Типы дифференциалов автомобиля: устройство, виды и принцип работы

Виды дифференциалов от 4runner.sovintel

Блокировка дифференциала и главная пара на любой внедорожник!         Магазин: +7 984 2-200-100      Мастерская:  +7 914 790-98-73
Магазин «Blokirovka.ru» Адреса:  Владивосток, Днепровская, 25Д     Москва, Ореховый б-р 24А стр.2   Телефон:  +7-984-2-200-100 (Магазин) +7-914-792-23-13 (Андрей, whatsapp) +7-916-2-200-100 (склад в Москве) +7-984-2-200-100     E‑mail: info@blokirovka. ru
Подбор блокировок по автомобилю Подбор блокировок по дифференциалу Популярные внедорожники Toyota Land Cruiser 80 Nissan Safari 60/61 Toyota Land Cruiser Prado 78 Toyota Land Cruiser 105 Toyota FJ Cruiser Toyota Hilux Toyota Tundra Suzuki Jimny Suzuki Escudo Mitsubishi Pajero Isuzu Bighorn Главная » Статьи » Типы и виды блокировок дифференциала Дифференциал – это механическое устройство, которое передает вращение с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга.   Такая передача вращения возможна благодаря применению так называемого планетарного механизма. В автомобилестроении, дифференциал является одной из ключевых деталей трансмиссии. В первую очередь он служит для передачи вращения от коробки передач к колёсам ведущего моста. Почему для этого нужен дифференциал? В любом повороте, путь колеса оси, двигающегося по короткому (внутреннему) радиусу, меньше, чем путь другого колеса той же оси, которое проходит по длинному (внешнему) радиусу. В результате этого, угловая скорость вращения внутреннего колёса должна быть меньше угловой скорости вращения внешнего колеса. В случае с не ведущим мостом, выполнить это условие достаточно просто, так как оба колеса не связанны друг с другом и вращаются независимо. Но если мост ведущий, то необходимо передавать вращение одновременно на оба колеса (если передавать вращение только на одно колесо, то тяговые свойства автомобиля и его управляемость будут неприемлемыми). При жесткой связи колёс ведущего моста и передачи вращения на единую ось обоих колёс, автомобиль не сможет нормально поворачивать, так как колеса, имея равную угловую скорость, будут стремиться пройти один и тот же путь в повороте. Дифференциал позволяет решить эту проблему: он передаёт вращение на раздельные оси обоих колёс (полуоси) через свой планетарный механизм с любым соотношением угловых скоростей вращения полуосей. В результате этого, автомобиль может нормально двигаться и хорошо управляется как на прямом пути, так и в повороте. Схема работы симметричного дифференциала и его планетарного механизма на картинке справа. Анимированную схему работы можно увидеть на сайте Howstuffworks. Однако, конструкция планетарного механизма имеет весьма неприятное свойство: планетарный механизм стремится передать полученное от чашки дифференциала вращение туда, куда легче. Например, если оба колеса моста имеют одинаковое сцепление с дорогой, и усилия необходимые для раскручивания каждого из колёс примерно равны, то дифференциал будет вращать оба колеса. Но стоит только появиться ощутимой разнице в сцеплении колёс с дорогой (например, одно колесо попало на лёд, а другое осталось на асфальте), как дифференциал тут же начнёт вращать только то колесо, для вращения которого требуется наименьшее усилие (то есть то, которое находится на льду). В результате, колесо находящееся на асфальте перестанет вращаться и остановится, а колесо находящееся на льду будет буксовать. Почему и как это происходит? Дело в том, что планетарный механизм симметричного дифференциала вращает шестерни полуосей через сателлиты. Сателлит передаёт РАВНЫЙ крутящий момент одновременно на две полуоси, так как является рычагом с РАВНЫМИ плечами относительно собственной оси вращения, через которую сателлит и получает тяговое усилие от чашки дифференциала. При прямолинейном движении с хорошим дорожным сцеплением обоих колёс, сателлиты не вращаются вокруг своей оси и передают максимальный крутящий момент с чашки дифференциала на полуоси. Чашка дифференциала, планетарный механизм и полуоси вращаются с равной угловой скоростью как единое целое. При повороте автомобиля, сателлиты начинают поворачиваться вокруг своей оси, приводя в действие планетарный механизм и обеспечивая разницу в угловых скоростях полуосей, однако продолжают передавать оптимальный крутящий момент на обе полуоси, так как дорожное сцепление обоих колёс остаётся высоким. Как только одно из колёс начинает терять сцепление с дорогой, усилие необходимое для его вращения сразу снижается, и крутящий момент на его полуоси падает. Так как сателлиты могут свободно вращаться вокруг своей оси симметрии,  уравнивая тем самым крутящий момент на обеих полуосевых шестернях, крутящий момент упадёт и на полуоси колеса с хорошим дорожным сцеплением, а так же и на чашке дифференциала, и на всей трансмиссии в целом. В этой ситуации, упавшего крутящего момента уже не достаточно для вращения колеса с хорошим дорожным сцеплением, зато его вполне достаточно для вращения колеса с плохим дорожным сцеплением, которое и продолжает вращаться (буксовать) благодаря осевому вращению сателлитов. При этом, планетарный механизм выполняет роль редуктора, увеличивающего угловую скорость вращения буксующего колеса. В результате, колесо с хорошим дорожным сцеплением останавливается (как и автомобиль), а буксующее колесо вращается с удвоенной угловой скоростью, относительно угловой скорости чашки дифференциала. Двигатель работает практически без нагрузки, так как суммарное усилие (крутящий момент) упало на всей трансмиссии. В полноприводных автомобилях дифференциалом обычно оборудованы два моста, а зачастую дифференциал можно обнаружить еще и между мостами (межосевой дифференциал). Таким образом, мы получаем схему трансмиссии, в которой присутствуют целых три дифференциала: два мостовых и один межосевой. Последний необходим для постоянного движения с полным приводом и передачей вращения на все четыре колеса, так как в повороте, колёса рулевого переднего моста имеют совсем другие угловые скорости, нежели чем колёса заднего моста. Межосевой дифференциал призван передавать вращение от коробки передач к обоим ведущим мостам с разным соотношением угловых скоростей. Такая схема с тремя дифференциалами является одной из самых распространённых схем для постоянного полного привода (Full time 4WD). Однако, это уже тема другого раздела. В данном разделе нас интересует дифференциал и его свойства. Возвращаясь к вышеописанному проблемному свойству планетарного механизма, интересно рассмотреть ситуацию, когда полноприводный автомобиль с межосевым дифференциалом одним из четырёх колёс попал на тот же лёд (или в скользкую яму). Что тогда произойдёт? Дифференциал моста, колесо которого находится на льду, будет вращать только колесо на льду. Межосевой дифференциал, в свою очередь, тоже стремится вращать ту ось, которую легче. Естественно, межосевому дифференциалу легче вращать мост с проскальзывающим на льду колесом, нежели чем мост, колёса которого имеют хорошее сцепление с дорогой и могут двигать автомобиль. В результате, крутящий момент на всей трансмиссии упадёт, а вращаться будет единственное  колесо, находящееся на льду, так как для вращения трёх колес с хорошим сцеплением этого крутящего момента будет недостаточно. В итоге: из четырёх ведущих колёс осталось только одно, которое буксует на льду – полноприводный автомобиль «застрял». Совершенно ясно, что свойство дифференциала всегда распределять полученный крутящий момент поровну между осями (50/50), сильно ухудшает проходимость и управляемость автомобиля. Для продолжения движения автомобиля в рассмотренных выше ситуациях, необходимо увеличить крутящий момент, передаваемый на колеса с хорошим дорожным сцеплением. Как же заставить дифференциалы перераспределять крутящий момент в пользу колёс с хорошим сцеплением? Для этого были разработаны различные способы частичной и полной, ручной и автоматической блокировки дифференциалов, которые будут рассмотрены ниже 1. Полная (100%-я) принудительная блокировка дифференциала. При таком типе блокировки, дифференциал фактически перестаёт выполнять свои функции и превращается в простую муфту, жестко связывающую полуоси (или карданы) между собой и постоянно передающую им вращение с равной угловой скоростью. Для того, чтобы полностью заблокировать классический дифференциал, достаточно либо заблокировать возможность осевого вращения сателлитов, либо жестко соединить между собой чашку дифференциала с одной из полуосей. При этом, планетарный механизм блокирован и не распределяет крутящий момент по осям. Передаваемые на полуоси крутящие моменты зависят непосредственно от сцепления каждого из колес с дорогой. На картинке изображена схема блокировки компании ARB для мостового дифференциала, в которой блокируются сателлиты. Подключение блокировки реализовано при помощи привода, управляемого водителем из салона автомобиля. В основном используются следующие типы приводов: пневматический, электрический, гидравлический или механический. Данный тип блокировки применяется как для мостовых, так и для межосевых дифференциалов. В виду того, что полностью блокированный дифференциал НЕ распределяет полученный крутящий момент поровну между осями, в случае резкой потери сцепления одного из колес, передаваемый крутящий момент на полуось колеса с хорошим сцеплением резко возрастет. Поэтому пользоваться такими блокировками надо крайне аккуратно, так как усилия мотора вполне достаточно для того, чтобы «сорвать» механизм блокировки или поломать полуось. Применять такие блокировки желательно только на небольших скоростях для передвижения по труднопроходимой местности, так как при их применении в мостах (особенно в рулевых), автомобиль очень сильно теряет в управляемости. Включать подобного рода блокировки можно только на остановленном автомобиле. Как правило, жесткими блокировками мостовых и межосевых дифференциалов оборудуются полноценные рамные внедорожники, такие как Toyota Land Cruiser, 4Runner (Hilux Surf), Mercedes G-Class и.т.п. 2. Кулачковые и зубчатые автоматические блокировки. Принцип работы этих блокировок достаточно прост. Вместо классического шестеренчатого планетарного механизма используются кулачковые или зубчатые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке заклиниваются и блокируют полуоси друг с другом. Нетрудно себе представить, что происходит с автомобилем при срабатывании такой блокировки в повороте. Некоторые экземпляры просто отключают одну из полуосей в момент возникновения небольшой разницы скоростей (за счет использования обгонных муфт). Именно поэтому, штатно такими блокировками оборудуются только дифференциалы военной и специальной техники (БТР и.т.п.) На картинках изображены (слева на право): Detroit Locker, кулачковая блокировка отечественного производства (БТР 60), Detroit E-Z Locker. 3. Limited Slip Differentials — дифференциалы с ограниченным «забеганием» (дословно — «проскальзыванием») забегающей полуоси относительно отстающей, или Самоблокирующиеся дифференциалы. Научное название – ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ ПОВЫШЕННОГО ТРЕНИЯ. Чем выше внутреннее трение в дифференциале, тем выше коэффициент блокировки этого дифференциала – то есть тем больше крутящего момента дифференциал может перераспределить в пользу небуксующего колеса. По принципу действия, самоблокирующиеся дифференциалы можно подразделить на два основных типа: Speed sensitive – срабатывающих при возникновении разницы в угловых скоростях вращения полуосей Torque sensitive – срабатывающих при падении усилия (крутящего момента) на одной из полуосей. 3.1 SPEED SENSITIVE LSD 3.1.1 Автоматическая блокировка с использованием Вискомуфты в качестве «Slip Limiter». В данном случае применяется блокировка одной из полуосей с чашкой дифференциала. Вискомуфта монтируется соосно полуоси таким образом, что один её привод жестко крепится к чашке дифференциала, а другой – к полуоси. При нормальном движении угловые скорости вращения чашки и полуоси одинаковые, либо незначительно отличаются (в повороте). Соответственно, рабочие плоскости вискомуфты имеют такое же небольшое расхождение в угловых скоростях и муфта остаётся разомкнутой. Как только одна из осей начинает получать более высокую угловую скорость вращения относительно другой, в вискомуфте появляется трение и она начинает блокироваться. Причем, чем больше разница в скоростях, тем сильнее трение внутри вискомуфты и степень её блокировки, а следовательно и степень блокировки дифференциала. За счет полученного момента трения между чашкой дифференциала и полуосью, дифференциал перераспределяет крутящий момент в пользу оси с наилучшим дорожным сцеплением (отстающую полуось). По мере увеличения степени блокировки вискомуфты и выравнивания угловых скоростей чашки и полуоси, трение внутри вискомуфты начинает падать, что ведёт к плавному размыканию вискомуфты и к отключению блокировки. Данная схема применяется в основном для межосевых дифференциалов, так как её конструкция слишком массивна для установки на мостовой редуктор, хотя некоторые производители устанавливают её и в мостовой редуктор — например Митсубиши (Схема на картинке). Подобный механизм блокировки хорошо подходит для эксплуатации в условиях плохого дорожного покрытия, однако, в условиях настоящего бездорожья его способности далеко не выдающиеся: вискомуфта не справляется с постоянными сменами состояний сцепления мостов с грунтом, запаздывает при включении, перегревается и выходит из строя. Данный тип блокировки межосевого дифференциала можно встретить как в качестве основного и единственного средства блокировки на «паркетных» внедорожниках: Toyota Rav4, Lexus RX300 и.т.п., так и в качестве дополнительной блокировки (в дополнение к100%-ой принудительной блокировке) на полноразмерных внедорожниках Toyota Land Cruiser 80. 3.1.2 Героторный дифференциал (Gerodisk или Hydra-lock) Американская компания ASHA Corp. снабдила классический дифференциал устройством блокировки, состоящим из масленого насоса с поршнем и комплекта фрикционных пластин (фрикционного блока), установленного между чашкой дифференциала и шестерней одной из полуосей. Принцип действия данной блокировки практически ни чем не отличается от рассмотренной выше блокировки при помощи вискомуфты. Масляный насос монтируется соосно полуоси таким образом, что его корпус крепится к чашке дифференциала, а нагнетающий ротор – к полуоси. При возникновении разности в угловых скоростях полуоси и чашки дифференциала, насос начинает нагнетать масло на поршень и сдавливать фрикционный блок, блокируя тем самым шестерню полуоси с чашкой дифференциала. За счет полученного момента трения, дифференциал перераспределяет крутящий момент на отстающую полуось (полуось с наилучшим сцеплением). Данная конструкция получила название Gerodisk (Hydra-Lock) и штатно устанавливается на внедорожники Chrysler (на картинке слева). Детальную компоновку устройства можно увидеть, кликнув на картинку. Практически для всех friction based дифференциалов необходимо применять специальное масло, которое содержит присадки, обеспечивающие нормальную работу фрикционных блоков. 3.2 TORQUE SENSITIVE LSD 3.2.1. Дифференциалы с фрикционными блоками предварительного натяга. Устройство таких дифференциалов довольно простое и принципиально ни чем не отличается от устройства обычного открытого дифференциала. Для создания дополнительного трения, между полуосями и чашкой дифференциала добавлены комплекты блоков фрикционных пластин (которые помечены на картинке справа красными точками). Именно поэтому, подобные дифференциалы часто именуют «friction based LSD». Довольно часто, фрикционные блоки подпружинивают. Когда начинается забегание одной из полуосей (буксование колеса), дифференциал перераспределяет крутящий момент в пользу отстающей полуоси за счет момента трения на фрикционных пластинах. Данный тип блокировки имеет очень большой недостаток – под действием трения пластин дифференциал препятствует возникновению даже небольшой разницы в угловых скоростях полуосей (которая необходима в поворотах), что негативно влияет на управляемость автомобиля, а так же на расход покрышек и топлива. В связи с этим, коэффициент блокировки данных дифференциалов обычно выбирают небольшим (иначе, автомобиль будет иметь неадекватную управляемость на дороге). Тем не менее, для автоспорта выпускаются модели таких дифференциалов с довольно высоким конструктивно заложенным трением пластин и соответственно высоким коэффициентом блокировки. Помимо вышеперечисленных недостатков, можно выделить еще один – срок службы фрикционных блоков в таких дифференциалах небольшой и со временем, фрикционные блоки изнашиваются, снижая тем самым коэффициент блокировки дифференциала. Для всех friction based дифференциалов необходимо применять специальное масло, которое содержит присадки, обеспечивающие нормальную работу фрикционных блоков. Данные дифференциалы штатно устанавливаются в задний мост многих внедорожников — Toyota 4Runner (Hilux Surf), Toyota Land Cruiser, Nissan Terrano, Kia Sportage и.т.п. 3.2.2 Самоблокирующиеся дифференциалы с гипоидным (червячным или винтовым) и косозубым зацеплением. Это одна из самых интересных, эффективных, технологичных и практически применяемых форм блокировки дифференциалов. Принцип работы основан на свойстве гипоидной или винтовой пары «расклиниваться» . В связи с этим, основные (или все) зацепления в таких дифференциалах винтовые или гипоидные. Разновидностей конструкций не так уж и много — можно выделить три основных типа. Первый тип производит компания Zexel Torsen. (T-1) Гипоидными парами являются шестерни ведущих полуосей и сателлиты. При этом каждая полуось имеет собственные сателлиты, которые парно связанны с сателлитами противоположной полуоси обычным прямозубым зацеплением. Следует отметить, что ось сателлита перпендикулярна полуоси. При нормальном движении и равенстве передаваемых на полуоси крутящих моментов, гипоидные пары «сателлит / ведущая шестерня» либо остановлены, либо проворачиваются, обеспечивая разницу угловых скоростей полуосей в повороте. Как только одна из полуосей начинает буксовать и крутящий момент на ней падает, гипоидные пары «полуось/сателлит» начинают вращаться и расклиниваться, создавая трение с чашкой дифференциала и друг с другом, что приводит к частичной блокировке дифференциала. За счет момента трения, дифференциал перераспределяет крутящий момент в пользу отстающей полуоси. Данная конструкция работает в самом большом диапазоне распределения крутящего момента — от 2.5/1 до 5.0/1. Диапазон срабатывания регулируется углом наклона зубцов червяка. Автором второго типа является англичанин Rod Quaife. В данном дифференциале используются косозубые шестерни полуосей и винтовые шестерни сателлитов. Оси сателлитов параллельны полуосям. Сателлиты расположены в своеобразных карманах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют не прямозубое зацепление, а образуют между собой еще одну винтовую пару, которая расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки (на картинке слева). Подобное устройство имеет и дифференциал True Trac компании Tractech. Даже у нас в России появилось производство аналогичных дифференциалов под отечественные автомобили УАЗ и.т.д. А вот компания Zexel Torsen в своём дифференциале T-2 предложила немного другую компоновку по сути, того же устройства (на картинке справа). Благодаря своей необычной конструкции, парные сателлиты соединены между собой со внешней стороны солнечных шестерней. По сравнению с первым типом, эти дифференциалы имеют меньший коэффициент блокировки, однако они более чувствительны к падению момента и срабатывают раньше (начиная от 1.4/1). Компания Tractech недавно выпустила мостовой torque sensitive дифференциал Electrac, снабженный принудительной электроприводной блокировкой. Третий тип производится компанией Zexel Torsen (Т-3) и используется в основном для межосевых дифференциалов. Как и во втором типе, в данном дифференциале используются косозубые шестерни полуосей и винтовые шестерни сателлитов. Оси сателлитов параллельны полуосям. Планетарная структура конструкции позволяет сместить номинальное распределение крутящего момента в пользу одной из осей. Например, используемый на 4Раннере 4-го поколения дифференциал Т-3 имеет номинальное распределение момента 40/60 в пользу задней оси. Соответственно, смещен и весь диапазон работы частичной блокировки: от (front/rear) 53/47 до 29/71. В целом, смещение номинального распределения момента между осями возможно в диапазоне от 65/35 до 35/65. Срабатывание частичной блокировки обеспечивает 20-30% перераспределение передаваемых на полуоси моментов. Так же, подобная структура дифференциала делает его компактным, что в свою очередь, упрощает конструкцию и улучшает компоновку раздаточной коробки. Вышеописанные дифференциалы очень популярны в автоспорте. Более того, многие производители устанавливают такие дифференциалы на свои модели штатно, как в качестве межосевых, так и межколёсных дифференциалов. Например, Тойота устанавливает такие дифференциалы как на легковые автомобили (Supra, Celica, Rav4, Lexus IS300, RX300 и.т.д), так и на внедорожники (4Runner (Hilux Surf), Land-Cruiser, Mega-Cruiser, Lexus GX470) и автобусы (Coaster Mini-Bus). Данные дифференциалы не требуют применения специальных присадок к маслу (в отличии от friction-based дифференциалов), однако лучше использовать качественное масло для нагруженных гипоидных передач. 4. Управление работой дифференциалов при помощи электронных систем контроля тормозных усилий (Traction Control и.т.п.) В современном автомобилестроении применяется всё больше и больше электронных систем контроля за движением автомобиля. Уже редко можно встретить автомобили, не оснащенные системой ABS (не дающей колёсам заблокироваться при торможении). Более того, уже с конца 80-х годов прошлого века передовые производители стали комплектовать свои флагманские модели системами контроля тяги и сцепления колёс — Traction Control. Например, Тойота установила систему Traction Control на Lexus LS400 в 1989 (90) году. Принцип работы такой системы прост: универсальные (так же обслуживают ABS) датчики вращения, установленные на контролируемых колёсах, фиксируют начало пробуксовки одного колеса оси относительно другого и система автоматически притормаживает забуксовавшее колесо, тем самым увеличивая на него нагрузку и вынуждая дифференциал эквивалентно увеличить крутящий момент на колесе с хорошим дорожным сцеплением. При сильной пробуксовке, система так же может ограничивать подачу топлива в цилиндры. Работа такой системы очень эффективна, особенно на заднеприводных автомобилях. Как правило, такую систему можно принудительно деактивировать кнопкой на приборной панели. Со временем, электронная система контроля тормозных усилий совершенствовалась и к ней добавлялись всё новые функции, работающие наряду с ABS и TRAC. (например управление разностью разблокировки рулевых колёс для более успешного прохождения поворотов). У всех производителей эти функции назывались по разному, однако смысл при этом оставался одинаковым. И вот, данные системы стали устанавливаться на полноприводные автомобили и внедорожники, причем в некоторых случаях они являются единственным средством контроля тяги и перераспределения крутящего момента между осями и колёсами (Mercedes ML, BMW X5). В случае, если внедорожник оснащен более серьёзными средствами распределения крутящего момента (самоблокирующимися дифференциалами и жесткими блокировками), то электронная система контроля тормозных усилий очень удачно дополняет эти средства. Хороший пример тому — великолепная управляемость и проходимость последнего поколения Тойотовских внедорожников 4Runner (Hilux Surf), Prado, Lexus GX470. Являясь представителями одной платформы, они обладают межосевым дифференциалом Torsen T-3 с возможностью жесткой блокировки, а так же электронной системой контроля тормозных усилий и тяги со множеством функций, помогающих водителю управлять автомобилем. Источник http://4runner.sovintel.ru/differentials.htm      по E-mail: показать форму и задать вопрос	Пневматические блокировки  Электрические блокировки  Самоблокирующиеся дифференциалы  Главные пары  ШРУСы и полуоси  Оригинал Toyota  Трансмиссия  Подвеска  Российские  Подбор по автомобилю  Подбор по дифференциалу  Производители  Лучшие предложения  Новинки  Каталог блокировок  Статьи   Российские блокировки   Руководства на английском языке   Тюнинг джипов и подготовка внедорожников   Статьи о блокировках и главных парах (наши с Drive2)   Типы и виды блокировок дифференциала   Инструкции и примеры установки  Архив Виды блокировок дифференциала Сравнение блокировок Сравнение главных пар Пары толстые и тонкие Разгруженные мосты

Виды дифференциалов.

Как работают разные типы дифференциалов. Что такое полная блокировка

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 – это механизм трансмиссии, распределяющий подводимый к нему крутящий момент между приводными валами и позволяющий колесам вращаться с разными угловыми скоростями. Особенно это заметно, когда машина проходит поворот. Дифференциал обеспечивает безопасное и комфортное вождение на сухой дороге с твердым покрытием. Однако если автомобиль покинет ее пределы и продолжит двигаться по пересеченной местности, а также в случае гололеда (и других тяжелых погодных условий) этот механизм может лишить автомобиль возможности передвигаться. О том, что такое дифференциал, как он устроен, в чем его вред для внедорожников и как с этим бороться — пойдет речь ниже.

Дифференциал как часть трансмиссии

Дифференциал в автомобиле — это механизм, распределяющий крутящий момент карданного вала трансмиссии между ведущими колесами передней или задней оси (в зависимости от типа привода), позволяя каждому из них вращаться без пробуксовки. В этом заключается основное назначение дифференциала.

Ведуший мост с дифференциалом в разрезе

При прямолинейном движении, когда колеса нагружены одинаково и имеют равную угловую скорость вращения — механизм работает в качестве передаточного звена. Если условия движения изменяются (поворот, пробуксовка) — нагрузка становится неравномерной. У полуосей появляется необходимость вращаться с разными скоростями, и, как следствие, становится необходимым распределить полученный крутящий момент между ними в определенном соотношении. Тогда узел выполняет вторую важную функцию: обеспечение безопасного маневрирования автомобиля.

Схема расположения дифференциала зависит от типа привода автомобиля:

1. Передний привод – картер коробки передач.
2. Задний привод – корпус ведущего моста.
3. Полный привод – корпусы переднего и заднего мостов (для передачи крутящего момента ведущим колесам) или раздаточная коробка (для передачи крутящего момента ведущим мостам).

Дифференциал на автомобилях появился не сразу. Конструкторы первых «самодвижущихся экипажей» были очень озадачены плохой маневренностью своих изобретений. Вращение колёс с одинаковой угловой скоростью во время прохождения поворота приводило к тому, что одно из них начинало буксовать или, наоборот, полностью теряло контакт с дорогой. Инженеры вспомнили, что на ранних прототипах первых автомобилей, снабжаемых паровыми двигателями, было устройство, позволявшее избежать потери управляемости.

Механизм распределения вращающего момента изобрёл француз Онесифор Пеккёр. В устройстве Пеккёра присутствовали валы и шестерни. Через них крутящий момент от мотора поступал к ведущим колёсам. Но даже после применения изобретения Пёккера проблема пробуксовки колёс на поворотах не решилась полностью. Выявились недостатки системы. Например, одно из колес в какой-то момент терял сцепление с дорогой. Сильнее всего это проявлялось на обледенелых участках.

Пробуксовка в таких условиях часто приводила к авариям, поэтому конструкторы надолго задумались над тем, как предотвратить занос машины. Решение было найдено Фердинандом Порше. Он стал изобретателем кулачкового механизма, который ограничивал проскальзывание колёс ведущего моста. Немецкое устройство дифференциала нашло применение в автомобилях Volkswagen.

Как устроен дифференциал

Принципиальная схема дифференциала

Узел работает как планетарный редуктор. Принципиальное устройство дифференциала: шестерни полуосей (5) и сателлитов (4) размещены в чашке (3). Чашка (корпус) жестко соединена с ведомой шестерней (2), которая принимает крутящий момент от ведущей шестерни главной передачи (1). Корпус передает вращение посредством сателлитов полуосям, вращающим ведущие колеса. Разные угловые скорости обеспечиваются благодаря работе сателлитов. Величина крутящего момента остается неизменной.

Применение дифференциалов в зависимости от их видов

Устройства используют для передачи крутящего момента ведущим колесам и ведущим мостам автомобиля.

Грузовики и легковые автомобили всех типов приводов имеют межколесный дифференциал, передающий вращение колесам. Межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между мостами, применяют исключительно в полноприводных машинах.

По типу применяемой зубчатой передачи различают следующие виды механизмов:

1. конический;
2. цилиндрический;
3. червячный.

По количеству зубьев шестерен полуосей:

1. симметричный;
2. несимметричный.

Благодаря его свойству пропорционально распределять крутящий момент несимметричный дифференциал с цилиндрической передачей устанавливают между мостами полноприводных автомобилей.

Заднеприводные и переднеприводные автомобили оснащают коническим симметричным дифференциалом.

Червячная передача, являясь самой универсальной, используется во всех типах устройств со всеми приводами.

Схема работы дифференциала

Рассмотрим принцип, по которому работает симметричный межколесный конический дифференциал, распределяющий крутящий момент между колесами в трех различных условиях:

1. прямолинейное движение;
2. поворот;
3. пробуксовка.

При прямолинейном движении

Прямолинейное движение характеризуется равномерным распределением нагрузки между колесами автомобиля. Они имеют одинаковую угловую скорость. Сателлиты, размещенные в корпусе, не вращаются вокруг своих осей. Они передают крутящий момент от ведомой шестерни главной передачи к полуосям через неподвижное зубчатое зацепление.

Работа дифференциала при повороте и прямолинейном движении

При повороте

Когда транспортное средство поворачивает, силы сопротивления и нагрузки распределяются следующим образом:

• Внутреннее колесо, имеющее меньший радиус от центра поворота, испытывает сопротивление большей силы, чем наружное. Увеличенная нагрузка заставляет его снизить скорость вращения.
• Наружное колесо, двигаясь по большему радиусу (большей траектории), наоборот, должно увеличить угловую скорость, чтобы автомобиль мог повернуть плавно, без пробуксовки.

Таким образом, колеса должны иметь разные угловые скорости. Замедление вращения полуоси внутреннего колеса приводит сателлиты в движение. Они, в свою очередь, посредством конической зубчатой передачи увеличивают скорость вращения полуоси наружного колеса. Крутящий момент, получаемый от главной передачи, остается неизменным.

При пробуксовке

Колеса автомобиля, движущегося даже прямолинейно по скользкой дороге или бездорожью, могут испытывать различную нагрузку: одно из них пробуксовывает, теряя сцепление с дорогой; другое, становясь более нагруженным, замедляется. Повторяется схема поворота. Только теперь она приносит вред: буксующее колесо может получить 100% принятого дифференциалом крутящего момента, а нагруженное вообще перестанет вращаться. Движение автомобиля прекратится.

Эти недостатки работы узла решаются различными способами:

• ручной или автоматической блокировкой;
• внедрением системы курсовой устойчивости.

Блокировка дифференциала и система курсовой устойчивости

Принудительная блокировка дифференциала с гидравлическим приводом

Чтобы крутящий момент полуосей снова стал одинаковым, нужно блокировать действие сателлитов или обеспечить его передачу от чашки на нагруженную полуось.

Это особенно актуально для машин повышенной проходимости, имеющих полный привод 4Х4. Не только потому что они предназначены для езды по местности с тяжелыми дорожными условиями. Стоит машине, оснащенной тремя дифференциалами (два межколесных, один межосевой), хотя бы в одной из четырех точек потерять сцепление – величина крутящего момента остальных колес устремится к нулевому значению, и машина откажется ехать.

Избежать неприятностей помогает блокировка, которая может быть либо частичной, либо полной (зависит от степени перераспределения усилий между полуосями), а также либо ручной, либо автоматической (зависит от степени контроля со стороны водителя).

Наиболее сложным совершенным способом устранить недостатки узла является электронная блокировка, реализуемая на базе системы курсовой устойчивости, датчики которой контролирует все необходимые параметры во время движения автомобиля. На основе полученных данных работа автомобиля корректируется автоматически.

Безопасность прежде всего

Дифференциал создан для обеспечения безопасного комфортного маневрирования на трассе. Описанные выше недостатки касаются езды в экстремальных условиях, а также по пересеченной местности. Поэтому если на автомобиле установлен привод ручной блокировки, использовать его нужно исключительно в соответствующих дорожных условиях. А шоссейные автомобили, которые сложно «уговорить» ехать медленнее 100 км/час, эксплуатировать без дифференциала вообще невозможно и даже опасно. Такой вот нехитрый, но бесконечно важный механизм в трансмиссии.

Дифференциал является частью трансмиссии – системы, которая связывает мотор с ведущими колесами автомобиля. Этот механизм участвует в передаче вращательных усилий (крутящего момента) от двигателя к колесам, но главная его функция состоит в том, что он обеспечивает вращение колес при повороте авто с различной угловой скоростью.

В отсутствие дифференциала колеса автомобиля при прохождении поворота вращаются с одной и той же скоростью, что приводит к пробуксовке колеса, которое перемещается по большему внешнему диаметру поворотной дуги. Такой эффект крайне отрицательно сказывается на управляемости авто и приводит к быстрому износу покрышек.

В современном автомобилестроении используется три варианта размещения дифференциальной коробки в блоке трансмиссии:

• в авто с ведущими задними колесами (задним приводом) — в зоне задней оси;
• в машинах с передним приводом — непосредственно в самой коробке перемены передач;
• в полноприводных автомобилях (4WD) дифференциальное устройство может располагаться как в самой раздаточной коробке, так и в зонах обоих осей.

Устройство дифференциала

Базой конструкции дифференциального устройства является планетарный редуктор. В зависимости от того, какие зубчатые шестерни (передачи) используются для вращения колес, дифференциал делится на три разных вида:

• конический;
• цилиндрический;
• червячный.

Наибольшее распространение получила коническая зубчатая передача и, соответственно, конический дифференциал. Он традиционно монтируется между двух осей автомобилей с полным приводом, а не между колесами, как это возможно с иными видами.

Основные элементы конструкции одинаковы у всех типов дифференциалов, поэтому рассмотрим строение узла на примере конического механизма.

Дифференциальный механизм конического типа состоит из следующих элементов:

• планетарный редуктор;
• шестерни с сателлитами;
• корпус устройства.

На профессиональном сленге инженеров автомобилестроения и специалистов сервисных центров корпус дифференциального устройства называется «чашкой». Его основное назначение — принять вращательные усилия двигателя и передать их через сателлиты на шестерни. К поверхности чашки прикреплена ведомая шестерня ведущей передачи, а внутри чашки смонтированы оси, на которых перемещаются сателлиты. Собственно говоря, именно они и выполняют сцепление чашки (корпуса) и шестеренок. В легковых транспортных средствах традиционно применяется всего одна пара сателлитов, в грузовых — две, так как требуется передавать особенно высокий крутящий момент.

Получив энергию от сателлитов, шестерни начинают движение по оси и передают тот же крутящий момент без изменений на ведущую пару колес. В результате транспортное средство приходит в движение.

Шестерни, расположенные на осях, могут иметь равное или разное количество зубцов (шлицев). Если число зубцов равное, то шестерня образует симметричный дифференциал – крутящий момент распределяется по осям в равных соотношениях. Если же количество зубьев не равное, то происходит несимметричная раздача энергии на колеса, что обеспечивает повышенную проходимость в сложных дорожных условиях.

Функциональность дифференциального устройства

Симметричный дифференциал может функционировать в одном из трех доступных режимов.

Основной режим — это езда в направлении «прямо». В данном режиме колеса встречают одинаковую силу дорожного сопротивления и, соответственно, получают одинаковый крутящий момент.

При вхождении в поворот режим работы дифференциала изменяется. Даже незначительный поворот влево или вправо ведет к тому, что внутреннее колесо испытывает большее сопротивление, нежели внешнее. Чтобы сгладить этот дефект, внутренняя шестеренка замедляет свой ход и, тем самым, заставляет сателлиты двигаться в другом направлении, что увеличит амплитуду вращения наружной полуосевой шестерни. Из-за этого изменяется угловая скорость вращения двух ведущих колес, за счет чего осуществляется плавное вхождение в поворот

Третий режим в работе дифференциального устройства включается при езде по льду или иной скользящей поверхности. Одно из ведущих колес начинает испытывать сопротивление, а второе — нет. Дифференциал в таких случаях заставляет двигаться проскальзывающее колесо с максимальной скоростью, а на второе колесо подача крутящего момента приостанавливается. После прохождения препятствия требуется уравнять подачу энергии на колесную пару, для чего может потребоваться блокировка дифференциала.

Как отмечают специалисты в ГК Favorit Motors, сегодня крупные европейские и американские автопроизводители используют собственные разработки в области дифференциалов. Например, предлагаемые модели автомобилей Cadillac (система Controlled), Chevrolet (дифференциал Positraction) и Ford (механизмы Equa-Lock и Traction-Lok) применяют в трансмиссии исключительно свои модели распределяющих механизмов.

Виды современных дифференциалов

• Quaife (Квайф)

Это одно из самых конструктивно простых устройств, которое составлено из планетарного редукторного механизма (в плоском исполнении) и схемы со сдвоенными сателлитами, которые при работе сцепляются между собой. Используется косозубое сцепление, которое под большой нагрузкой выдает осевые мощности и передает их на пары сателлитов. Благодаря дополнительному вращению нужного ряда сателлитов при поворотах или пробуксовке на скользкой поверхности удается достигнуть торможения одного колеса и придать энергию другому.

Дифференциал Quaife подразумевает использование сразу пяти пар сателлитов для максимальной надежности сцепления косых зубьев между собой. Это, с одной стороны, позволяет эффективно использовать механизм в самых сложных дорожных условиях. А, с другой стороны, говорит о том, что со временем будет наблюдаться обширный износ всей конструкции в целом.

Тип дифференциального механизма Quaife был запатентован еще в 1965 году. Сегодня он преимущественно используется в гоночных или спортивных автомобилях, а также некоторых моделях переднеприводных машин.

• Torsen (Торсен)

Это довольно старый вид червячного дифференциального устройства, он был изобретен еще в 1950-х годах. На сегодняшний день автопроизводители используют 3 усовершенствованных разновидности дифференциала Torsen, однако все они имеют примерно одинаковый принцип работы. Шестерни, которые расположены на ведущих полуосях, образуют так называемую червячную пару с сателлитами. При этом, что существенно, на каждой полуоси располагаются свои сателлиты, которые парами сцепляются в некоторых положениях с сателлитами другой полуоси.

При движении вперед по прямой червячные пары находятся в остановленном положении, а при движении в повороте они проворачиваются. Очередной проворот по оси обеспечивает изменение угла колеса при поворотах и разворотах. Дифференциал Torsen считается самым мощным и износостойким, он работает при максимальной нагрузке и соотношениях крутящего момента.

• Механизм с дисковой блокировкой

Этот вид дифференциального устройства состоит из симметричного планетарного редукторного механизма, который закреплен на шестеренках конической формы. Шестерни имеют две маленькие муфты той же формы и два диска. Частично диски могут цепляться за саму чашку дифференциала, а частично — соприкасаться со сцеплением, которое работает при воздействии ведомой шестеренки.

Суть блокировки дифференциала заключается в том, что при возрастании механической силы на шестерни появляются вторичные осевые мощности. Дополнительные силы стремятся разъединить стыки между шестернями. В тот момент, когда им это удается, выравнивается скорость каждого из колес в связи с тем, что угловые скорости приобретают одно и то же значение.

Дифференциал с дисковой блокировкой появился еще в конце 1930-х годов, однако после значительной модернизации используется и сегодня — обычно на внедорожниках и спорткарах.

• Дифференциал кулачкового типа

Кулачковый дифференциал может иметь 2 варианта исполнения. Первый подразумевает расположение кулачковой муфты между двумя ведомыми шестеренками. В кулачковом механизме второго типа зубчатых колес нет в принципе – водилом здесь является сепараторное кольца, а функцию сателлитов выполняют «сухари» (специальные клинья). Ведомыми шестернями в этом случае являются кулачковые диски.

Принцип конструкции кулачкового дифференциала второго типа понятен из нижеприведенной схемы, где 1 – это корпус, 2 – обойма, 3 –сухарь, 4 и 5 – полуосевые звездочки. «Сухари» могут располагаться горизонтально (рисунок а) или радиально (рисунок б)

Суть блокировки дифференциального устройства заключается в том, что как только начинает наблюдаться разница между скоростными углами, кулачковая муфта (или кулачковые диски — во втором варианте исполнения) сразу же блокируют дифференциал.

Начальные разработки такого типа механизмов появились в 1940-х годах. В легковых транспортных средствах такой тип дифференциалов сегодня практически не используется. Основная сфера применения кулачкового типа — в военном автомобилестроении.

• Вискомуфта (вязкостная муфта)

Дифференциал конструктивно имеет на одной из ведущих полуосей емкость, наполненную вязкой жидкостью. В ней находятся 2 дисковых блока, первый из которых соединен с ротором, а второй — с другой полуосевой. Соответственно, чем больше будет разница в наборе скорости между колесами, тем больше будет становиться разница и в скорости движениях блоков дисков. Из-за вращения вязкость жидкости увеличивается.

Это самая простая и в то же время бюджетная конструкция дифференциального устройства. По оценкам специалистов ГК Favorit Motors устройство преимущественно устанавливается на городские паркетники, так как в условиях бездорожья вискомуфта не может обеспечить требуемую управляемость и проходимость.

Два типа принудительной блокировки дифференциала

В современных транспортных средствах используется как ручной, так электронный вариант блокировки дифференциала. У каждого из них есть свои преимущества. Ручная блокировка дифференциального механизма осуществляется непосредственно из салона авто. По команде водителя ступорятся вращающиеся шестерни и колеса начинают двигаться в одном темпе.

Такой тип применим перед преодолением разного рода дорожных препятствий в виде глубокого снега, грязи, ям или горок. После прохождения сложных участков можно проводить разблокировку. Традиционно ручная блокировка дифференциального устройства применяется на вездеходных транспортных средствах и внедорожниках.

Если автомобиль снабжен новой системой TRC, то автоматика сама производит электронную блокировку. В том случае, если одно из ведущих колес начинает буксовать, то оно будет слегка подтормаживаться тормозом авто. Удобство такого типа неоспоримо, однако не всегда блокировка будет включаться в нужный момент.

Вне зависимости от того, какой именно тип дифференциального устройства установлен на вашем автомобиле, специалисты ГК Favorit Motors могут предложить диагностику и обслуживание машины с учетом конструктивных особенностей механизма блокировки. Грамотный подход сочетается с опытностью мастеров, а стоимость профессиональных услуг считается одной из самых привлекательных по Москве.

Самые распространенные симптомы неисправности дифференциала – повышенная шумность, посторонний стук и удары, появление подтеков масла. Мастера автосервиса Favorit Motors отмечают, что важно незамедлительно обратиться в техцентр, чтобы устранить проблемы в работе устройства и избежать его дальнейшего разрушения. Какой бы сложной ни была неисправность, мастера сервисного центра Favorit Motors обладают всем необходимым диагностическим оборудованием и огромным опытом работы, что позволяет быстро и качественно устранить поломку. Сотрудники регулярно проходят переобучение в учебных центрах автопроизводителей, что позволяет им выполнять ремонтно-восстановительные работы любой сложности.

Дифференциал как автомобильный механизм скоро отметит двухвековой юбилей, однако его конструкция за эти долгие годы хоть и совершенствовалась, но сохранила ключевые особенности. Что же такое дифференциал, и какую роль он выполняет в автомобиле?

1. Что такое дифференциал?

Д ифференциал в автомобиле – это механизм, который позволяет передавать мощность и, следовательно, вращение от коробки передач к колесам, разделяя поток этой мощности на два, для каждого из колес одной оси, с возможностью изменять соотношение передаваемой к ним мощности, и, следовательно, позволяя колесам вращаться с разной скоростью. Проще говоря, дифференциал разделяет 100% мощности, передаваемой коробкой передач, на два потока для каждого из колес на одной оси, и эти потоки могут перераспределяться в зависимости от условий движений от 50:50 до 100:0.

2. Для чего нужен дифференциал?

Основное предназначение дифференциала – обеспечить возможность вращения колес на одной оси с разной скоростью с сохранением неразрывного потока крутящего момента. Для автомобиля это важно прежде всего в поворотах: ведь при движении по дуге колеса на внешней стороне поворота проходят больший путь, чем колеса на внутренней, а значит, должны вращаться с большей скоростью для сохранения стабильности машины.

Если же колеса на оси будут соединены жестко, то внутреннее колесо в повороте будет пробуксовывать. Для заднеприводного автомобиля это повышает риск заноса, а для переднеприводного радикально ухудшает управляемость и контроль автомобиля в повороте. Таким образом, обеспечение свободного и независимого вращения колес на одной оси с сохранением постоянства передачи на них крутящего момента от двигателя было одной из принципиальных задач с момента создания автомобиля – и это задача была успешно решена.

3. Как устроен дифференциал?

Дифференциал являет собой частный случай планетарной передачи. Физически он обычно представляет собой набор из четырех шестерней, вращение к которым передается пятой – ведомой шестерней главной передачи, объединенной с корпусом дифференциала, выполняющим роль водила. Главная передача – это набор из двух шестерней: ведущая получает вращение от КПП и передает его ведомой. Ведомая же шестерня главной передачи передает вращение через корпус на шестерни-сателлиты, а они, в свою очередь, находятся в зацеплении с солнечными шестернями, жестко закрепленными на приводных полуосях колес.

Когда автомобиль движется по прямой, шестерни-сателлиты неподвижны, и скорость вращения шестерни главной передачи равна скоростям вращения солнечных шестерней: колеса вращаются с одинаковой скоростью. В повороте же шестерни-сателлиты начинают вращаться, обеспечивая разницу скоростей солнечных шестерней и, следовательно, колес на внешней и внутренней стороне поворота.

4. Каковы недостатки дифференциала?

Главным недостатком дифференциала одновременно является его главное преимущество – возможность передавать до 100% мощности на одно из колес. Исходя из этого, в условиях, когда одно колесо имеет недостаточное сцепление с поверхностью, основная часть мощности будет передаваться именно на него. Таким образом, порой даже имея одно колесо на поверхности с достаточным сцеплением, автомобиль не может тронуться с места.

Для устранения этой проблемы были разработаны разнообразные конструкции – дифференциалы с повышенным внутренним сопротивлением (так называемые самоблоки) и дифференциалы с принудительной блокировкой, ручной или автоматизированной. В зависимости от конструкции и назначения они могут как изменять перераспределение потока мощности в пользу колеса с хорошим сцеплением с поверхностью, так и полностью замыкать дифференциал, заставляя колеса на оси вращаться с одинаковой скоростью. Разные типы таких дифференциалов мы рассмотрим в отдельных материалах.

Среди особенностей свободного дифференциала — способность во время пробуксовки одного колеса (ведущей оси) передавать крутящий момент на другое колесо. Создание блокировки дифференциала было вызвано необходимостью увеличить крутящий момент на том колесе оси, у которого сцепление с дорогой лучше.

Блокировка дифференциала осуществляется следующим образом:

1. Корпус дифференциала соединяется с одной из полуосей;
2. Вращение сателлитов ограничивается.

Блокировка дифференциала зависит от степени и может быть как полной так и частичной.

Что такое полная блокировка?

Полной блокировкой дифференциала называют — жесткое соединение частей дифференциала, во время которого происходит полная передача крутящего момента на то колесо, у которого наилучшее сцепление.

Что такое частичная блокировка дифференциала?

Под частичной блокировкой дифференциала подразумевается — ограниченная величина передаваемого усилия среди частей дифференциала и повышение крутящего момента на том колесе, которое имеет лучшее сцепление.

Повышение крутящего момента на свободном колесе называется коэффициентом блокировки. То есть, он отображает соотношение между крутящим моментом на не нагруженном и колесом, которое забегает, то есть пробуксовывает. Коэффициент блокировки у симметричного свободного дифференциала будет равен — 1, поскольку у каждого из колес будет одинаковым. В то время как на заблокированном дифференциале это значение может варьироваться в диапазоне от 3 до 5. Любое дальнейшее увеличение данного коэффициента блокировки крайне нежелательно, поскольку он может стать причиной выхода из строя трансмиссии или некоторых ее деталей.

Используют блокировку дифференциала как межколесные так и межосевые дифференциалы. Чтобы не снижать управляемость, блокировка переднего межколесного дифференциала у полноприводных автомобилях не делается.

Включение блокировки дифференциала может быть принудительным или полностью автоматическим. В случае с принудительной, водитель сам выбирает когда включить блокировку дифференциала, иногда ее еще называют ручной.

Что касается автоматической блокировки, то ее включение осуществляется посредством специальных технических устройств – так называемых самоблокирующихся дифференциалов.

Ручная блокировка дифференциала

Ручная или принудительная блокировка осуществляется, как правило, при помощи кулачковой муфты, которая обеспечивает жесткую сцепку корпуса дифференциала с одной из полуосей.

Замыкание или (размыкание) кулачковой муфты происходит при помощи привода, он может быть: электрическим, механическим, пневматическим или гидравлическим.

Принцип работы механического привода заключается в объединении рычага и тросов, или целой системы рычагов. Такая система позволяет осуществить блокировку дифференциала в ручном режиме на полностью неподвижном автомобиле.

Гидравлический привод блокировки дифференциала состоит из нескольких цилиндров: главного и рабочего. Роль исполнительного элемента пневмопривода выполняет пневмокамера.

В случае с электроприводом муфта замыкается при помощи электрического двигателя. Приведение в действие осуществляется посредством нажатия (активации) отвечающей за эту функцию кнопки, чаще всего расположенной на панели приборов.

Применяется жесткая принудительная блокировка на труднопроходимых участках дороги. Она используется в межколесных, а также межосевых дифференциалах автомобилей с полным приводом.

Самоблокирующийся дифференциал

Дифференциал повышенного трения или самоблокирующийся дифференциал Limited Slip Differential, LSD) можно считать неким компромиссом между полной блокировкой дифференциала и свободным дифференциалом. Это объясняется возможностью реализации функции одного или другого при возникновении такой необходимости.

Существуют два типа самоблокирующихся дифференциалов:

1. Дифференциалы, которые блокируются руководствуясь разными угловыми скоростями колес.
2. Дифференциалы, которые блокируются руководствуясь разными крутящими моментами.

1. Дифференциал с вязкостной муфтой.
2. Дисковый дифференциал.
3. Электронную блокировку дифференциала.

Блокировка происходит в зависимости от того, насколько разнятся меж собою крутящие моменты червячный дифференциал.

Примитивный дисковый дифференциал состоит из: симметричного дифференциала, в котором есть один или несколько пакетов фрикционных дисков. Одна часть фрикционных дисков связана с корпусом дифференциала, вторая – с полуосью.

Работает дисковый дифференциал повышенного трения по принципу силы трения, которая возникает в результате разности скоростей, с которой вращаются полуоси.

Во время движения по прямой полуоси и корпус дифференциала вращаются с одинаковой скоростью, следовательно, вращение фрикционного пакета происходит как единое целое. В случае увеличения частоты вращения какой-то из полуосей, часть дисков которая ей соответствует начинает быстрее вращаться. Это действие сопровождается возникновением силы трения, которая не позволяет увеличить частоту вращения. На свободном (не нагруженном) колесе крутящий момент возрастает, благодаря чему достигается частичное блокирование дифференциала.

Степень, до которой сжимаются фрикционные диски может быть как фиксированной (реализуется при помощи пружин постоянной жесткости) так и переменной (за счет применения гидропривода или электронного управления).

На спортивных автомобилях используется преимущественно дисковый дифференциал LSD, или в качестве межосевого дифференциала в автомобилях SUV-сегмента.

Схема вязкостной муфты

Вязкостную муфту еще называют вискомуфтой. Она состоит из определенного набора перфорированных дисков расположенных близко друг от друга. Одна их часть жестко соединена с корпусом дифференциала, вторая – с приводным валом. Расположены диски в герметичном корпусе, который наполнен очень вязкой силиконовой жидкостью.

Схема вязкостной муфты

Во время вращения приводного вала и корпуса дифференциала с одной скоростью, происходит вращение блока перфорированных дисков как одного целого. Когда скорости вращения меняются, определенная часть дисков, которая подчиняется тому или иному блоку начинает быстрее вращаться, перемешивая силиконовую жидкость. После жидкость отвердевает и происходит блокировка дифференциала. При этом в другом приводном валу крутящий момент увеличивается. Когда равенство восстанавливается жидкость снижает свои свойства, снимая, тем самым, блокировку с муфты.

Из-за довольно больших размеров вискомуфта используется преимущественно, для блокировки межосевого дифференциала. Кроме того, вязкостная муфта может быть установлена самостоятельно, вместо межосевого дифференциала, в полноприводной системе с автоматическим подключением.

Особенность конструкции вискомуфты наделяют ее инерционностью, она может порядком нагреваться, а во время торможения может конфликтовать с ABS, именно поэтому на сегодняшний день автомобили практически не оборудуются ею.

Электронный дифференциал или электронная блокировка дифференциала — функция антипробуксовочной системы. Она реализована посредством автоматического подтормаживания того колеса, которое пробуксовывает, сопровождаемого повышением на него силы тяги. Как результат — колесо с нормальным сцеплением получает лучший крутящий момент.

Самоблокирующийся дифференциал червячного типа способен обеспечить автоматическое блокирование в зависимости от того, на сколько разнятся крутящие моменты на корпусе и полуоси. В случае проскальзывания колеса, с последующим падением крутящего момента, происходит блокировка червячного дифференциала, после чего крутящий момент перераспределяется на свободные колеса. В этом случае блокировка частичная, а ее степень в зависит от того насколько упадет крутящий момент.

Схема дифференциала Torsen

Диференциалы Torsen — наиболее известными червячными образцами. Название — аббревиатура от двух англ. слов Torque Sensing — что в переводе означает — чувствительность к крутящему моменту.

Конструктивно дифференциал представляет собой планетарный редуктор, в котором есть несколько червячных шестерен, одни — ведомые (полуосевые) другие — ведущие (сателлиты). Расположение сателлитов чаще всего параллельно полуосям (Quaife, Torsen Т-2), иногда встречаются варианты с перпендикулярным расположением (Torsen Т-1).

Характерной особенностью червячной шестерни считается способность вращать другие шестерни, оставаясь при этом недвижимой. При этом червячная шестерня расклинивается. Это свойство применяется для частичной блокировки червячного дифференциала. Применение червячных самоблокирующихся дифференциалов весьма широкое, они могут выполнять роль как межосевых так и межколесных дифференциалов.

50. Опишите конструктивные особенности и перечислите типы дифференциалов.

Дифференциалом называется механизм трансмиссии, распреде­ляющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами и ведущими мостами автомобиля. Дифференциал служит для обес­печения ведущим колесам разной скорости вращения при движе­нии автомобиля по неровным дорогам и на поворотах.

Разная скорость вращения ведущих колес, проходящих разный путь на поворотах и неровных дорогах, необходима для их каче­ния без скольжения и буксования. В противном случае повысится сопротивление движению автомобиля, увеличатся расход топли­ва и износ шин.

В зависимости от типа и назначения автомобилей на них при­меняются различные типы дифференциалов.

Дифференциал, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами автомобиля, называется межколесным.

Дифференциал, который распределяет крутящий момент дви­гателя между ведущими мостами автомобиля, называется меж­осевым.

На большинстве автомобилей применяются конические диф­ференциалы, симметричные и малого трения.

Симметричный дифференциал распределяет поровну крутящий момент. Его передаточное число равно единице, т.е. полу­осевые шестерни 3 и 4 имеют одинаковый диаметр и равное число зубьев. Симметричные дифференциалы применя­ются на автомобилях обычно в качестве межколесных и реже меж-

Типы дифференциалов, классифицированных по различным признакам

Требования к дифференциалу

Дополнительно к общим требованиям к конструкции автомо­биля к дифференциалу предъявляются дополни­тельные требования, в соответствии с которыми он должен:

• распределять крутящий момент между ведущими колесами и мостами в пропорции, обеспечивающей автомобилю наилучшие тягово-скоростные свойства, проходимость, управляемость и ус­тойчивость;

• иметь минимальные габаритные размеры.

51. Перечислите типы, требования, предъявляемые к полуосям, и опишите их конструктивные особенности.

Полуосями называются валы трансмиссии, соединяющие диф­ференциал с колесами ведущего моста автомобиля.

Полуоси служат для передачи крутящего момента двигателя от дифференциала к ведущим колесам.

Фланцевая полуось (рис. а) представляет собой вал, кото­рый изготовлен как единое целое с фланцем 2. Фланец находится на наружном конце полуоси и служит для крепления ступицы или диска колеса. Внутренний конец 1 полуоси имеет шлицы для соединения с полуосевой шестерней дифференциала. Фланцевые полуоси получили наибольшее применение.

Бесфланцевая полуось (рис. б) представляет собой вал, наружный и внутренний концы которого имеют шлицы. Шлицы наружного конца 3 предназначены для установки фланца крепле­ния полуоси со ступицей колеса, а шлицы внутреннего конца 1 — для связи с полуосевой шестерней дифференциала.

При движении автомобиля полуоси могут быть нагружены, кро­ме крутящего момента, изгибающими моментами от сил, дей­ствующих на ведущие колеса при прямолинейном движении, на повороте, при торможении, заносе и т. п. Нагруженность полу­осей зависит от способа их установки в балке ведущего моста.

Полуразгруженная полуось 6 (рис. в) наружным концом опирается на подшипник 4, установленный в балке 5 заднего мо­ста. Полуось не только передает крутящий момент на ведущее ко­лесо и работает на скручивание, но и воспринимает изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях от сил, действующих на ведущее колесо при движении автомобиля. Полу­разгруженные полуоси применяются в задних ведущих мостах лег­ковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъем­ности.

Разгруженная полуось 6 (рис. г) имеет ступицу 7 колеса, установленную на балке 5 моста на двух подшипниках 4. В резуль­тате все изгибающие моменты воспринимаются балкой моста, а полуось передает только крутящий момент, работая на скручива­ние. Разгруженные полуоси применяются в ведущих мостах авто­бусов и грузовых автомобилей средней и большой грузоподъем­ности.

Хотя и считается, что разгруженная полуось нагружается толь­ко крутящим моментом, передаваемым от дифференциала к ве­дущему колесу, но это не совсем соответствует действительности. При эксплуатации возможно возникновение изгиба разгружен­ной полуоси вследствие упругой деформации балки ведущего мо­ста, технологической несоосности ступицы колеса и полуосевой шестерни дифференциала, а также неперпендикулярности плос­кости фланца полуоси к ее оси. При этом напряжения изгиба раз­груженной полуоси могут составлять 5… 7 МП а.

а — фланцевая; б — бесфланцевая; в — полуразгруженная; г — разгруженная; 1, 3 — шлицевые концы; 2 — фланец; 4 — подшипник; 5- балка; 6- полуось 7- ступица

Требования к полуосям

Дополнительно к общим требованиям к конструкции автомо­биля (см. подраз. 1.2) к полуосям предъявляются специальные тре­бования, в соответствии с которыми полуоси должны:

• обеспечивать передачу крутящего момента к ведущим коле­сам автомобиля без пульсации при их вращении с разными угло­выми скоростями;

• выполнять функции предохранителя при чрезмерно больших динамических нагрузках в системе механизмов привода к веду­щим колесам.

52. Перечислите типы, требования, предъявляемые к подвеске, и опишите их конструктивные особенности.

Подвеской называется совокупность устройств, осуществляю­щих упругую связь колес с несущей системой автомобиля (рамой или кузовом).

Подвеска служит для обеспечения плавности хода автомобиля и повышения безопасности его движения.

Плавность хода — свойство автомобиля защищать перевози­мых людей и грузы от воздействия неровностей дороги. Смягчая толчки и удары от дорожных неровностей, подвеска обеспечивает возможность движения автомобиля без дискомфорта и быстрой утомляемости людей и повреждения грузов.

Подвеска повышает безопасность движения автомобиля, обес­печивая постоянный контакт колес с дорогой и исключая их от­рыв от нее.

Подвеска разделяет все массы автомобиля на две части — под­рессоренные и неподрессоренные.

Подрессоренные — части, опирающиеся на подвеску: кузов, рама и закрепленные на них механизмы.

Неподрессоренные — части, опирающиеся на дорогу: мосты, колеса, тормозные механизмы.

При движении по неровной дороге подрессоренные части ав­томобиля колеблются с низкой частотой (60… 150 мин^-1), а не­подрессоренные —■ с высокой частотой (350…650 мин»¹)-

Подвеска автомобиля (рис. 10.1) состоит из четырех основных устройств — направляющего 7, упругого 2, гасящего 3 и стаби­лизирующего 4.

Направляющее устройство подвески направляет движение ко­леса и определяет характер его перемещения относительно кузо­ва и дороги. Направляющее устройство передает продольные и поперечные силы и их моменты между колесом и кузовом авто­мобиля.

Упругое устройство подвески смягчает толчки и удары, пере­даваемые от колеса на кузов автомобиля при наезде на дорожные неровности. Упругое устройство исключает копирование кузовом неровностей дороги и улучшает плавность хода автомобиля.

Гасящее устройство подвески уменьшает колебания кузова и колес автомобиля, возникающие при движении по неровностям дороги и приводит к их затуханию. Гасящее устройство превраща­ет механическую энергию колебаний в тепловую энергию с по­следующим ее рассеиванием в окружающую среду.

Стабилизирующее устройство подвески уменьшает боковой крен и поперечные угловые колебания кузова автомобиля.

Схемы подвески (а) и стабилизатора (б) поперечной устойчивости: 1 — направляющее устройство; 2 — упругое устройство; 3 — гасящее устройство; 4 — стабилизирующее устройство

Подвеска обеспечивает движение автомобиля, и ее работа осу­ществляется следующим образом. Крутящий момент М_к, переда­ваемый от двигателя на ведущие колеса, создает между колесом и дорогой тяговую силу Р_Т, которая приводит к возникновению на ведущем мосту толкающей силы Р_х. Толкающая сила через направ­ляющее устройство 1 подвески передается на кузов автомобиля и приводит его в движение. При движении по неровностям дороги колесо перемещается в вертикальной плоскости вокруг точек О, и 0₂. Упругое устройство 2 подвески деформируется, а кузов и ко­леса совершают колебания, гасит которые амортизатор. Корпус амортизатора 3, заполненный амортизаторной жидкостью, при­креплен к балке моста. В корпусе находится поршень с отверстия­ми и клапанами, шток которого связан с кузовом автомобиля. В процессе колебаний кузова и колес поршень совершает возврат­но-поступательное движение. При ходе сжатия (колесо и кузов сближаются) амортизаторная жидкость из полости под поршнем вытесняется в полость над поршнем, а при ходе отдачи (колесо и кузов расходятся) перетекает в обратном направлении. При этом жидкость проходит через отверстия в поршне, прикрываемые кла­панами, испытывает сопротивление, и в результате жидкостного трения обеспечивается гашение колебаний кузова и колес авто­мобиля. Боковой крен и поперечные угловые колебания кузова автомобиля уменьшает стабилизатор 4 поперечной устойчивости, который представляет собой специальное упругое устройство, устанавливаемое поперек автомобиля. Средней частью стабилизатор связан с кузовом, а концами — с рычагами подвески. При боковых кренах и поперечных угловых колебаниях кузова концы стабилизатора перемещаются в разные стороны: один опускает­ся, а другой поднимается. Вследствие этого средняя часть стаби­лизатора закручивается, препятствуя тем самым крену и попереч­ным угловым колебаниям кузова автомобиля. В то же время стаби­лизатор не препятствует вертикальным и продольным угловым колебаниям кузова, при которых он свободно поворачивается в своих опорах

По направляющему устройству все подвески разделяются на два основных типа — зависимые и независимые.

Зависимой называется подвеска (рис. а), при которой ко­леса одного моста связаны между собой жесткой балкой, вслед­ствие чего перемещение одного из колес вызывает перемещение другого колеса.

Схемы зависимой (а) и независимой (б) подвесок

На легковых автомобилях зависимые подвески применяются обычно для задних колес. Они просты по конструкции и в обслу­живании, имеют малую стоимость.

Независимой называется подвеска (рис. 10.3, б), при которой колеса одного моста не имеют между собой непосредственной связи, подвешены независимо друг от друга и перемещение одно­го колеса не вызывает перемещения другого колеса.

По направлению движения колес относительно дороги и кузо­ва автомобиля независимые подвески могут быть с перемещени­ем колес в поперечной, продольной и одновременно в продоль­ной и поперечной плоскостях.

Независимые подвески в легковых автомобилях применяются для передних и задних колес. Эти подвески обеспечивают более высокую плавность хода, чем зависимые подвески, но сложнее по конструкции, при обслуживании и более дорогостоящие.

Тип подвески автомобиля также определяет и упругое устрой­ство, которое может быть выполнено в виде листовой рессоры, спи­ральной пружины, торсиона и пневмобаллона. При этом упругость подвески обеспечивается за счет упругих свойств металла, из кото­рого изготовлены рессоры, пружины и торсионы, и сжатия воздуха. ‘

В зависимости от применяемого упругого устройства подвески называются рессорными, пружинными, торсионными, пневма­тическими, гидропневматическими и комбинированными.

Рессорные подвески в качестве упругого устройства имеют лис­товые рессоры (рис. 10.4, а).

Рессора состоит из собранных вместе отдельных листов выгну­той формы. Стальные листы имеют обычно прямоугольное сече­ние, одинаковую ширину и различную длину. Кривизна листов неодинакова и зависит от их длины. Она увеличивается с умень­шением длины листов, что необходимо для плотного прилегания их друг к другу в собранной рессоре. Вследствие различной кри­визны листов также обеспечивается разгрузка листа 1 рессоры.

Упругие устройства подвески: а — рессора; б W пружина; в — торсион; г — пневмобаллон; 1 — коренной лист; 2, 5 — болты; 3- хомут; 4 — прокладка; 6, 7 — кольца; 8 — оболочка

Взаимное положение листов в собранной рессоре обычно обес­печивается стяжным центровым болтом 2. Кроме того, листы скреп­лены хомутами 3, которые исключают боковой сдвиг одного лис­та относительно другого и передают нагрузку от листа 1 (разгру­жают его) на другие листы при обратном прогибе рессоры. Лист /, имеющий наибольшую длину, называется коренным. Часто он имеет и наибольшую толщину. С помощью коренного листа кон­цы рессоры крепят к раме или кузову автомобиля. От способа креп­ления рессоры зависит форма концов коренного листа, которые в легковых автомобилях делаются загнутыми в виде ушков.

При сборке рессоры ее листы смазывают графитовой смазкой, которая предохраняет их от коррозии и уменьшает трение между ними. В рессорах легковых автомобилей для уменьшения трения между листами по всей длине или на концах листов часто уста­навливают специальные прокладки 4 из неметаллических анти­фрикционных материалов (пластмассы, фанеры, фибры и т.п.).

Основным преимуществом листовых рессор является их спо­собность выполнять одновременно функции упругого, направля­ющего, гасящего и стабилизирующего устройств подвески.

Листовые рессоры способствуют гашению колебаний кузова и колес автомобиля. Кроме того, они просты в изготовлении и лег­ко доступны для ремонта в эксплуатации. По сравнению с упруги­ми устройствами других типов листовые рессоры имеют увели­ченную массу (наиболее тяжелые), менее долговечны, обладают сухим (межлистовым) трением, ухудшают плавность хода авто­мобиля и требуют ухода (смазывания) в процессе эксплуатации.

Листовые рессоры получили наибольшее применение в зави­симых подвесках. Обычно их располагают вдоль автомобиля.

Концы рессоры шарнирно соединяют с рамой или кузовом автомобиля. Передний конец закрепляют с помощью пальца, а задний — чаще всего подвижной серьгой. При таком соединении концов рессоры ее длина может изменяться во время движения автомобиля. Для крепления концов рессоры применяют шарниры различных типов.

Пружинные подвески в качестве упругого устройства имеют спи­ральные (витые) цилиндрические пружины (рис. 10.4, б). Пружи­ны изготавливают из стального прутка круглого сечения.

В подвеске витые пружины воспринимают только вертикаль­ные нагрузки и не могут передавать продольные и поперечные усилия и их моменты от колес на раму и кузов автомобиля. Поэто­му при их установке требуется применять направляющие устрой­ства. При использовании витых пружин также необходимы гася­щие устройства, так как в пружинах отсутствует трение. По срав­нению с листовыми рессорами спиральные пружины имеют мень­шую массу, более долговечны, просты в изготовлении и не требу­ют технического обслуживания.

Спиральные пружины в качестве основного упругого элемента применяются главным образом в независимых подвесках и значи­тельно реже в зависимых. Их обычно устанавливают вертикально на нижние рычаги подвески.

Торсионные подвески в качестве упругого устройства имеют тор- сионы (рис. 10.4, в).

Торсион представляет собой стальной упругий стержень, ра­ботающий на скручивание. Он может быть сплошным круглого сечения, а также составным — из круглых стержней или прямо­угольных пластин. На концах торсиона имеются головки (утолще­ния) с нарезанными шлицами или выполненные в форме много­гранника (шестигранные и т. д.). С помощью головок торсион од­ним концом крепится к раме или кузову автомобиля, а другим — к рычагам подвески. Упругость связи колеса с рамой обеспечива­ется вследствие скручивания торсиона.

Торсионы, как и пружины, требуют применения направляю­щих и гасящих устройств. По сравнению с листовыми рессорами торсионы обладают теми же преимуществами, что и спиральные пружины. Однако по сравнению со спиральными пружинами тор­сионы менее долговечны. Торсионы наиболее распространены в независимых подвесках. На автомобиле торсионы могут быть рас­положены как продольно, так и поперечно.

Пневматические подвески в качестве упругого устройства име­ют пневматические баллоны различной формы. Упругие свойства в таких подвесках обеспечиваются за счет сжатия воздуха. Наи­большее применение в пневматических подвесках получили двой­ные (двухсекционные) круглые баллоны.

Двойной круглый баллон (рис. 10.4, г) состоит из эластичной оболочки 8, опоясывающего или разделительного кольца 7 и при­жимных колец 6 с болтами 5. Оболочка баллона резинокордовая, обычно двухслойная. Корд оболочки капроновый или нейлоно­вый. Внутренняя поверхность оболочки покрыта воздухонепрони­цаемым слоем резины, а наружная — маслобензостойкой рези­ной. Для упрочнения бортов оболочки внутри их заделана метал­лическая проволока, как у покрышки пневматической шины. Опо­ясывающее кольцо 7 служит для разделения секций баллона и позволяет уменьшить его диаметр. Прижимные кольца 6 с болта­ми 5 предназначены для крепления баллона. Грузоподъемность двойных круглых баллонов обычно составляет 2… 3 т при внутрен­нем давлении воздуха 0,3…0,5 МПа. Двойные круглые баллоны применяют в подвесках автобусов, грузовых автомобилей, прице­пов и полуприцепов. Обычно баллоны располагают вертикально в количестве от двух (передние подвески) до четырех (задние под­вески).

Резиновые упругие элементы широко применяют в подвесках современных автомобилей в виде дополнительных упругих уст­ройств, которые называются ограничителями или буферами. Ча­сто внутрь буферов вулканизируют металлическую арматуру, ко­торая повышает их долговечность и служит для крепления буфе­ров.

Буфера подразделяются на буфера сжатия и отдачи. Первые ограничивают ход колес вверх, вторые — вниз. При этом буфера сжатия ограничивают деформацию упругого устройства подвески и увеличивают его жесткость. Буфера сжатия и отдачи совместно применяют обычно в независимых подвесках. В зависимых подвес­ках используют главным образом буфера сжатия.

Требования к подвеске

Кроме общих требований (см. подразд. 1.2) к подвеске автомо­биля предъявляются дополнительные требования, в соответствии с которыми подвеска должна:

• обеспечивать высокую плавность хода автомобиля;

• обладать высокой динамической энергоемкостью;

• эффективно гасить колебания кузова и колес автомобиля при движении;

• обеспечивать правильную кинематику управляемых колес ав­томобиля;

• иметь минимальную массу неподрессоренных частей.

Выполнение этих требований зависит от типа и конструкции

подвески и ее направляющего, упругого, гасящего и стабилизи­рующего устройств.

Рассмотрим основные требования, предъявляемые к подвеске, и выполнение их.

Что такое дифференциал? Типы дифференциалов, функции и принципы их работы [с иллюстрациями]

Дифференциал

Что такое дифференциал?

Что такое дифференциал? Типы дифференциалов, функции и принцип их работы: — Дифференциальную систему можно рассматривать как систему, основной функцией которой является передача крутящего момента двигателя на колеса. Дифференциал работает с помощью мощности, которую он получает от двигателя, а затем разделяет ее, что, в свою очередь, дает возможность колесам вращаться с разной скоростью. Наблюдается, что при повороте внешнее колесо движется дальше и быстрее, чем колесо, находящееся внутри. Таким образом, дифференциал играет важную роль, поскольку представляет собой набор шестерен, которые отвечают за передачу мощности двигателя на колеса, следовательно, задействуя их для поворота с разной скоростью при приближении к повороту.

При рассмотрении переднего привода (FWD) расположение дифференциала таково, что оно находится в том же направлении, что и трансмиссия, находящаяся внутри корпуса, и весь этот блок широко рассматривается как трансмиссия. В то время как в случае заднего привода (RWD) дифференциал расположен между парой задних колес, в непосредственной связи с трансмиссией с помощью карданного вала. В случае полноприводных (AWD) и полноприводных (4WD) автомобилей имеется дополнительная установка межосевого дифференциала или раздаточной коробки, которая помогает в распределении мощности спереди и сзади.

Дифференциал классифицируется как следующие основные типы:

1. Открытый дифференциал
2. . Дифференциал: (Типы дифференциалов) Открытый дифференциал

   Открытый дифференциал относится к одной из самых основных форм дифференциала, который состоит из двух половин оси с шестернями на обоих концах. Обнаружено, что они соединены вместе с помощью третьей шестерни, которая отвечает за создание трех сторон квадрата. Эти дифференциалы дополнительно используются вместе с четвертой передачей для большей прочности. Это то, что приводит к завершению квадрата.

   Эта полная система агрегатов затем дополнительно получает зубчатый венец в картере дифференциала, основная функция которого состоит в том, чтобы удерживать основные зубчатые колеса в правильном положении, и, таким образом, такое расположение зубчатого венца приводит к колесам, которые должны приводиться в движение. приводным валом с помощью шестерни. Их называют типом зубчатой ​​передачи, который встречается в открытой дифференциальной системе и, таким образом, считается наиболее распространенным типом автомобильной дифференциальной системы. Это отвечает за формирование базы для различных разнообразных и сложных систем.

   Преимущество такого типа агрегата очень похоже на любой другой дифференциал, описанный ранее. Сосредоточьтесь на том, чтобы помочь оси более эффективно проходить поворот, позволяя колесу находиться на внешней стороне поворота, чтобы оно вращалось со скоростью, которая, по наблюдениям, выше по сравнению с внутренним колесом, поскольку оно должно покрывать больше земли. Еще одним преимуществом этой системы единиц является то, что она сравнительно дешевле в производстве.

   В то же время система имеет определенные недостатки, заключающиеся в том, что из-за равномерного распределения крутящего момента между обоими колесами количество мощности, которое может быть передано вперед с помощью колес, ограничено только колесом. который имеет наименьшее количество сцепления в продаже.

   2. Блокированный дифференциал: (Типы дифференциалов) Блокированный дифференциал

   Блокированный или блокируемый дифференциал относится к типу дифференциальной системы, которая оказывается более популярной в первую очередь на тех транспортных средствах, которые чаще выезжают за пределы дорог. Эти дифференциалы считаются открытыми дифференциалами, но наряду с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что они могут быть заблокированы на месте, если это необходимо, чтобы они работали как фиксированная ось, а не как независимая. Обнаружено, что это происходит либо вручную, либо даже с помощью электроники в зависимости от технологии на транспортном средстве.

   Обнаружено, что основным преимуществом заблокированного дифференциала является то, что он очень склонен к развитию, чтобы получить значительно большее тяговое усилие по сравнению с одновременным открытым дифференциалом. Поскольку распределение крутящего момента в этом типе системы не является равным 50/50, что, возможно, может передавать больший крутящий момент на колесо, которое имеет немного лучшую тягу из двух доступных, которым не мешает нижняя часть. тяги, которая присутствует на другом колесе в любой данный момент времени.

   Поскольку пользователь очень редко путешествует с большей скоростью, в то время как пользователь обычно путешествует по поверхностям, которые оказываются шероховатыми и неровными. Существуют различные проблемы, такие как износ по углам на фиксированной оси, когда шина оказывается волочащейся, и поэтому они не являются проблемой.

   У заблокированных дифференциалов есть один недостаток, который обычно проявляется в форме заклинивания, которое появляется довольно часто, когда обнаруживается, что система сталкивается с повышенным крутящим моментом (энергией вращения) в трансмиссии, что требует немедленного освобождения для лучшего функционирование. В основном это происходит с колесами, которые делают вид, что отрываются от земли, чтобы вернуться в исходное положение, что может снять блокировки, когда они больше не нужны.

   3. Дифференциал повышенного трения: (Типы дифференциалов) Дифференциал повышенного трения

   Установлено, что LSD работают таким образом, что они суммируют преимущества как открытых, так и заблокированных дифференциалов через систему, которая проще говоря, не может быть настолько сложным. В основном существует два типа категорий, которые отвечают за использование различных форм сопротивления для получения желаемого эффекта:

   A) Механическая муфта LSD

   Они относятся к типу функций LSD, которые работают по тому же принципу основной передачи, что и в открытом дифференциале, который обычно поставляется с парой нажимных колец. Основная функция этого LSD заключается в приложении усилия к обоим наборам дисков сцепления, которые расположены параллельно шестерням. LSD механического сцепления — это те, которые, как выяснилось, далее делятся на подтипы, которые функционируют немного по-другому и подвергаются изменениям, когда наблюдается изменение давления на диски сцепления:

   • Рассматривая случай одностороннего LSD, оказывается, что давление оказывается только в тот конкретный момент, когда обнаруживается ускорение. Это приводит к выводу, что при выполнении любой операции поворота и сброса мощности дифференциал функционирует как дифференциал открытого типа, который отвечает за независимое вращение этих колес, тогда как всякий раз, когда ощущается сила ускорения, принудительное вращение дифференциала приводит к трению между дисками сцепления, что приводит к их блокировке на месте для увеличения тяги.
   • Двухсторонний LSD — это метод, похожий на односторонний LSD, он поднимается на одну ступень вверх и, как правило, оказывает большее давление на диски сцепления, даже когда они подвергаются замедлению. Основной целью этого LSD является улучшение устойчивости при торможении на переменном дорожном покрытии.
   B) Вязкая LSD

   Вязкая LSD является вторым типом дифференциала повышенного трения, в котором обнаружено значительное количество использования густой жидкости в местах, где муфты отвечают за создание сопротивления, которое фактически требуется с целью изменить поведение дифференциалов в открытом и заблокированном состоянии. Из-за того, что они содержат гораздо меньше движущихся частей, которые одновременно сравниваются с механическим LSD, VLSD, таким образом, считается более простым, о котором также говорят, что он обладает более широким спектром достоинств, а также недостатков, которые можно сравнить.

   К VLSD относятся те, которые успешно направляют крутящий момент более эффективно и результативно, так что колесо имитирует большее сцепление с дорогой. Поскольку обнаружено, что жидкость имеет тенденцию действовать, оказывая сопротивление на скорости, в случае, если колесо теряет сцепление с дорогой и пробуксовывает, разница в скорости между двумя колесами, которая присутствует внутри дифференциала, отвечает за создание большего сопротивления на колесо, которое движется медленно, передавая на него большую часть крутящего момента от приводного вала.

   4. Сварной дифференциал: (Типы дифференциалов) Сварной дифференциал

   Сварные дифференциалы более или менее функционируют как блокируемый дифференциал, с той лишь разницей, что он подвергается постоянной сварке из дифференциала (открытого) в фиксированный ось. Это делается только в некоторых специфических ситуациях, когда необходимы характеристики фиксированной оси, которые упрощают одновременное вращение обоих колес, например, в автомобилях, предназначенных для дрифта.

   Назначение сварного дифференциала состоит в том, чтобы поддерживать вращение обоих колес сзади автомобиля с одинаковой/одинаковой скоростью, но поскольку колесо, находящееся снаружи, вращается сравнительно быстрее, чем колесо, расположенное на внутренней стороне в поворот, поддержание одинаковой скорости на обоих колесах приведет к тому, что внутреннее колесо потеряет сцепление с дорогой и, в конечном итоге, пробуксовывает, что сделает избыточную поворачиваемость весьма распространенной. Но сварка дифференциала — вещь очень постоянная и не может быть изменена позже, и она также будет иметь побочные эффекты.

   В большинстве случаев это не рекомендуется, поскольку тепло от сварки может привести к серьезному снижению прочности компонентов и вызвать катастрофический отказ детали, что может привести к опасным случаям взрыва сломанных шестерен дифференциала через корпус дифференциала и стать угроза безопасности других пешеходов и участников дорожного движения.

   5. Активный дифференциал: ( Типы дифференциалов ) Активный дифференциал

   Будучи более или менее похожим на самоблокирующийся дифференциал, активный дифференциал заканчивает воздействовать на определенные механизмы, чтобы обеспечить системе необходимое сопротивление для дальнейшая передача крутящего момента из стороны в сторону, но вместо того, чтобы полагаться на чисто механические силы, эти сцепления также могут активироваться электронным способом.

   Этот активный дифференциал может использовать электронику для искусственного изменения механических сил, воздействующих на систему, путем изменения условий движения. Это делает их программируемыми и отныне управляемыми, а с помощью ряда датчиков, установленных по всему транспортному средству, компьютер может сам определять, какие ведущие колеса и когда ему требуется мощность.

   Это значительно повышает производительность, особенно на дорожных покрытиях, которые не являются хорошими, и особенно используется в раллийных автомобилях, которым приходится выдерживать быстро меняющиеся условия вождения и которым требуется система, которая может поддерживать себя при постоянных регулировках, которым подвергается автомобиль.

   6. Дифференциал Torsen: (Типы дифференциалов) Дифференциал Torsen

   Дифференциал Torsen (датчик крутящего момента) использует некоторые особенно умные зубчатые передачи для правильной работы и обеспечивает возвратно-поступательный эффект, аналогичный эффекту, который наблюдается в дифференциале повышенного трения. без использования каких-либо сцеплений или сопротивления жидкости.

   Это достигается за счет добавления слоя червячной передачи к традиционному набору шестерен открытого дифференциала. Эти наборы червячных передач, которые воздействуют на обе оси, обеспечивают необходимое сопротивление для открытия передачи крутящего момента, что затем успешно достигается за счет того, что червячные передачи находятся в зацеплении (постоянно) друг с другом с помощью прямозубых шестерен, которые соединены .

   Кроме того, открытый дифференциал всегда имеет тенденцию распределять свой крутящий момент 50/50 между каждым из своих колес из-за его высокой способности направлять значительно более высокий процент крутящего момента через одно колесо в зависимости от передаточного отношения шестерен, кручения Дифференциал очень полезен.

   7. Дифференциал векторизации крутящего момента: (Типы дифференциалов) Дифференциал векторизации крутящего момента

   Дифференциал векторизации крутящего момента считается еще более усовершенствованной системой с электронными усовершенствованиями, которая может даже изменять и манипулировать углом/динамикой/вектором автомобиля в поворотах и ​​вне их, позволяя только определенным колесам развивать больший крутящий момент в ключевые моменты, что приводит к улучшению характеристик на поворотах.

   При приближении к повороту многоходовой дифференциал повышенного трения оказывает сопротивление обоим колесам, частично блокируя ось и стабилизируя ее во время торможения, которое вскоре после этого отключается при изменении скорости. колеса медленно опускается, и транспортное средство поворачивает, позволяя колесам вращаться с разными скоростями.

   Однако вместо того, чтобы сбрасывать сопротивление на обоих колесах, TVD продолжает выжимать сцепление на внешнем колесе, тем самым увеличивая сопротивление, с которым сталкивается это конкретное колесо, и заставляя канал передавать больший крутящий момент через одинаковый. Этот результирующий дисбаланс мощности является причиной резкого поворота автомобиля в поворот и, в свою очередь, уменьшает явление недостаточной поворачиваемости.

   В то время как TVD продолжает оказывать большее сопротивление на сцепление внешних колес, он, безусловно, заставляет систему через него отводить больший крутящий момент, тем самым увеличивая количество прилагаемой мощности и уменьшая недостаточную поворачиваемость, возникающую при ускорении на выходе из поворота. .

   Объяснение дифференциалов | CarExpert

   При повороте автомобиля внутренние колеса проходят меньшее расстояние, чем внешние. Фундаментальная проблема, которую призван решить дифференциал, заключается в том, чтобы позволить внешним колесам вращаться быстрее, чем те, что находятся внутри, и предотвратить их волочение, чтобы не отставать.

   Дифференциал состоит из ряда шестерен, соединяющих карданный вал автомобиля (вал, передающий мощность от двигателя) к разъемной оси. Помимо изменения скорости вращения колес, дифференциал также распределяет крутящий момент между ними.

   В автомобильном контексте стандартный тип дифференциала известен как открытый дифференциал. Однако доступны и другие типы, включая блокируемые дифференциалы, дифференциалы повышенного трения (LSD) и дифференциалы с вектором крутящего момента, которые будут рассмотрены в отдельной статье.

   Открытый дифференциал

   Открытый дифференциал — это самый простой тип дифференциала, который сегодня можно найти на неэффективных автомобилях. Он состоит из трех ключевых компонентов, а именно внутреннего зубчатого колеса , зубчатого венца и ведущей шестерни .

   Внутренняя передача состоит из шестерен, позволяющих колесам автомобиля вращаться с разной скоростью. Вместо сплошной балки, соединяющей колеса, оси разделены на две половины, каждая из которых закрыта шестерней. Затем их соединяет другая шестерня, параллельная оси.

   Зубчатый венец заключает в себе внутренний узел зубчатого колеса и соединяет его с приводным валом через другую шестерню, известную как ведущая шестерня .

   Ищете автомобиль для буксировки или для тяжелого бездорожья? Вы можете рассмотреть его передаточное число .

   Это отношение количества оборотов, которое должна сделать ведущая шестерня к каждому обороту зубчатого венца. Например, передаточное число осей 3:1 будет означать, что ведущая шестерня поворачивается 3 раза за 1 оборот зубчатого венца.

   Транспортные средства, такие как Jeep Wrangler и некоторые легковые автомобили и пикапы (особенно американские варианты, такие как Chevrolet Silverado и Ram 1500), могут предлагать выбор передаточных чисел осей. Чем выше передаточное отношение оси, тем больше увеличение крутящего момента.

   Как правило, это означает, что автомобили с более высоким передаточным числом осей (при условии, что все остальное одинаково) имеют больший крутящий момент на более низких скоростях и, следовательно, больше подходят для буксировки за счет худшей экономии топлива и более низкой максимальной скорости.

   Наряду с возможностью обеспечения вращения колес с различной скоростью, ключевые преимущества открытого дифференциала по сравнению с описанными ниже типами заключаются в его меньшем весе, простоте и стоимости изготовления.

   Основным недостатком открытого дифференциала является то, что в любой момент времени он может распределять крутящий момент между колесами только 50/50. Это означает, что крутящий момент по-прежнему передается на колесо без сцепления с дорогой, заставляя его вращаться без движения автомобиля.

   Блокировка дифференциала

   Блокируемые дифференциалы способны «блокировать» внутреннюю передачу и другие компоненты дифференциального механизма, так что колеса вращаются с одинаковой скоростью на оси.

   Блокируемые дифференциалы

   часто используются во внедорожных транспортных средствах, основное преимущество которых по сравнению с открытым аналогом состоит в том, что до 100 % доступного крутящего момента может быть направлено на колесо с тягой.

   Для получения дополнительной информации о блокировке дифференциалов см. предыдущую статью Пола Марика 9.0003 здесь .

   Дифференциал повышенного трения (LSD)

   Дифференциал повышенного трения призван предложить лучшее из обоих миров, обеспечивая разную скорость вращения колес на оси, а также большую долю крутящего момента, передаваемую на колесо с большей тягой.

   Три основных типа LSD: механические LSD (на основе сцепления), вязкостные LSD и винтовые LSD /Torsen (с измерением крутящего момента) .

   Механический LSD использует сцепление с несколькими дисками (также известное как 9-дисковое сцепление).0003 многодисковая муфта ) в сочетании с нажимными кольцами и ведущей шестерней. Если автомобиль ускоряется, ведущая шестерня оказывает усилие на нажимные кольца, которые заставляют их блокировать диски сцепления за счет трения, тем самым обеспечивая большее сцепление колес.

   В двухстороннем механическом LSD давление также возникает при торможении автомобиля, чтобы обеспечить большую устойчивость при торможении.

   Электронный LSD (eLSD) — это тип механического LSD, в котором компьютеры (а не механическая сила от ведущей шестерни) могут управлять взаимодействием между сцеплением и нажимными кольцами для более быстрой реакции на движение автомобиля.

   Как следует из названия, в вязкостных LSD используется вязкостная муфта, в которой многодисковая муфта омывается густым маслом (вязкой жидкостью).

   Жидкость служит той же цели, что и прижимные кольца в механическом LSD. В случае, если колесо вращается быстрее своего аналога (например, на скользкой поверхности), жидкость действует как источник трения, уравнивая скорость вращения обоих колес и повторяя эффект заблокированного дифференциала.

   Хотя вязкостная LSD работает более плавно и требует меньше обслуживания, чем ее механический аналог, она не может полностью заблокироваться, чтобы направить 100% крутящего момента на колесо с тягой, так как начальная разница в скорости вращения между колесами требуется для жидкость для работы.

   Торсен/винтовой LSD — это еще один тип LSD, в котором вместо использования трения через нажимные кольца (которые в конечном итоге потребуют замены) используется набор червячных передач для обеспечения необходимого сопротивления для блокировки внутреннего зацепления и, таким образом, распределения крутящего момента между колеса.

   Помимо технического обслуживания, основное преимущество дифференциала Torsen заключается в его отзывчивости. В отличие от механического LSD «включено-выключено», червячная передача всегда находится в зацеплении с внутренним дифференциалом, что значительно улучшает реакцию.

   Некоторые примеры автомобилей, использующих различные типы LSD, включают Mazda MX-5 (механический LSD в ручном исполнении), Nissan 370Z (вязкий LSD) и Ford Mustang (Torsen LSD с 2,3-литровым высокопроизводительным вариантом).

   Типы, части, функции, схемы и использование [PDF]

   В этой статье вы узнаете что такое дифференциальная система? и как они работают? Его компонент и типы дифференциала подробно объясняются диаграммами . Вы также можете скачать PDF-файл этой статьи в конце.

   Что такое дифференциал?

   Если вы когда-нибудь играли с игрушечной машинкой, то знаете, что она хорошо движется по прямой, но не делает поворотов. Это потому, что у него нет дифференциала. Но ваш автомобиль делает повороты на поворотах, будь то передний, редкий, четырехместный или полноприводный.

   Дифференциал определяется как зубчатая передача, состоящая из трех шестерен, скорость вращения одного из которых равна средней скорости других или фиксированному кратному этому среднему значению.

   Дифференциал представляет собой набор шестерен, передающих крутящий момент двигателя на колеса. Он берет мощность от двигателя и отдает ее, позволяя каждому колесу вращаться с разной скоростью на поворотах.

   В 1827 году французский часовщик Онесифор Пеккер изобрел первый обычный автомобильный дифференциал. Он использовался в паровых транспортных средствах.

   Транспортные средства, такие как колесницы, фургоны и повозки, по-прежнему страдают от проскальзывания и волочения колес, что приводит к повреждению колес, осей и дорог. Чтобы этого не произошло, был придуман дифференциал.

   Читайте также: 19 потрясающих стилей кузова, которые вам следует знать

   Зачем нужен дифференциал?

   Дифференциал позволяет рулевым колесам поворачиваться с разной скоростью, чтобы автомобиль мог поворачивать, не оказывая сильного давления на шины. Внутренние колеса перемещаются на короткое расстояние по сравнению с внешними колесами.

   Если ось не позволяет колесам свободно вращаться, колесо шины будет волочиться по земле. Следовательно, это важно, когда транспортное средство поворачивает, заставляя колесо двигаться за пределами кривой поворота, чтобы катиться дальше и быстрее, чем другое.

   Детали дифференциала

   Ниже приведены детали дифференциала:

   1. Боковая или солнечная шестерня дифференциала
   2. Вал-шестерня или крестовина
   3. Оси или полуоси
   4. Зубчатый венец или коронное колесо
   5. Ведущая шестерня или коническая шестерня
   6. Шестерни дифференциала или планетарные шестерни
   7. Корпус или корпус дифференциала
   Изображение: Википедия солнечная шестерня. Он установлен на внутренних концах каждой оси. В нем две конические шестерни скреплены вместе, чтобы объединить ведущий и ведомый валы под углом 90 °.

   #2 Вал-шестерня или поперечный штифт

   Имеются две шестерни, опорный вал которых называется вал-шестерня. Он установлен в картере дифференциала.

   #3 Полуоси или полуоси

   Полуось — это сплошной вал, расположенный между дифференциалом и набором шестерен в картере оси. Он передает вращательное усилие от системы трансмиссии на колеса, прикрепленные к осям.

   #4 Зубчатый венец или зубчатый венец

   Зубчатый венец также известен как зубчатый венец. Они действуют как уравнитель при разделении крутящего момента между двумя ведущими колесами, позволяя одному вращаться быстрее, чем другому.

   #5 Ведущая шестерня или коническая шестерня

   Ведущая шестерня также известна как коническая шестерня. Он собран с корпусом дифференциала, называемым корпусом дифференциала или держателем.

   Приводной вал соединен с ведущей шестерней с помощью универсального шарнира и входит в зацепление с зубчатым венцом. Следовательно, когда привод вращает вал, ведущая шестерня вращается, и, таким образом, вращается зубчатый венец.

   #6 Шестерни дифференциала или планетарные шестерни

   Планетарные шестерни используются в дифференциале. Так как оси планетарных шестерен вращаются вокруг общей оси солнечной и зубчатого венца, которая совпадает и катится посередине дифференциальной системы.

   #7 Корпус или корпус дифференциала

   Корпус дифференциала прикреплен к двухколесным осям и боковым шестерням дифференциала. Он состоит из подшипников, которые вращают две полуоси.

   Как работает дифференциал?

   Мощность двигателя передается на зубчатый венец через ведущую шестерню. Зубчатый венец соединен с крестовиной, которая является сердцем дифференциальной системы. Шестерня крестовины может свободно вращаться двумя разными способами: одна вместе с зубчатым венцом и две вокруг своей оси.

   Шестерня крестовины входит в зацепление с двумя боковыми шестернями, поэтому мощность двигателя передается от шестерни к левому и правому колесам. Рассмотрим некоторые случаи.

   Автомобиль движется прямо: В этом случае крестовина вращается вместе с зубчатым венцом, но не вокруг своей оси. Шестерня паука будет толкать и заставлять боковые шестерни вращаться, и обе будут вращаться с одинаковой скоростью.

   Транспортное средство входит в поворот: Важную роль здесь играет зубчатая передача. Вместе с вращением зубчатого венца оно вращается вокруг собственной оси. Таким образом, крестовина имеет комбинированное вращение.

   При правильном зацеплении боковая шестерня должна иметь ту же окружную скорость, что и крестовина. Когда крестовина вращается, а также вращается, окружная скорость левой стороны крестовины представляет собой сумму скоростей вращения и вращения.

   Но с правой стороны это разница между ними. Или левая шестерня будет иметь более высокую скорость по сравнению с правой шестерней. Так дифференциалу удается поворачивать левое и правое колеса с разной скоростью.

   Читайте также: Какова функция коленчатого вала в автомобиле?

   Типы дифференциальных

   . Следующие типы дифференциала:

   1. Открытый дифференциал
   2. Дифференциал с ограниченным скольжением
   .
   3. Дифференциал Torsen
   4. Сварной дифференциал

   1. Открытый дифференциал

   Изображение: обработка автомобиля

   Эти типы дифференциалов являются наиболее распространенными и легко обнаруживаются в легковых автомобилях. Он позволяет изменять только скорость или проскальзывание отдельных колес. В хороших дорожных условиях это позволяет внешнему колесу вращаться с большей скоростью, чем внутреннее колесо.

   Проблема возникает при неблагоприятных дорожных условиях, например, на мокрой дороге, снегу, льду или песке. При использовании открытого дифференциала в вашем автомобиле крутящий момент двигателя передается, даже если колесо имеет нулевое сцепление с дорогой, поэтому скользящая шина может свободно вращаться.

   Открытые дифференциалы сегодня можно найти во многих автомобилях, поэтому стоимость ремонта дифференциала меньше, чем других типов.

   Преимущества открытого дифференциала	Недостатки открытого дифференциала
   Это позволяет использовать разные скорости вращения колес на одной и той же оси. путешествовать дальше.	Когда сцепление с дорогой на одном колесе уменьшается, это существенно ограничивает мощность, вырабатываемую транспортным средством. Если одно колесо не может рассеять столько же мощности, другое получит такой же небольшой крутящий момент.
   С точки зрения эффективности потери энергии через дифференциал будут меньше, чем у других типов.

   2. Дифференциал повышенного трения

   Дифференциал повышенного трения работает аналогично открытому дифференциалу. Они передают крутящий момент на каждое колесо независимо при хороших дорожных условиях.

   Открытый дифференциал может привести к проскальзыванию шины при резком повороте или резком ускорении. Но самоблокирующийся дифференциал не позволяет крутящему моменту передаваться на скользящую шину (та, которая имеет наименьшее сопротивление).

   Это достигается за счет использования фрикционов и пластин внутри дифференциала. Это позволяет автомобилю проходить повороты, тогда как автомобиль с открытым дифференциалом не может. В гоночных автомобилях, внедорожниках и других транспортных средствах используется дифференциал повышенного трения.

   Преимущества самоблокирующегося дифференциала	Недостатки самоблокирующегося дифференциала
   Это позволяет использовать разные скорости вращения колес на одной оси, что снижает износ шин по сравнению с заблокированным дифференциалом.	Он не может быть полностью заблокирован, так как системе требуется разница скоростей между двумя сторонами для передачи крутящего момента.
   Это также позволяет колесу передавать крутящий момент с большей тягой.	При слишком частом использовании эффект ЛСД будет снижен.
   Он обеспечивает очень плавную работу, не имеет низкоскоростной неуклюжести, обычно связанной с другими типами LSD, которые перемещаются в ограниченном пространстве.

   #3 Вязкий самоблокирующийся дифференциал

   Это тип самоблокирующегося дифференциала, в котором используется густая жидкость для создания необходимого сопротивления для изменения поведения дифференциала между открытым и закрытым состояниями. По сравнению с механическим LSD в нем меньше деталей, что становится преимуществом.

   При вращении колеса вязкая жидкость нагревается и создает дополнительное сопротивление. Эффект от этого замедляет вращающееся колесо и перенаправляет крутящий момент на колесо с сцеплением. VLSD способны более эффективно передавать крутящий момент на колесо с большей тягой.

   #4 Механический дифференциал повышенного трения

   Механический дифференциал повышенного трения обеспечивает сопротивление свободному вращению колес, изменяя воздействие дифференциала с открытого на заблокированное и повышая его тяговое усилие. Этот тип может работать с односторонней, 1,5-сторонней, двусторонней и даже электронной.

   #5 Активный дифференциал

   Активный дифференциал использует определенный механизм для обеспечения необходимого сопротивления для передачи крутящего момента с одной стороны на другую. Они активируются электронным способом, а не зависят от механической силы.

   Он может использовать электронику для изменения механических сил системы путем изменения условий движения, что делает их программируемыми и дополнительно контролируемыми. Используя серию датчиков по всему автомобилю, компьютер может автоматически определять, какие ведущие колеса требуют мощности и когда.

   Он предлагает большую маневренность, лучшую управляемость и исключительную тягу. Он уравновешивает изменяющуюся скорость вращения задних колес, особенно на поворотах.

   #6 Блокировка дифференциала

   В этих типах дифференциалов используется сцепление и пружины для приведения в действие блокировки, которая передает одинаковую мощность на каждое колесо, независимо от состояния сцепления. По сути, он образует сплошную ось.

   Преимуществом блокируемого дифференциала является способность достигать большего тягового усилия, поскольку полный крутящий момент всегда доступен для одного колеса и не ограничивается меньшим тяговым усилием одного колеса.

   На более высоких скоростях это недостаток, но на бездорожье или скалолазании это огромное преимущество. Их можно найти на многих внедорожниках и некоторых спортивных автомобилях.

   Преимущества блокировки дифференциала	Недостатки блокировки дифференциала
   Это может обеспечить крутящий момент для движения вверх к колесу с большей тягой. В различных конструкциях это позволит большей части крутящего момента достигать земли при любом заданном состоянии поверхности.	Одним из недостатков блокируемого дифференциала является то, что он не допускает разницы в скорости вращения правого и левого колес. Это означает дополнительный износ шин, а также, как следствие, заедание трансмиссии.
   Он надежный, простой и очень эффективный.
   Обеспечивает решение для ситуаций дрифта, когда желательно поддерживать постоянную скорость колеса на оси. Дифференциал с вектором крутящего момента №7 сцепление и контроллер. Они работают максимально эффективно, обеспечивая по-настоящему динамичное и динамичное вождение. Разница в векторе крутящего момента обнаруживается в высокопроизводительных заднеприводных и полноприводных автомобилях. Преимущества дифференциала с вектором крутящего момента Недостатки дифференциала с вектором крутящего момента Это позволяет внешнему колесу передавать больший крутящий момент по мере приближения к повороту. Хотя у него нет недостатков, он имеет два недостатка: стоимость и сложность. Обеспечивает полный контроль конструктора, система может выбирать, при каких условиях транспортное средство будет передавать больший крутящий момент на одно колесо, а не реагировать. Может передавать до 100% потенциального крутящего момента на колесо. #8 Дифференциал Torsen Изображение: Flickr Torsen означает определение крутящего момента. Это типы самоблокирующихся дифференциалов, в которых используется ускоренная передача для создания удара без использования сцепления или сопротивления жидкости. Этого можно добиться, добавив набор червячных передач к обычному набору шестерен открытого дифференциала. Эти червячные передачи, работающие на каждой оси, обеспечивают необходимое сопротивление для передачи крутящего момента. Это достигается за счет того, что червячные передачи находятся в постоянном зацеплении друг с другом через соединенные прямозубые шестерни. Непрерывная сетка между двумя сторонами дифференциала имеет то преимущество, что обеспечивает быстрый крутящий момент, что делает его чувствительным к изменению дороги и условий движения. Преимущества дифференциала Torsen Недостатки дифференциала Torsen Как только между ними появляется разница в скорости, он начинает передавать больший крутящий момент на более медленное колесо. Кроме того, он действует гораздо быстрее, чем ЛСД. Когда колесо находится в воздухе, дифференциал Torsen работает аналогично открытому дифференциалу, и на ведущую ось передается очень небольшой крутящий момент. Это вполне приемлемо для использования на дорогах, но может быть проблемой для более специализированных автомобилей на трассе. Эти системы не требуют регулярного технического обслуживания, поскольку действие дифференциала зависит от трения по всей передаче. #9 Сварной или золотниковый дифференциал Это тип заблокированного дифференциала, известный как золотниковый дифференциал. Он постоянно приварен к неподвижной оси открытым зазором. Обычно это делается в определенных ситуациях, когда функции заблокированного дифференциала облегчают одновременное вращение обоих колес. Как правило, это не рекомендуется, поскольку тепло от сварки может поставить под угрозу прочность компонента и увеличить риск отказа детали. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт