободно перемещаться вдоль своей геометрической оси. Её выходу из гнезд при работе межколесного дифференциала препятствует поверхность ведомой шестерни главной пары по её внутреннему диаметру. Последняя (ведомая шестерня),в свою очередь, крепится на фланце коробки дифференциала болтами. На опорные шейки коробки дифференциала напрессованы внутренние кольца конических подшипников , на которых дифференциал в сборе устанавливается в картер редуктора. На нижеприведенных рисунках показано, как ведет себя межколесный дифференциал  в редукторе заднего моста на автомобилях ВАЗ классической компоновки при различных режимах движения: работа дифференциала при движении на прямом участке дороги работа дифференциала  на  повороте работа дифференциала при  одном буксующем колесе

новости ресурса 11.10.09 расширен раздел «автомобильный бензин» 11.11.09 начата публикация раздела «ремонт и регулировки редуктора заднего моста  ВАЗ» 21.02.10 начата публикация раздела «ремонт редуктора ВАЗ в вопросах и ответах» 05.09.10 добавлена возможность просмотра фотографий в увеличенном формате» 06.10.10 добавлен раздел «ещё по теме» 09.10.10 добавлена возможность поиска  по сайту

Дипломная работа на тему Разработка самоблокирующегося дифференциала заднего моста автомобиля ГАЗ-33106

СОДЕРЖАНИЕ
 
Word, ведомость, спецификация, чертежи (часть чертежей представлена выше), титульный лист.
 
Введение (выдержка из текста дипломной работы)

Транспорт – одна из отраслей народного хозяйства. Включает в себя различные виды транспорта, такие как автомобильный, железнодорожный, водный, воздушный. Транспорт не производит никакой продукции, но без него невозможно функционирование всех других отраслей народного хозяйства, поэтому материальным продуктом транспортного процесса следует считать вещественное перемещение грузов.
Различные виды транспорта играют различную роль  в транспортном комплексе  различных стран. Например, в странах Европы автомобильные перевозки из общего объёма грузоперевозок составляют более 80% [1]. В России же, в связи с большой географической протяжённостью, автомобильный  транспорт изначально, со времён СССР, формировался как обслуживающий для  железнодорожного и водного. Но с началом массового строительства дорог, улучшением их качества доля автоперевозок стала существенно возрастать, в том числе значительно возросли объёмы дальних автоперевозок. Сейчас автомобильный транспорт играет существенную роль в транспортном комплексе страны.
Существуют различные автопредприятия, но все можно разделить на два типа: специализированные, основным видом деятельности которых является оказание транспортных услуг различным юридическим и физическим лицам, и ведомственные, организованные при различных промышленных и сельскохозяйственных предприятиях для  обслуживания основного  производства, и являющиеся их подразделением.
Нынешнее состояние дорог в Кировской области находится в неудовлетворительном состоянии, что приводит к частым ремонтам агрегатов и систем автомобилей. При экстремальных условиях эксплуатации желательно иметь достаточно применимый автомобиль с возможностью самоблокирования дифференциала.

Содержание

Введение 9
1. Краткая характеристика предприятия и обоснование темы проекта 10
1.1 Полное наименование, цель и виды деятельности предприятия 10
1.2 Показатели хозяйственной деятельности и перспективный план предприятия 10
1.3 Подвижной состав средства ТО и ремонта 13
1.4 Постановка цели и задач 15
2. Конструкторская разработка самоблокирующегося межколёсного дифференциала 16
2.1 Направление модернизации трансмиссии автомобиля ГАЗ-33106 16
2.2 Выбор модельного автомобиля категории N2 для дальнейшей модернизации трансмиссии 17
2.3 Разработка структурной схемы трансмиссии проектируемого автомобиля 18
2.4 Прочностные расчёты разрабатываемой конструкции 20
2.4.1 Расчёт главной передачи 20
2.4.2 Расчёт дифференциала 25
2.4.3 Расчёт многодискового фрикциона 25
3. Операционно-технологическая карта ТО-1 заднего моста автомобиля ГАЗ-33106 28
4. Производственная и экологическая безопасность 30
4.1 Актуальность решаемых вопросов 30
4.2 Расчет освещения в зоне второго технического обслуживания 31
4.3 Требования по технике безопасности при работе на стендах для ремонта заднего моста автомобилей ГАЗ-33106 32
4.4 Расчет выбросов загрязняющих веществ от зоны ТО 35
4.5 Влияние загрязняющих веществ на человека 37
5. Оценка эффективности решений 38
5.1 Абсолютные технико-экономические показатели проекта 38
5.2 Относительные технико-экономические показатели проекта 43
5.3 Определение технико-экономических показателей при изготовлении механизма блокировки дифференциала заднего моста 44
Выводы и предложения 53
Список литературы 54
ПРИЛОЖЕНИЯ

Список литературы

1. Напольский Г.М. Технологическое проектирование автотранспортных предприятий и станций технического обслуживания: Учебник для вузов.-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Транспорт, 1993. – 271с.
2. Щинов П.Е. Проектирование автотранспортных предприятий: Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. – 4-е изд., переработанное и дополненное. — Киров: Вятская ГСХА, 2011 – 83 с.
3. Коноплев В.Н. Проектирование станций технического обслуживания. ? М., 2002. – 125 с.
4. Электронный ресурс: http://www.uazik.ru/uaz2206tech/ (Дата обращения: 25.05.15).
5. Электронный ресурс: http://ekarnyi.ru/node/517 (Дата обращения: 25.05.15).
6. Электронный ресурс: http://www.uazik.ru/uaz2206tech/ (Дата обращения: 25.05.15).
7. Электронный ресурс: http://ekarnyi.ru/node/517 (Дата обращения: 25.05.15).
8. Вахламов В.К. Автомобили: Эксплуатационные свойства: учебник для студ. высш. учеб. заведений / 2 – е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 240 с.
9. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин .-4-е изд., перераб. и допол. — М: Высшая школа, 1985.-416 с.: ил.
10. Судницын В.И. Оценка основных эксплуатационных свойств трактора и автомобиля / Учебно-методическое пособие для студентов факультета механизации сельского хозяйства при курсовом и дипломном проектировании. Киров, Сельхозакадемия, 2002 — 89 с.
11. Автобусы МАРЗ-52661, 5266, 42191, 4219. Руководство по эксплуатации 52661-3903000 РЭ. Книга 2. Мичуринск: Закрытое акционерное общество «Мичуринский завод по производству автобусов» (ЗАО МЗпА), 2001. – 87 с. ил.
12. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий автомобильного транспорта (ОНТП-01-91). – М.: Минавтотранс РСФСР, 1991. – 105 с.
13. Сарбаев В.И., Селиванов С.С., Коноплев В.Н., Демин Ю.Н. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. – Ростов., 2004. – 448с.
14. Техническая эксплуатация автомобилей /Под ред. Кузнецова Е.С. – М.: Наука, 2004 – 535с.
15. Беляков, Г.И. Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда: Учебник для бакалавров / Г.И. Беляков. — М.: Юрайт, 2013. — 572 c.
16. Лиханов В.А., Лопатин О.Л., Вылегжанин П.Н. Экологическая безопасность. Методическое пособие для дипломного проектирования по специальности 150200 — «Автомобили и автомобильное хозяйство». — Киров, 2005. – 84 с.
17. Беклешов В.К. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов: Учебное пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 1991. – 176 с.
18. Цены на продукцию компании «Алтай-Сервис». Прайс – лист. — Киров, 2015. – 325 с.

Что такое дифференциал? — Типы, детали, функции и схема

Что такое дифференциал? — Дифференциал позволяет каждому заднему колесу вращаться с разной скоростью. Во время поворота, но в то же время, он передает равный крутящий момент на каждое колесо, когда оба колеса имеют одинаковое тяговое усилие.

В ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ?

Дифференциал позволяет каждому заднему колесу вращаться с разной скоростью. Во время поворота, но в то же время, он передает равный крутящий момент на каждое колесо, когда оба колеса имеют одинаковое тяговое усилие.Система шестерен в дифференциале расположена таким образом, что она соединяет карданный вал с задней осью. Одним словом, разница предназначена для обеспечения относительного движения задних колес.

НЕОБХОДИМО ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО

Дифференциал позволяет неуправляемым колесам вращаться с разной скоростью, поэтому автомобиль может поворачивать без чрезмерного износа шин. Колесо на внутренней стороне поворота перемещается на меньшее расстояние по сравнению с внешним колесом. Если ось не позволяет колесам вращаться независимо друг от друга, шина одного колеса будет тянуться по земле.

Также прочтите | Передний мост: что означает передний мост и какова функция переднего моста?

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

1. Ведущая шестерня или коническая шестерня
2. Кольцевая шестерня или коронное колесо
3. Корпус дифференциала
4. Боковая шестерня дифференциала или солнечные шестерни
5. Дифференциальные шестерни или планетарные шестерни
6. Осевые валы или полуоси
7. Вал шестерни или крестовина или крестовина

Также читают | Что такое двигатель BS6? : В чем разница между двигателем BS4 и BS6?

СТРОИТЕЛЬСТВО ДИФФЕРЕНЦИАЛА Дифференциальная схема

На рисунке показаны основные детали дифференциала, применяемого в заднеприводных автомобилях.На внутренних концах каждой оси установлена ​​небольшая коническая шестерня, называемая боковой шестерней дифференциала. Две конические шестерни соединены вместе, чтобы соединить ведущий и ведомый валы под углом 90 °. Корпус дифференциала связан с двухколесными мостами и боковыми шестернями дифференциала.

В корпусе дифференциала установлены подшипники, которые вращают два полуоси. Затем на корпус дифференциала устанавливаются две ведущие шестерни и их опорный вал, называемый валом-шестерней. Затем вал-шестерня входит в зацепление с двумя боковыми шестернями дифференциала, соединенными с внутренними концами полуосей.

Зубчатый венец движется к фланцу на корпусе дифференциала. Кольцевая шестерня вращает корпус дифференциала. Наконец, крепится ведущая шестерня. Ведущая шестерня соединяется с корпусом дифференциала, который называется корпусом дифференциала или водилом. Ведущий вал соединяется с ведущей шестерней через универсальный шарнир и входит в зацепление с зубчатым венцом. Следовательно, ведущая шестерня вращается, когда водитель поворачивает вал. Таким образом, коронная шестерня вращается.

Также читают | Что такое универсальный шарнир: какие типы универсального шарнира?

РАБОТА ДИФФЕРЕНЦИАЛА

Входной крутящий момент передается на коронную шестерню через ведущую шестерню, которая заменяет весь корпус дифференциала.Корпус дифференциала соединен с обеими боковыми шестернями дифференциала только через шестерни дифференциала. Крутящий момент передается на боковые шестерни дифференциала через шестерни дифференциала. Шестерни дифференциала вращаются вокруг оси картера дифференциала, приводя в движение боковые шестерни дифференциала.

Когда автомобиль движется по прямой дороге, сопротивление обоих колес одинаково, и зубчатый венец, корпус дифференциала, ведущая шестерня дифференциала и две шестерни дифференциала заменяются как одно целое.Это приводит к тому, что боковые шестерни вращаются с одинаковой скоростью, поскольку коронная шестерня заставляет оба ведущих колеса вращаться с одинаковой скоростью. Шестерни дифференциала вращаются без вращения вокруг своей оси, и оба колеса вращаются с одинаковой скоростью.

Если встречается левая боковая передача дифференциала (когда автомобиль движется по криволинейной траектории), шестерня дифференциала вращается, а также вращается, что позволяет левой дифференциальной передаче замедляться на правую сторону дифференциала. Это заставляет внешнее колесо вращаться быстрее, чем внутреннее колесо.

Также читают | Коробка передач (трансмиссия): что такое коробка передач и ее функции?

ВИДЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛОВ

1. Обычный дифференциал или открытый дифференциал
2. Дифференциал с ограниченным проскальзыванием (самоблокирующийся дифференциал или блокировка дифференциала)
3. Нескользящий дифференциал
4. Двойной редукционный дифференциал

1.

Обычный дифференциал или открытый дифференциал Что такое дифференциал

Обычный дифференциал, показанный на рисунке, показывает его графическое изображение.Принцип работы такой же, как описано выше.

2.

Дифференциал повышенного трения (самоблокирующийся дифференциал или блокировка дифференциала)

Стандартный дифференциал хорошо работает в большинстве ситуаций. на очень скользких дорожных покрытиях, таких как заснеженные или грязные дороги, недостаток движущей силы, называемой силой тяги, может привести к проскальзыванию задних колес, поскольку стандартный дифференциал будет вести колеса с наименьшим тяговым усилием. Если одно ведущее колесо находится на сухой дороге, а другое — на заснеженной или грязной дороге, зубчатый венец и корпус дифференциала будут приводить в движение ведущую шестерню.Но ведущие шестерни не управляют обеими боковыми шестернями.

Когда ведущие шестерни приводятся в движение корпусом дифференциала, они перемещаются вокруг боковой шестерни, соответствующей колесу, по сухой тропинке. Это приводит к тому, что ведущие шестерни приводят в движение скользящее колесо, и автомобиль не движется. Стандартный дифференциал передает почти всю мощность двигателя на проскальзывающее колесо. Этой проблемы можно избежать, если использовать блокировки дифференциала. Блокировка дифференциала устраняет проблемы с тягой, передавая одинаковую мощность на оба колеса, обеспечивая при этом нормальный поворот автомобиля.

Что такое дифференциал

Дифференциал повышенного трения (LSD) ограничивает частоту вращения дифференциала между двумя колесами, двумя упорными шайбами ​​и диском сцепления, который в корпусе дифференциала, показанном на рис. Когда сопротивление левого дифференциала больше, чем сопротивление колеса, правый дифференциал будет вращаться. Он образует зубцы муфты муфты правого дифференциала, поднимающиеся на зубья муфты левого дифференциала. Итак, для того, чтобы отойти друг от друга, нужно два члена сцепления.

Следовательно, боковые шестерни толкаются напротив упорных шайб. Благодаря этому частота вращения вала заднего моста приближается к корпусу дифференциала из-за трения между боковой шестерней и упорными шайбами. Это называется эффектом ограниченного скольжения.

Типы дифференциалов повышенного трения

— Дифференциал диска сцепления Что такое дифференциал

В дифференциале диска сцепления используется несколько фрикционных дисков, похожих на небольшие ручные диски сцепления.Основное различие между этим дифференциалом повышенного трения и стандартным дифференциалом заключается между боковой шестерней пакета сцепления и корпусом дифференциала.

Фрикционные диски сцепления изготовлены из стали, покрытой фрикционным материалом. Диски сцепления изготовлены из стали. Диски и пластины попеременно насаживаются на боковую шестерню и входят в пазы на корпусе дифференциала. Канавки в дисках или пластинах предназначены для лучшего захвата.

Ведущая шестерня, боковая шестерня и другие детали аналогичны стандартному дифференциалу.Дифференциал повышенного трения состоит из двух частей, что позволяет снять блок сцепления. Диски и пластины действуют за счет пружин предварительной нагрузки и за счет механического давления ведущей шестерни на боковую шестерню.

Поскольку ведущая шестерня и боковые шестерни представляют собой конические шестерни, их зубцы пытаются выйти из зацепления, когда дифференциал передает крутящий момент двигателя. Это создает толкающее действие на боковые шестерни и вынуждает их направлять наружу к корпусу дифференциала.

Внешнее давление боковых шестерен сжимает фрикционные диски и стальные пластины между боковой шестерней и корпусом.Всякий раз, когда диски и пластины сжимаются, шлицевые и упорные соединения (то есть выступы входят в канавки) обеспечивают блокировку боковой шестерни и картера дифференциала.

Когда автомобиль движется по прямой, дифференциал диска сцепления работает аналогично стандартному дифференциалу. Задние колеса и корпус дифференциала вращаются с одинаковой скоростью. Пакеты сцепления применяются, но не требуются.

Когда автомобиль делает поворот, более высокий крутящий момент из-за внешнего колеса вращается быстрее, чем корпус, и вызывает проскальзывание блока сцепления.Это позволяет дифференциалу работать так же, как и стандартному дифференциалу при выполнении поворотов. Диски и пластины скользят друг относительно друга. Диски вращаются с помощью боковых шестерен, с поворотами корпуса пластин, которые допускают разную скорость вращения корпуса и боковых шестерен. Поэтому задние колеса вращаются с разной скоростью.

— Дифференциал сцепления с конусом Что такое дифференциал

Это другая версия дифференциала повышенного трения. Вместо пакетов сцепления используются конусы с фрикционной футеровкой.Конусный дифференциал использует конусную муфту, которая входит в соответствующий конусообразный патрон. Принцип действия такой же, как и у дифференциала диска сцепления. Пружина предварительного натяга и давление боковых шестерен вынуждают конус впадать в углубление в корпусе дифференциала.

Трение пытается заблокировать конус. Таким образом, боковая передача передает мощность на колесо с наибольшим сцеплением. И для диска сцепления, и для конического дифференциала требуется специальное трансмиссионное масло повышенного трения. Использование обычного трансмиссионного масла в дифференциале повышенного трения приведет к проскальзыванию и вибрации дисков, пластин или конусов во время поворота.

3. Нескользящий дифференциал

Это дифференциал регуляторов крутящего момента. Возможна предварительная загрузка системы. Итак, дифференциал действует по равнодействующим моментам. Предварительную нагрузку можно регулировать.

Преимущества

1. Максимальное сцепление с дорогой на всех уровнях сцепления
2. Снижение расхода топлива.
3. Износ шин снижается.
4. Получение комфортного вождения.
5. Обеспечение постоянной скорости привода.
6. Снижается недостаточная поворачиваемость в поворотах.

4. Дифференциал с двойным редуктором Что такое дифференциал

В бортовых передачах используется одинарный фиксированный редуктор. Это единственный редуктор в автомобилях максимальной мощности и легких транспортных средствах, а также в некоторых грузовиках средней грузоподъемности между карданным валом и колесами. Бортовые передачи с двойным редуктором используются для большегрузных автомобилей. В этом устройстве нет необходимости иметь большой зубчатый венец для достижения требуемого редуктора.

Редукция первой передачи достигается как конечная передача с одной фиксированной шестерней через шестерню и коронную шестерню.Вторичная шестерня расположена на валу первичной коронной шестерни. Уменьшение второй шестерни является результатом вторичной шестерни, которая плотно соединяется с первичной коронной шестерней и приводит в движение более крупную косозубую шестерню, которая прикрепляется к корпусу дифференциала.

Двухступенчатые бортовые передачи могут использоваться в таких транспортных средствах, как 5-тонные грузовики. В большинстве коммерческих автомобилей такого размера используется одинарный или двойной редуктор.

Также читают | Многодисковое сцепление: почему у двухколесных колес обычно многодисковое сцепление?

FAQ — Что такое дифференциал

Q.Что такое дифференциал?

Дифференциальные шестерни — это набор шестерен, которые передают мощность двигателя на колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью. При заднем приводе (RWD) дифференциал находится между задними колесами, которые соединены с трансмиссией карданным валом.

В. Какие бывают типы дифференциала?

Между транспортными средствами используются четыре общих различия: открытое, запирающееся, ограниченное проскальзывание и векторное управление крутящим моментом.

Если вам нравится этот блог, не забудьте поделиться и подписаться на Facebook и Instagram, чтобы получать больше обновлений.Чтобы связаться с нами и получить какие-либо предложения, перейдите на страницу «Контакты » и оставьте комментарий ниже.

В чем разница и когда стоит беспокоиться о своем?

Двигатель вашего автомобиля издает ворчание, которое продвигает вас по дороге, но это не единственная звезда шоу. Вся эта мощность бесполезна, если она не передается колесам, и именно здесь вступает в силу остальная часть трансмиссии вашего автомобиля. В зависимости от конкретной конфигурации вашего автомобиля, несколько компонентов могут нести ответственность за передачу этой мощности на землю.

Из этих компонентов чаще всего пренебрегают дифференциалом. Многие водители могут даже не подозревать о его существовании. Продолжайте читать, чтобы узнать о жизненно важной роли, которую этот компонент играет в работе вашего автомобиля.

Общие сведения о трансмиссии

Дифференциал вашего автомобиля является частью более крупной системы передачи мощности, известной как трансмиссия или трансмиссия. Трансмиссия соединяет источник мощности вашего автомобиля (двигатель) с местом назначения (колеса).В зависимости от конфигурации вашего автомобиля трансмиссия может состоять из трансмиссии, карданного вала и одного или нескольких дифференциалов.

Двигатель вырабатывает мощность за счет вращения коленчатого вала. Если бы ваш двигатель был подключен непосредственно к вашим колесам, то колеса всегда вращались бы с той же скоростью, что и коленчатый вал. Ваша трансмиссия использует шестерни для регулировки выходной скорости вашего двигателя вверх или вниз, помогая безопасно удерживать ваш двигатель в пределах своего диапазона мощности на всех скоростях.

Для большинства автомобилей трансмиссия является первой из двух передач, используемых для понижения мощности двигателя.Главная передача понижает мощность еще раз, прежде чем дифференциал передает ее на колеса. Передаточное число главной передачи позволяет производителям лучше настраивать свои автомобили с точки зрения производительности или эффективности. В большинстве автомобилей дифференциал и шестерня главной передачи находятся в одном корпусе.

Что такое дифференциал

Хотя ваша трансмиссия и шестерня главной передачи регулируют мощность двигателя по мере необходимости, они по-прежнему производят только один выходной сигнал.Ваш дифференциал распределяет мощность между ведущими колесами вашего автомобиля, позволяя им при необходимости вращаться с разной скоростью.

Чтобы понять, почему ваши шины должны вращаться с разной скоростью, представьте свою машину, которая поворачивает за угол. Поскольку внутренние колеса проходят меньшее расстояние, чем внешние, они должны вращаться с другой скоростью. Без дифференциала, позволяющего это сделать, шины вашего автомобиля изнашиваются быстрее, и ваша устойчивость на высоких скоростях будет нарушена.

Обратите внимание, что во всех современных потребительских автомобилях используются дифференциалы, но в автомобилях с передним приводом дифференциал, трансмиссия и главная передача часто объединены в единый блок, называемый трансмиссией. Заднеприводные и полноприводные автомобили обычно имеют отдельные компоненты дифференциала для каждого набора ведущих колес.

Что может пойти не так

Как и в случае с любым другим важным компонентом автомобиля, распознавание признаков неисправности дифференциала может помочь сохранить автомобиль на дороге и сэкономить деньги в долгосрочной перспективе.Хотя дифференциальные конструкции могут значительно различаться, дифференциальные проблемы обычно возникают одним из трех способов:

• Заметное шлифование зубчатых колес как при остановке, так и в движении.
• Утечки жидкости, из-за которых на земле могут образовываться небольшие капли или лужи.
• Необычные шумы при быстром ускорении или торможении.

Если вы заметили какой-либо из вышеперечисленных симптомов, вам всегда следует полагаться на квалифицированного механика для проведения осмотра. В некоторых случаях дифференциальные проблемы могут быть результатом утечки жидкости, и быстрое решение проблемы может предотвратить дальнейшее повреждение.При дифференциальных затратах на замену до 500 долларов экономия может быть значительной.

Если вы подозреваете, что проблема в дифференциале вашего автомобиля, DeMers Automotive может вам помочь. Назначьте встречу с нами сегодня, чтобы привести трансмиссию вашего автомобиля в идеальное рабочее состояние и вернуть вас в дорогу.

Что такое дифференциал?

Зачем нужны дифференциалы?

Это просто: при повороте внешнее колесо на оси движется по дуге большей, чем внутреннее колесо, поэтому дифференциальная передача позволяет одному колесу двигаться со скоростью, отличной от скорости другого, при этом оба остаются включенными.Но дифференциальная передача также имеет недостаток, заключающийся в том, что мощность направляется по пути наименьшего сопротивления, как вода и электричество.

МОМЕНТ И МОЩНОСТЬ

Чтобы правильно понять, как работает дифференциал, вам необходимо понять мощность и крутящий момент, а также их взаимосвязь.

Крутящий момент можно определить как силу, которая имеет тенденцию вращать объект вокруг своей оси. В автомобилях крутящий момент измеряется в Ньютон-метрах (Нм). 1 Нм — это крутящий момент на оси, возникающий в результате силы в один Ньютон (около 0.1 кг) на руке длиной 1 м.

Сила — это движение. Единица измерения мощности — ватт (Вт).

Один ватт — это один джоуль в секунду. Для наших целей один джоуль равен 1 Нм. Мощность двигателей измеряется в кВт (киловатт): 1 кВт = 1000 Вт.

Если вы посмотрите на приведенное ниже простое уравнение, вы увидите, что существует взаимосвязь между крутящим моментом, мощностью и оборотами в минуту: кВт = Нм x об / мин / 9549

ЧТО ВНУТРИ ДИФФЕРЕНЦИАЛА?
В ЭТИ дни дифференциал — это термин, используемый для всего привода в сборе, включая корпус, тормоза, оси и т. Д.Но на самом деле это относится к узлу передачи дифференциала внутри сердца (водила) дифференциала.

Обычный дифференциал состоит из четырех передач. Два прикреплены непосредственно к осям, два других могут свободно вращаться вокруг своей оси, но прикреплены к водилу, который, в свою очередь, вращается с помощью зубчатого венца.

Как передать крутящий момент карданного вала на носитель? Обычно используются шестерни двух типов:

Гипоидная спирально-коническая шестерня
Гипоидная зубчатая передача похожа на конструкцию спирально-конической шестерни, за исключением шестерни, которая не имеет той же оси, что и кольцо. шестерня — в применении с задним дифференциалом обычно устанавливается ниже.

Преимущество зацепления ведущей шестерни на нижней оси заключается в том, что большее количество зубьев шестерни находится в зацеплении с коронной шестерней в любой момент времени, что означает, что мощность от двигателя распределяется на большей площади, чем коническая передача. Таким образом, для зубчатой ​​передачи того же размера она может передавать больше мощности и крутящего момента. Однако при зацеплении шестерни скользят друг по другу, что создает трение. Это трение требует мощности, поэтому, несмотря на усиление, гипоидная передача не так эффективна.

Есть еще одно соображение, связанное с гипоидной спирально-конической зубчатой ​​передачей: шестерня имеет две стороны, ведущую сторону и сторону наклона, а сторона наклона на 30-40% слабее привода.Это лишь одна из причин, по которой нельзя выполнять восстановление ремня обратным рывком.

Спиральные конические шестерни
В случае применения дифференциала малая ведущая шестерня вращается приводным валом. Затем он входит в зацепление с зубчатым венцом и поворачивает водило. И ведущая шестерня, и зубчатый венец имеют одну и ту же ось.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

ОБЫЧНЫЙ дифференциал всегда распределяет крутящий момент поровну влево и вправо (за вычетом некоторых небольших потерь на трение). Он делает это независимо от того, едут ли вас оба колеса по дороге со скоростью 100 км / ч, или одно колесо безумно крутится в воздухе на трассе с малым радиусом действия.

9

ЛЮБОЙ СИТУАЦИЯ
ПРОВЕРЬТЕ движение транспорта, объезжающего кольцевую развязку. Обратите внимание, что передние колеса более крупных автомобилей будут рядом с внешней стороной перекрестка, а задние колеса будут ближе к внутренней. Это говорит о том, что при повороте передние колеса принимают большую дугу, чем задние.

Когда мы блокируем центральный дифференциал на постоянном 4WD с обычным дифференциалом (или включаем 4WD на неполный 4WD), мы исключаем способность центрального дифференциала компенсировать разницу скоростей между передней и задней частями во время переговоров. углы.

Это проблема только на поверхностях с высоким сцеплением, таких как битум и скользкая порода. На рыхлых поверхностях, таких как грязь или гравий, разница скоростей не представляет проблемы, поскольку поверхность позволяет колесам немного проскальзывать и снимать натяжение.

На поверхностях с высоким тяговым усилием дифференциал скоростей при прохождении поворотов создает скручивающую силу между передним и задним дифференциалом, что в конечном итоге приводит к выходу из строя трансмиссии.

Первым признаком неисправности является то, что автомобиль не выходит из режима полного привода.Или, возможно, вы ведете неполный рабочий день на полноприводном автомобиле и не можете вернуть рычаг в режим 2WD. Это связано с тем, что вам не удается отключить полный привод из-за крутящего момента в трансмиссии, связывающего механизм.

Чтобы вывести автомобиль из режима 4WD, у вас есть два варианта. Во-первых, вы можете повернуть вспять по дуге. Это заставит передние колеса двигаться быстрее, чем задние, и снизит напряжение до такой степени, что центральный свет дифференциала перестанет мигать или вы сможете нажать на рычаг, чтобы включить 2WD.

Второй вариант — съехать на обочину дороги, поставить два колеса в гравий и продолжить движение вперед. Проскальзывание, допускаемое рыхлой поверхностью, рассеивает крутящую силу, позволяя вернуть автомобиль в режим движения по дороге.

ПОЧЕМУ БЛОКИРОВКА ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЗЪЕМА?
ЗАБЛОКИРОВАННЫЙ центральный дифференциал гарантирует передачу мощности на передний и задний дифференциалы.

Еще одна причина заблокировать центральный дифференциал — избежать проблем, связанных с застреванием в автомобиле с автоматической коробкой передач.Если вы идете в гору и застреваете, вам придется выполнить обратное восстановление.

Если вы попробуете это сделать без блокировки межосевого дифференциала, передние колеса останутся заблокированными до самого низа холма из-за смещения веса сзади и того факта, что все автомобили имеют тормозное смещение вперед.

ЗАБЛОКИРОВАННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО МОМЕНТА
Когда вы включаете блокиратор, он эффективно снимает действие дифференциала с дифференциала. Итак, теперь вы вернулись к сплошной оси между колесами, и не имеет значения, если одно колесо находится на твердой поверхности, а другое — на высоте 50 см, оба колеса будут вращаться с одинаковой скоростью.

Чтобы объяснить, как заблокированный дифференциал может изменять величину крутящего момента на каждом колесе, нам придется использовать математику. Позвольте представить вам стандартное уравнение трения:

F_r = сила трения сопротивления
μ = коэффициент трения шины относительно местности, по которой вы путешествуете.
Н = Нормальная сила (в Ньютон-метрах), которая представляет собой вес автомобиля, прижимающего шину к поверхности.
Давайте рассмотрим сценарий, в котором одна шина находится в грязи, а другая — на дорожном покрытии.Обе шины прилагают усилие в 1000 Н.

Дорога μ = 1 Грязь μ = 0,3
Грязь
F_r = мкН F_r = 0,3 x 1000 F_r = 300
Дорога
F_r = мкН F_r = 1 x 1000 F_r = 1000

Сложив оба вместе, вы получите общую силу сопротивления трение 1300N, что означает, что 77% крутящего момента создается шиной для дороги, а 23% — шиной для грязи.

ОБЫЧНОЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА
Давайте теперь рассмотрим тот же сценарий, но на этот раз оставим шкафчик в покое.Помните маленькие шестерни, которые могут свободно вращаться внутри водила и соединены с каждой осью? Что ж, они обеспечивают равномерное распределение крутящего момента между обеими осями и отсутствие смещения крутящего момента в обе стороны.

У вас все еще есть потенциал силы сопротивления трения 300N, когда сторона находится в грязи, но сторона на дороге также получит только 300N благодаря маленьким свободно вращающимся шестерням в середине дифференциала. Итого 600N. Но на этом хорошие новости не заканчиваются.

Заметили ли вы, что когда вы толкаете большой тяжелый предмет, например диван, его трудно сдвинуть с места, но когда он движется, кажется, что его не так сложно толкать? Что ж, на самом деле это измеримое явление, известное как скольжение или кинетический коэффициент трения, и он будет значительно меньше, чем статический коэффициент трения.

Итак, теперь, когда вы опускаете ногу и начинаете вращать колесо в грязи, коэффициент трения упадет с µ от 0,3 до 0,2. Не забывайте, что при открытом дифференциале крутящий момент на одной стороне равен другой, поэтому теперь вместо 600 Нм мы снизились до 400 Н.По тому же сценарию мы перешли с 1300 Н с заблокированным дифференциалом до 400 Н со стандартным открытым дифференциалом.

ОГРАНИЧЕННАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛА ПРОСМОТРА

Цель, как следует из названия, состоит в том, чтобы ограничить величину пробуксовки колеса. Однако существует несколько различных вариантов с разной степенью эффективности.

9

СЦЕПЛЕНИЕ LSD
Этот тип имеет многодисковый блок сцепления, аналогичный тому, который используется в мотоциклах. Одна сторона узла сцепления соединена с карданными валами, а другая — с водилом дифференциала.Различные методы, такие как наклоны или естественная сила разделения между
зубьями шестерни, используются для включения пакета сцепления, когда дифференциал испытывает одно колесо, вращающееся быстрее, чем другое, которое затем передает часть мощности на колесо с более медленным вращением.

9

ОДНОСТОРОННЕЕ, ОДНО И ПОЛОВИНА И БУКСИРНОЕ
LSD одностороннего движения обеспечивает только действие ограниченного скольжения в одном направлении — например, при ускорении, но не при торможении.
Напротив, 1,5-позиционный LSD будет обеспечивать различную степень ограничения скольжения при ускорении и торможении, что может способствовать устойчивости при резком торможении.
Двусторонний LSD обеспечивает такой же эффект ограниченного скольжения как при ускорении, так и при торможении.

9

TORSEN
Чувствительный к крутящему моменту дифференциал представляет собой дифференциал ограниченного скольжения, который использует одностороннее действие червячной передачи для ограничения скольжения. Они также могут изготавливаться с TBR (коэффициент смещения крутящего момента), при котором есть возможность передавать больший крутящий момент на заднее колесо в приложении межосевого дифференциала.

9

AUTO LOCKER
Когда речь идет об автоматических шкафчиках, многие думают о «шкафчиках для обеденных ящиков», которые заменяют звездообразный зубчатый механизм в середине водила дифференциала. Ящики для ланча, вероятно, лучше называть запирающимися шкафчиками, они запираются при движении под напряжением по прямой. Когда они испытывают различные нагрузки по крутящему моменту, например, при повороте накатом, они разблокируются. Это может обеспечить интересные характеристики управляемости на дороге, и, если они установлены спереди, они намного лучше в сочетании с неполной системой полного привода.

9

ВЫБИРАЕМЫЙ ЯЩИК
Выбираемые шкафчики, которые многие считают Святым Граалем, бывают двух основных видов: с пневматическим приводом (TJM / ARB) и электромагнитным (ELocker). В обоих пневматических блокираторах используется простой механизм типа собачьей муфты, который при активации устраняет действие дифференциала. Тем не менее, ELocker использует механизм штифта и рампы для приведения в действие ряда штифтов, которые блокируют дифференциал. При переходе с прямого на задний ход они разблокируются, а затем снова блокируются из-за используемых рамп активации прямого и обратного хода.

9

КОНТРОЛЬ ТЯГИ
Существует два основных типа контроля тяги: один снижает мощность двигателя, а другой снижает мощность дифференциала до характеристики «путь наименьшего сопротивления». Современные системы контролируют частоту вращения отдельных колес, и если два колеса на одной оси движутся с разной скоростью, это тормозит вращающееся колесо — для этого требуется больший крутящий момент от двигателя. Поскольку крутящий момент всегда равен по обе стороны от обычного дифференциала, более медленное колесо получает дополнительный крутящий момент.Ранние системы были не очень хороши, но теперь антипробуксовочная система — почти жизнеспособная альтернатива шкафчикам — особенно хороши последние LandCruisers и Pajeros.

ЗАМКНИТЕЛИ VS КОНТРОЛЬ ТЯГИ?
ЕСЛИ ВЫ спускаетесь по крутому холмистому холму, машину с двойной блокировкой невозможно обыграть, поскольку она снижает вес, приходящийся на чередующиеся колеса. Незапертый автомобиль блокирует тормоза и периодически скользит, прежде чем схватить тягу, когда вес возвращается на колесо. Заблокированный автомобиль не заблокирует колеса, а затем скатится с холма, поскольку оба колеса механически заблокированы вместе, действуя как единое целое.

Если идти в гору, снова безраздельно правят шкафчики. Противобуксовочная система ожидает, пока ось начнет терять сцепление с дорогой, прежде чем противодействовать ей, притормаживая вращающееся колесо. Это требует времени, поэтому вы всегда будете терять импульс, ожидая реакции системы контроля тяги — и этого может быть достаточно, чтобы остановить вас.

Однако любой, кто водил машину с двойным замком, скажет вам, что прохождение поворотов — не его сильная сторона. С другой стороны, трекшн-контроль достаточно умен, чтобы работать даже на крутом повороте.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ ВЕКТОРИНГА МОМЕНТА
ОБЫЧНАЯ система передачи дифференциала расположена в центре, но по обе стороны от водила находится блок сцепления, который (при включении электроники) может механически связывать ось напрямую с водилом. Используя электронное управление пакетами сцепления, конструкторы могут изменять крутящий момент для каждого колеса. При повороте компьютер может передавать больший крутящий момент на внешние колеса, тем самым улучшая характеристики поворота и управляемости.

При использовании в качестве центрального дифференциала в постоянном приложении 4WD у вас может быть автомобиль со смещением в сторону задних колес для повседневной езды, но при бездорожье можно разделить крутящий момент 50:50. Это отличается от дифференциала Torsen, где разделение крутящего момента устанавливается механически и не может быть изменено на лету.

9

Дифференциал (автомобиль)

26,5.

Дифференциал

Назначение.Вскоре наблюдается быстрый износ заднего колеса и трудности с рулевым управлением при движении по прямой. На рис. 26.43 можно увидеть, что внешнее колесо должно проходить большее расстояние, чем внутренние колеса во время поворота транспортного средства. Следовательно, если колеса соединены между собой, шины должны «тереть» поверхность дороги и стремиться удерживать транспортное средство прямо вперед. Эти проблемы можно свести к минимуму, управляя одним колесом и позволяя другому свободно вращаться. Но это обеспечивает неуравновешенную тягу и неравные скорости прохождения поворотов, из-за чего такое расположение было неприемлемо.Проблема была решена в 1827 году французом Пекером, который изобрел дифференциал. Этот механизм вращает колеса с разной скоростью, сохраняя при этом привод на оба колеса.
Пример 26.4. Рулевой механизм автомобиля обеспечивает радиус поворота 6,6 м при ширине колеи 1,2 м. Эффективный диаметр качения опорных катков 0,72 м. Вычислите количество оборотов внутреннего и внешнего колес за один оборот.


Рис. 26.43. Потребность в дифференциале.внутренние и внешние колеса на один полный оборот колес. Эта разница должна быть устранена очисткой шины или компенсирована каким-либо механическим устройством.

Принцип.

Рассмотрим два диска, показанные на рис. 26.44A, которые соединены валами с колесами и связаны между собой рычагом. Когда сила F прикладывается к C в центре рычага, каждый диск получает половину приложенной силы. Движение дисков зависит от сопротивлений R, противодействующих движению валов.Если на диск «B» действует большее сопротивление, рычаг наклоняется и толкает диск «A» вперед на большую величину. Это условие проиллюстрировано на виде сверху на рис. 26.44B, и увеличение расстояния, пройденного A, равняется уменьшению расстояния, пройденного B, а увеличение скорости A равняется уменьшению скорости B.
Следовательно, A + B = 2C.
Дисковая система заменена коническими шестернями на рис. 26.44C, называемыми солнечными колесами (диск) и планетами (рычагами). Привод, приложенный к поперечному штифту, толкает планетарные шестерни вперед и создает равный

Рис.26,44. Действие дифференциала.
крутящий момент на каждом солнечном колесе независимо от скорости. Когда транспортное средство преодолевает поворот, внутреннее колесо замедляется, а планеты вращаются вокруг своей оси, позволяя внешнему колесу ускоряться. При прямолинейном движении автомобиля вся установка вращается с одинаковой скоростью.
Блок дифференциала показан на рис. 26.44D, на котором ведомое колесо прикреплено болтами к кожуху дифференциала. Этот сепаратор также несет солнечные колеса на подшипниках скольжения и передает привод на поперечный штифт.Для легковых автомобилей достаточно двух планетарных шестерен, но для более тяжелых транспортных средств необходимо четыре шестерни, чтобы снизить давление на зубья. Дифференциал смазывается маслом главной передачи, которое разбрызгивается через отверстия в кожухе дифференциала.

Блокировка дифференциала.

В полноприводном транспортном средстве, если одно ведущее колесо теряет сцепление, тяговое усилие значительно уменьшается. Это приводит к обездвиживанию транспортного средства, так что действие дифференциала становится нежелательным на транспортных средствах, предназначенных для движения по плохим поверхностям.Этого действия можно избежать, заблокировав вместе любые два отдельных блока дифференциала. Одно из таких устройств показано на рис. 26.45. Элемент скользящей кулачковой муфты соединен шлицами с солнечным колесом дифференциала, которое входит в зацепление с кулачковыми зубьями, сформированными на кожухе дифференциала. Сцепление включается с помощью вилки, которую можно перемещать с помощью рычага, установленного на внешней стороне оси. При включении солнечное колесо и, следовательно, заднее колесо, соединенное с этой солнечной шестерней, поворачивается с той же скоростью, что и сепаратор.Фиксация одной солнечной шестерни на обойме таким образом гарантирует, что другая солнечная шестерня также будет вращаться с той же скоростью.

Рис. 26.45. Блокировка дифференциала.

Дифференциал повышенного трения.

Дифференциал не обеспечивает высокий механический КПД, который желателен для большинства механических компонентов. Даже если установлен дифференциал с «низким коэффициентом трения» и уменьшенным сцеплением с дорогой на скользкой поверхности, он ограничивает ускорение мощного транспортного средства и вызывает чрезмерный износ шин.Реакция крутящего момента двигателя такого транспортного средства во время ускорения стремится оторвать левое ведущее колесо от земли. Если это сопровождается неровным дорожным покрытием, это вызывает чрезмерную пробуксовку колес. Чтобы свести к минимуму эти недостатки, дифференциальному действию противодействуют путем искусственного увеличения трения между солнечным колесом и клеткой дифференциала. Когда эта функция включена, она называется дифференциалом повышенного трения. Два основных типа дифференциала повышенного трения:
• Механический дифференциал повышенного трения.• Вязко-дифференциал.

Рис. 26.46. Главная передача в сборе с дифференциалом повышенного трения.
26.5.1.

Механический дифференциал повышенного трения

На рисунке 26.46 показан дифференциал повышенного трения, который прикреплен болтами к ведомому колесу. Многодисковый блок сцепления, установленный за каждым солнечным колесом, имеет внутренние и внешние диски, направляющие шлицы к солнцу и клетке соответственно. Конические шестерни создают осевое усилие, пропорциональное крутящему моменту, приложенному ведущей шестерней к дифференциалу.При передаче с низким крутящим моментом дифференциал работает нормально. Когда передаваемый крутящий момент увеличивается, блок сцепления нагружается, что препятствует движению солнечной шестерни, так что она вращается с другой скоростью, чем у сепаратора (рис. 26.47).
Для работы с дальнейшим увеличением нагрузки на блок сцепления во многие конструкции включены дополнительные функции. К ним относятся следующие:
(i) Диски получают начальную нагрузку через тарельчатую пружинную шайбу Бельвилля
, установленную между клеткой и дисками сцепления каждого пакета.(ii) Угловые кулачковые поверхности устанавливаются между клеткой и поперечными штифтами. Клетка оказывает движущее давление на штифт, который, в свою очередь, прижимает планеты к зубчатому венцу боковой шестерни. В системе с четырьмя планетами два отдельных штифта гибко связаны в центре с противоположными поверхностями кулачков, так что они заставляют две планеты воздействовать на один пакет муфты, а две другие — оказывать силу в противоположном направлении.

Рис. 26.47. Дифференциал повышенного трения.
26.5.2.

Дифференциал вязкости

Этот тип сочетает в себе стандартный блок дифференциала с вискомуфтой.Муфта используется в этой системе как вязкостное регулирующее устройство для регулирования разницы скоростей между двумя ведущими колесами. Как объяснялось выше, блокирующее действие механического дифференциала повышенного трения зависит от входного крутящего момента, тогда как для вязкостного типа оно зависит от разницы скоростей ведущих колес. При небольшой разнице скоростей оказывается очень небольшое сопротивление, которое постепенно увеличивается с увеличением разницы. По сравнению с механическим дифференциалом повышенного трения вязкий тип обеспечивает меньший износ шин, более легкое управление и меньшие нагрузки на компоненты трансмиссии.Для высоковязкой жидкости муфта может быть спроектирована так, чтобы обеспечивать сравнительно высокий крутящий момент, который постепенно увеличивается с увеличением скорости сдвига.
Узел вязкости очень похож по базовой конструкции на многодисковое сцепление. В нем используется корпус и ступица, а между ними зажаты ряд перфорированных металлических пластин, погруженных в кремниевую жидкость (рис. 26.48). Также эти пластины альтернативно прикрепляются к ступице и корпусу. Термостойкое уплотнение из фторированной резины изолирует силиконовую жидкость от смазочного масла в узле главной передачи.
Соотношение крутящего момента и скорости сдвига зависит от вязкости жидкости, зазора между пластинами и перфорации пластины. Эти факторы меняются при проектировании муфты, подходящей для конкретного применения.
Продолжительное проскальзывание муфты вызывает выделение тепла, из-за которого жидкость расширяется и занимает часть воздушного пространства. В случае, если для разнесения пластин не используются распорки, увеличение давления воздуха из-за расширения текучей среды и снижение давления текучей среды в зазорах сближает пластины.Это вызывает контакт металла с металлом, так что муфта временно выходит из вязкого режима работы. На этом этапе выходной крутящий момент значительно увеличивается в некоторых конструкциях, даже в шесть раз.

Рис. 26.48. Вязко-дифференциал.
Вискомуфты могут использоваться для управления передним, центральным и задним дифференциалами. Каждое приложение можно рассматривать как отдельное в зависимости от его положения, скорости работы и типа транспортного средства, на котором оно установлено. Например, вязкостный блок управления в задней части мощного автомобиля требует использования «горки» в качестве защиты от перегрузки.Но вязкая муфта, используемая для автомобиля с передним приводом, не должна иметь «горба», потому что узел с такой характеристикой может отрицательно повлиять на рулевое управление. Блок управления вискомуфтой можно установить и подключить в дифференциал двумя способами; я. е. муфты вал-вал и вал-клетка.

Рис. 26.49. Вискомуфта вал-вал.

Вискомуфта вала к валу.

Дифференциал конического типа, имеющий вязкостный блок управления, подключенный между двумя полуосями, показан на рис.26,49. Держатель ступицы и внутренние пластины соединены с одним валом, а корпус с его внешними пластинами соединен с другим валом. Устройство устанавливается по центру ведомого колеса путем перемещения дифференциала в сторону. Блок управления не работает при движении автомобиля по прямой без пробуксовки колес. Но если скорость вала становится другой, например, когда одно ведущее колесо теряет сцепление или когда колесо пробуксовывает во время ускорения, сопротивление, оказываемое устройством, поддерживает равный крутящий момент на обоих колесах.

Вискомуфта между валом и клеткой.

В схеме, показанной на рис. 26.50, корпус блока вязкостного управления выполнен за одно целое с кожухом дифференциала, а ступица соединена с одним полуосевым валом. Это устройство сравнительно дешевле. Разница в скорости между сепаратором и полуосей составляет половину разницы опорных катков. Следовательно, по сравнению с компоновкой «вал-вал», компоновка «вал-клетка» демонстрирует крутящий момент, примерно в три раза больший, чтобы иметь такой же эффект блокировки.

Рис. 26.50. Вязкостная муфта вал-обойма.

Все, что вам нужно знать о дифференциалах с ограниченным скольжением — Страница 5 из 12

Скорость вращения ваших колес

Многие люди предполагают, что по крайней мере два колеса получают мощность от трансмиссии. Их логика предполагает, что оба передних колеса тянут автомобиль с передним приводом или оба задних колеса тянут автомобиль с задним приводом. Примерно для 95 процентов всех автомобилей это неверное предположение.На самом деле почти все автомобили на дороге используют «открытый» дифференциал; механизм, восходящий к третьему веку в Китае. В результате возникают ситуации, когда открытый дифференциал направляет мощность только на одно колесо. При передаче мощности одному колесу, как правило, это колесо с наименьшим тяговым усилием. Понимая цель, которой служит дифференциал, мы исследуем функцию открытых дифференциалов, дифференциалов повышенного трения и золотника.

Когда транспортное средство движется по прямой, все колеса движутся с одинаковой скоростью вращения.Это, конечно, предполагает, что у вас есть шины одинакового размера с левой и правой стороны транспортного средства и что и передние, и задние шины имеют одинаковую высоту. Если колеса разного размера управляются спереди назад, скорость вращения передних колес не будет соответствовать скорости вращения задних колес. Однако до тех пор, пока шины соответствуют левой и правой стороне транспортного средства, обе передние шины будут иметь одинаковую скорость вращения, в то время как обе задние шины будут иметь одинаковую скорость вращения.В то время как движение по прямой не требует дифференциала, необходимость в дифференциале становится очевидной, когда вы начинаете понимать динамику, возникающую при повороте автомобиля.

Во время поворота внешнее колесо должно двигаться с более высокой скоростью вращения, чем внутреннее колесо. Если это звучит странно, рассмотрим эту ситуацию, чтобы прояснить ситуацию. Если транспортное средство совершает поворот на 90 градусов в радиусе 25 футов от внутренней шины, внешняя шина движется по радиусу 25 футов плюс ширина колеи транспортного средства (расстояние между центральными точками двух шин). .В этом примере допустим, что ширина дорожки составляет 60 дюймов или 5 футов. Это будет означать, что внешняя шина должна двигаться в радиусе 25 плюс 5 футов или 30 футов. В этом примере общее расстояние, пройденное шинами за этот поворот, будет:

Внутренняя шина: (25 футов x 2 x пи) / 4 = 39,25 футов

Внешняя шина: (30 футов x 2 x пи) / 4 = 47,10 футов

Чтобы решить это уравнение, мы используем формулу, согласно которой длина окружности равна пи, умноженному на диаметр (где диаметр равен радиусу, умноженному на два).Мы также знаем, что полный круг составляет 360 градусов, и что угол нашего поворота 90 градусов составляет только четверть всей окружности круга. Вот почему в этом примере мы делим произведение длины окружности на четыре, чтобы определить расстояние, пройденное каждым колесом.

Как показывает этот пример, внешняя шина должна пройти дополнительно 7,85 фута за тот же поворот. Поскольку скорость определяется как расстояние, пройденное за единицу времени, единственный способ, которым внешняя шина может пройти большее расстояние за то же время, — это иметь более высокую скорость.В этом примере скорость внешней шины должна быть на 20 процентов выше скорости вращения внутренней шины. Если вы подставите несколько разных чисел в приведенные выше уравнения, вы обнаружите, что разница в скорости между внутренними и внешними колесами увеличивается с увеличением радиуса поворота или увеличением ширины колеи. Следовательно, необходимость в механическом устройстве, которое позволяет одному колесу вращаться с другой скоростью, чем другое, очевидна для транспортных средств, которые делают повороты.

«Открытый» дифференциал

Как следует из названия, дифференциал — это механическое устройство, которое позволяет внутреннему и внешнему колесу вращаться с разной скоростью за один оборот.«Открытый» дифференциал — это самый простой тип дифференциалов, используемый производителями автомобилей. В открытом дифференциале оси переходят в боковые шестерни, входящие в состав водила. Эти боковые шестерни (также известные как солнечные шестерни) соединяются с крестовинами (также известными как планетарные шестерни), установленными на поперечном валу или цапфе планетарной передачи. Хотя вам не нужно знать все части, вам нужно понимать функцию. Открытый дифференциал позволяет внутренним и внешним колесам вращаться с разной скоростью. Эта разница в скорости возникает в центре водила между боковой и крестообразной шестернями.Это хорошие новости об открытом дифференциале. Обратной стороной открытого дифференциала является то, что когда педаль встречается с металлом, мощность передается на колесо с наименьшим тяговым усилием.

Во время ускорения по прямой открытый дифференциал передает крутящий момент на колесо с меньшим тяговым усилием. В результате обычно возникает выгорание типа «колышек-ножка». Это снижает производительность при движении по прямой, и в результате сокращается время на 60 футов, от 0 до 60 миль в час или на четверть мили.Во время агрессивного прохождения поворотов под действием мощности открытый дифференциал будет иметь тенденцию раскручивать внутреннюю шину (шину, которая имеет меньшее сцепление с дорогой, так как поворот заставил тело и вес переноситься на внешнее колесо). Это снижает способность транспортного средства двигаться по дороге или повороту с максимальной скоростью. Как вы могли догадаться, есть значительное преимущество в том, что оба колеса толкают или тянут автомобиль. Так родился дифференциал повышенного трения.

Дифференциал повышенного трения (LSD)

Что, если бы дифференциал можно было спроектировать для работы как в «открытой», так и в «заблокированной» конфигурации? Это было целью разработки дифференциалов повышенного трения.Прежде чем мы исследуем внутреннюю работу различных типов существующих дифференциалов повышенного трения, давайте сначала разберемся с основной функцией и работой LSD как на прямой, так и на поворотах.

Как следует из названия, цель дифференциала повышенного трения — ограничивать или контролировать величину проскальзывания, допустимого в дифференциале. Для максимального ускорения по прямой «идеальный» LSD допускает нулевое скольжение между левым и правым ведущими колесами. Это заставит оба ведущих колеса одинаково продвигать автомобиль вперед.Вместо одного пятна контакта от «открытого» дифференциала правильно работающий LSD сможет использовать оба пятна контакта шины, чтобы максимизировать тягу и ускорение транспортного средства. Результат — лучшее время разгона.

В углу хорошо продуманный ЛСД также окажется полезным. В этой ситуации LSD не обеспечит ни полной блокировки, ни полностью открытого состояния. Вместо этого LSD будет стремиться подать дополнительную мощность на внешнее колесо. Это, в свою очередь, уменьшит пробуксовку внутреннего колеса и позволит водителю быстрее начать ускорение вне поворота.

Тип сцепления LSD имеет несколько (от 4 до 24) внутренних дисков сцепления. LSD активируется при нажатии на диски сцепления, что обеспечивает очень сильную блокировку и превосходную реакцию во время динамичного вождения.

Обычно LSD сцепления имеет нажимные кольца и фрикционные диски внутри корпуса дифференциала. LSD действует как стандартный дифференциал, когда автомобиль движется по прямой или когда разница во вращении левого и правого колеса одинакова. Как только между колесами возникает разница во вращении, поперечная ось, которая установлена ​​посередине, прижимает нажимные кольца, затем нажимные кольца передают движение на диски сцепления.Когда все диски сцепления включены, оба колеса заблокированы, и крутящий момент передается одинаково на оба колеса.

Дифференциал повышенного трения ограничивает разницу в крутящем моменте между противоположными осями и колесами. Когда одна сторона проскальзывает, дифференциал передает мощность на ось с максимальным сцеплением, сводя к минимуму пробуксовку колес и увеличивая сцепление с дорогой .

Стр. 1 (Открыто против Фабрики против ЛСД вторичного рынка) >>

Стр. 2 (Тип сцепления LSD) >>

Стр. 3 (Тип редуктора LSD) >>

Стр. 4 (Нужно ли мне настраивать ЛСД?) >>

Стр.5 (Разъяснение различий) >>

Стр.6 (Основные отличия) >>

---

Особенности

Full ATS >>

---

Основные особенности Куско >>

---

Основные характеристики КААЗа >>

---

Особенности

Full OS Giken >>

---

Основные характеристики Full Tomei >>

---

Особенности

Full Wavetrac >>

---

Дифференциальная функция, уровень и состояние жидкости · BlueStar Inspections

Независимо от того, является ли ваш автомобиль переднеприводным (FWD), заднеприводным (RWD), полным приводом (4WD) или полным приводом (AWD), мощность должна подаваться как минимум на одну пару левых колес. и правые колеса, чтобы автомобиль мог двигаться.Это стало возможным благодаря дифференциалу. Дифференциал — это компонент, который распределяет мощность от трансмиссии транспортного средства, позволяя приводить колеса в движение и вращаться с разной скоростью.

Дифференциал назван так потому, что два колеса ведущей оси должны иметь возможность получать мощность и вращаться с разной скоростью. Дифференциал в основном позволяет каждому колесу свободно вращаться относительно другого, при этом обеспечивая мощность обоим. Если при повороте одно колесо вращается медленнее, механизм дифференциала будет продолжать приводить в движение другое колесо без рывков, заедания или буксования.

Если у транспортного средства не было дифференциала, ведущие колеса были бы заблокированы вместе и были бы вынуждены вращаться с одинаковой скоростью, что затрудняло бы поворот и увеличивало вероятность потери контроля над транспортным средством. Отсутствие дифференциала также затруднило бы трансмиссию транспортного средства, потому что одна шина должна была бы цепляться за поверхность дороги и скользить по ней, чтобы поддерживать ту же скорость, что и другая. Эта сила будет передаваться через ось от одного колеса к другому и создавать огромную нагрузку на компоненты оси, а также на шины.

По крайней мере, один дифференциал есть на всех современных автомобилях, внедорожниках и грузовиках. В автомобилях с передним приводом дифференциал обычно встроен в трансмиссию или коробку передач и разделяет трансмиссионную жидкость. На заднеприводном автомобиле с передним расположением двигателя дифференциал находится сзади и имеет собственный корпус и смазку. В случае полноприводных автомобилей обычно имеются отдельные передний и задний дифференциалы, встроенные в фиксированные оси, и, возможно, дифференциал, встроенный в раздаточную коробку, который находится между ними.В автомобилях с полным приводом есть не только передний и задний дифференциалы, но и центральный дифференциал, который обычно встроен в трансмиссию. Автомобили с полным приводом нуждаются в дифференциале между каждым набором ведущих колес, а также между передними и задними колесами, потому что передние колеса проходят различное расстояние за поворот, чем задние колеса.

Дифференциал может иметь свой собственный корпус и жидкость, он может быть интегрирован в корпус трансмиссии и использовать ту же жидкость, что и трансмиссия, или он может быть интегрирован в раздаточную коробку и использовать ту же жидкость, что и раздаточная коробка.Дифференциалы, содержащиеся в коробке передач и раздаточной коробке, соответствуют тем же требованиям к техническому обслуживанию и осмотру, что и трансмиссия и раздаточная коробка. Все дифференциалы требуют масла. Проверка и замена масла в дифференциале — две из наиболее часто игнорируемых задач по техническому обслуживанию автомобиля. Тепло, трение и контакт металла с металлом в конечном итоге разрушают жидкость, что неизбежно изнашивает и ослабляет шестерни и подшипники и приводит к поломке.

Дифференциальное масло, содержащееся в собственном корпусе, иногда называют трансмиссионным маслом.Оно толще, чем моторное и трансмиссионное масло, и рассчитано на работу под высоким давлением при смешивании шестерен. Трансмиссионное масло разбрызгивается по корпусу, смазке шестерен, подшипников и узлов сцепления. Масло дифференциала предназначено для охлаждения и смазки дифференциала. Без масла дифференциал перегрелся бы из-за контакта металла с металлом и выгорел бы.

Из-за нормального износа масло дифференциала может содержать мелкие металлические частицы. Часто пробки дифференциального заполнения и слива жидкости снабжены магнитом для притяжения и удержания этих частиц и предотвращения их циркуляции через жизненно важные компоненты.Эти магниты не предназначены для компенсации небрежного обращения или неправильного обращения, и их не следует рассматривать как замену регулярного технического обслуживания. Существенное присутствие металлических частиц на магните может свидетельствовать о неисправности дифференциала.

Важно регулярно проверять дифференциал (-ы) на наличие повреждений, утечек или других проблем, а также проверять уровень и состояние жидкости дифференциала. Дифференциальная жидкость может протекать через уплотнения полуоси, уплотнение шестерни, прокладку крышки, неисправность вентиляции, заглушки или любую прокладку или уплотнение коробки передач или раздаточной коробки, если дифференциал расположен внутри этих компонентов.Хороший способ определить, есть ли проблемы с дифференциалом, — это протестировать автомобиль с выключенным радио и внимательно слушать его при поворотах и ​​движении как на более медленных, так и на скоростных скоростях.

Не упускайте из виду дифференциалы в вашем автомобиле. Чтобы избежать дорогостоящего ремонта и поддерживать дифференциал в оптимальном рабочем состоянии, проверяйте дифференциал и жидкость дифференциала вашего автомобиля при каждом ремонте автомобиля. Следуйте рекомендациям производителя относительно типа жидкости и частоты ее замены.Если масло дифференциала загрязнено, имеет следы металлических частиц или имеет черный цвет, его пора заменить.

При покупке подержанного автомобиля необходимо убедиться, что дифференциал в хорошем состоянии и масло не сильно загрязнено, в противном случае транспортному средству вскоре может потребоваться дорогостоящий ремонт.

Общие проблемы с дифференциалами и что с ними делать

Трансмиссия вашего автомобиля передает мощность на ведущие колеса, но сами колеса нуждаются в помощи для эффективной работы.Если бы они были вынуждены вращаться с одинаковой скоростью, это создало бы нагрузку на ось и помешало бы вашей машине поворачиваться. Дифференциал помогает предотвратить эти проблемы, позволяя каждому ведущему колесу вашего автомобиля вращаться с разной скоростью.

Обратите внимание на эти распространенные проблемы с дифференциалами, а также на серьезные последствия, которые могут возникнуть, если их не устранить.

Признаки неисправности дифференциала

Другие компоненты могут иметь признаки повреждения, если у вашего автомобиля есть проблемы с дифференциалом.Вот несколько вещей, на которые следует обратить внимание, если вы подозреваете, что что-то не так:

• Изношенные опорные подшипники. Если ваш автомобиль издает урчание или жужжание при движении со скоростью более 20 миль в час, причиной могут быть изношенные опорные подшипники. В некоторых случаях этот шум может изменяться по высоте, когда транспортное средство движется по повороту.
• Ослабленный предварительный натяг подшипника ведущей шестерни. Воют не только волки и собаки. Автомобиль с ослабленным предварительным натягом подшипника ведущей шестерни часто издает воющий шум при переключении передач.В этой ситуации вой раздается только тогда, когда автомобиль замедляется. Этот звук легко принять за шум шин.
• Сломанный зуб шестерни. Ваш автомобиль часто издает громкие щелчки или лязгающие звуки во время движения? Это могло быть вызвано поломкой зуба шестерни.
• Изношенные карданные шарниры. Если ваш автомобиль сильно трясется или вибрирует, виноваты изношенные карданные шарниры. Во многих случаях эта вибрация становится более заметной по мере увеличения скорости автомобиля.
• Неисправные ступичные подшипники. Неисправные ступичные подшипники могут стать причиной урчания автомобиля при прохождении поворотов.
• Сломаны угловые шестерни. Угловые шестерни также известны как крестовины. Если эти шестерни сломаны, вы можете услышать стук, щелчок или лязг при повороте вашего автомобиля.
• Изношенная раздаточная коробка . В вашем автомобиле может быть изношена раздаточная коробка, если она издает лязгающий или щелкающий звук при нажатии или отпускании дроссельной заслонки.
• Несбалансированный приводной вал. Несбалансированный карданный вал может вызвать сильную вибрацию автомобиля при ускорении.
• Изношены подшипники шестерни. Если ваш автомобиль издает жужжащие звуки на разных скоростях, проблема может быть вызвана изношенными подшипниками шестерни.
• Недостаточная смазка. Как и двигатель и трансмиссия, дифференциал вашего автомобиля требует надлежащей смазки для эффективной работы. Жидкость, используемая для этой задачи, известна как трансмиссионное масло или масло дифференциала.Низкий уровень трансмиссионного масла может вызвать стук или стук автомобиля при прохождении поворотов.

Избегайте серьезных последствий с помощью внимательного ремонта

Многие общие проблемы с дифференциалами могут превратиться в снежный ком, если вы не решите их своевременно.

Что еще более важно, неисправный дифференциал может негативно повлиять на вашу безопасность, когда вы находитесь за рулем, затрудняя поворот. Неисправный дифференциал также может привести к блокировке колес вашего автомобиля, что может поставить вас в опасную ситуацию, если это произойдет во время движения.

Дифференциал может иметь множество проблем, но эти проблемы довольно легко обнаружить. Чтобы не допустить ухудшения ситуации, немедленно отремонтируйте свой автомобиль или обратитесь к специалисту, если какая-либо из вышеупомянутых частей повреждена или изношена.

Ознакомьтесь со всеми деталями трансмиссии, доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации об общих проблемах с дифференциалами поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.