Работа дифференциала автомобиля: Как работает дифференциал?

Содержание

ЧТО ТАКОЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛ И КАК ОН РАБОТАЕТ?

Таким образом, дифференциал состоит из следующих основных частей:

  • Ведущий вал — передаёт крутящий момент, ведя его от коробки передач к началу дифференциала
  • Ведущая шестерня ведущего вала — косозубая небольшая шестерня в форме конуса, которая используется для сцепки с механизмом дифференциала
  • Коронная шестерня — ведомая шестерня также в форме конуса, которая приводится в движение (вращение) ведущей шестерней. Ведущая и ведомая шестерня, вместе взятые, называются главной передачей и именно они служат последним этапом уменьшения скорости вращения, которое в конечном счёте достигнет колёс (коронная шестерня всегда меньше ведущей, а, значит, ведущей шестерне придётся сделать намного больше оборотов, пока ведомая сделает всего один оборот вокруг себя).
  • Шестерни полуосей — это последние шестерни на пути передачи вращения от ведущего вала к колёсам.
  • Сателлиты — планетарный механизм, который как раз и осуществляет ключевую роль в обеспечении разности вращения колёс при повороте.
  • Полуоси — валы, идущие от дифференциала непосредственно к колёсам.

А теперь давайте перейдём к ключевому и самому важному понимаю, как работает дифференциал, и посмотрим на анимации ниже, как вышеперечисленные компоненты открытого дифференциала работают в двух случаях:

  • Когда автомобиль едет прямо.
  • Когда автомобиль поворачивает.

Какой главный недостаток дифференциала?

Открытый дифференциал передаёт вращение тому или иному колесу практически в любом соотношении, в том числе и в соотношении 100%/0% — когда одно из ведущих колёс принимает весь крутящий момент на себя. В то же время распределение такого вращения между колёсами происходит при изменении нагрузки на эти колёса (а вместе с ними на полуоси) — то есть колесо с меньшей нагрузкой в повороте получает больше вращения. Но здесь кроется один существенный недостаток, который имеет место при определённых условиях, а именно, когда оба ведущих колеса находятся в грязи, снегу или на льду, и автомобиль начинает буксовать — в этом случае то колесо, которое имеет меньшее сцепление с поверхностью, будет получать львиную долю вращения. Проще говоря, если Вы, к примеру, застряли в снегу, сев «на пузо» — когда одно колесо сцеплено с поверхностью снега, а второе вовсе висит в воздухе, то получать мощность за счёт соответствующего распределения по полуосям дифференциала будет как раз то колесо, которое находится на весу, и именно оно будет беспомощно крутиться в воздухе. Особенно остро данная проблема стоит у внедорожников и вездеходов.

Какие виды дифференциалов бывают?

Решением этих проблем является дифференциал повышенного трения (LSD, его ещё называют дифференциалом с ограниченным проскальзыванием). Дифференциалы повышенного трения используют различные механизмы для обеспечения нормального дифференциального действия в различных условиях езды. Когда колесо скользит, такой дифференциал позволяет передать больше крутящего момента как раз на нескользящее колесо.

На внедорожниках и вездеходах также применяются дифференциалы с ручным отключением, которые, впрочем, очень часто не защищены от случайного отключения или отключения не в то время по незнанию — дело в том, что возможность отключения дифференциала на ходу влечёт за собой возможную его поломку, и это распространённая проблема.

Что такое вискомуфта (вязкая муфта)?

Вискомуфта чаще всего встречается во всех полноприводных машинах. И, если Вы читали статью о принципе работы гидротрансформатора, то знайте, что вискомуфта имеет схожую с ним схему работы. Она широко используется для связи задних колёс с передними таким образом, что когда один набор колёс начинает проскальзывать, крутящий момент будет передан на другой набор, тем самым решая злободневную проблему буксующего колеса, описанную выше.

Вязкая муфта имеет два набора пластин внутри герметичного корпуса, который заполнен вязкой жидкостью (несколько более вязкой, чем трансмиссионное масло, к примеру). Один набор пластин соединён с каждым выходным валом. В нормальных условиях оба набора пластин и их порция вязкой жидкости движутся с одной и той же скоростью. Но когда одна ось пытается вращаться быстрее, возможно, потому что она проскальзывает, множество пластин, соответствующих колёсам этой оси, вращаются быстрее, чем другие. Вязкая жидкость, находящаяся между пластинами, пытается догнать более быстрые диски, тем самым ведя за собой к этому и медленные диски. Это передает больший крутящий момент на медленнее вращающиеся колёса, которые как раз и не скользят.

Дифференциал в автомобиле, принципы работы

Конструкция любого автомобиля содержит в себе ряд обязательных узлов и механизмов, без которых он просто не сможет функционировать. К ним, прежде всего, следует отнести двигатель, тормозную систему, коробку передач, а также такое устройство как, дифференциал.

Дифференциал имеется в каждом транспортом средстве, а у некоторых их даже несколько, он играет важную роль в бесперебойном функционировании машины, так как участвует в распределении момента выходного вала между колесами в нужном соотношении.

Особенности работы автомобильного дифференциала

Дифференциал — это механическое устройство, позволяющее обеспечить разную вращательную скорость колес, расположенных на общей оси, предотвращая тем самым пробуксовку. К тому же он выполняет распределение крутящего момента между всеми выходными валами (ведущими осями) в равном соотношении.

Функционал такого агрегата основан на принципе работы планетарного редуктора. Насчитывается несколько видов дифференциалов, каждый из которых зависит от способа передачи вращения. К ним относятся конический, цилиндрический и червячный дифференциалы.

На практике чаще всего используют первый из них. Конический дифференциал монтируется на колесах, расположенных на общей оси. Крутящий момент от механизма трансмиссии поступает на корпус (чашу) конического дифференциала, после чего посредством сателлитов подается на шестерни полуосей. Количество сателлитов зависит от конструкции отдельного дифференциала, и может насчитываться от двух до четырех.

Цилиндрический дифференциал в большей своей части получил применение в полноприводных авто. Дифференциал червячного типа выделяется своей универсальностью и может быть установлен как между колесами, так и между самими осями.

При движении автомобиля в одном направлении сопротивление обеих колес дорожному покрытию одинаковое. В данном случае вращательные движения выполняют только полуосевые шестерни, при этом их угловая скорость одинаковая. Сателлиты же в это время находятся в спокойном положении.

В момент поворота авто колесо, расположенное на внутренней стороне, получает большее сопротивление дорожного покрытия, вследствие чего скорость вращения солнечной шестерни уменьшается, а сателлиты наоборот приходят в движение. В итоге, колесо, находящееся на внешней стороне, вращается быстрее, но с таким же крутящим моментом, как и на внутреннем колесе.

Если в процессе движения одно из колес пробуксовывает, автомобиль может просто не тронуться с места. В такой ситуациив работу включается блокировка дифференциала, позволяющая увеличить крутящий момент на одном из колес автомашины.

Кроме вышеперечисленных дифференциалов широко используются такие разновидности как, дифференциал Торсен, дифференциал с полной блокировкой, дифференциал типа Quaife, вязкостная муфта (вискомуфта).

 

Дифференциал Torsen

Дифференциал Torsen — включает в себя множество различных компонентов и представляет собой один из самых уникальныхспособов, позволяющих решить проблему регулирования усилия тяги, передаваемого на колеса, состоящими в контакте с дорогой.

Внутреннее строение дифференциала Torsen намного отличаются от строения обычного дифференциала, его основу составляет система, состоящая из пар шестерен, так называемых червячных пар. Дифференциал Torsen работает по простому принципу: вращающаяся червячная шестерня может приводить в движение сателлит, в то время как последний неможет приводить в движение червячную шестерню.

 

Дифференциал с полной блокировкой

Этот тип дифференциала в большинстве случаев используется на внедорожниках и грузовых автомашинах. Его работа контролируется при помощи специального механизма, расположенного непосредственно в салоне автомобиля. Он позволяет увеличить проходимую способность автотранспортного средства.

 

 

Дифференциалы типа Quaife

Отличительной чертой такого дифференциала является расположение сателлитов. Они размещены в два ряда в параллельном направлении к оси вращения корпуса. При работе механизма имеют место силы трения, с помощью которых в случае необходимости можно осуществить блокировку и повысить проходимость автомобиля. Как правило, дифференциалподобного типа применяется в автомобилях, обладающих повышенной проходимостью (внедорожниках).

Вискомуфта

Функционирует вискомуфта так же, как и гидротрансформатор. Она используется для обеспечения связи передних колес машины с задними колесами. При проскальзывании одного из колес, крутящий момент поступает на другое колесо, что в итоге помогает решить проблему с пробуксовкой.

Конструкция агрегата представляет собой цилиндрический корпус с вязкой жидкостью, внутри которого размещен пакет металлических дисков с перфорацией. Диски находятся в соединении с ведущим и ведомым валом. С изменением окружающей температуры, жидкость меняет свою вязкость, на чем и основан принцип работы данного механизма.

 

Применение дифференциалов

Автомобили, обустроенные одной ведущей осью, оборудуются одним дифференциалом. Соответственно машины с несколькими ведущими осями имеют насколько дифференциалов, которые монтируются на каждую ось. На внедорожники сдвумя осями, устанавливают три дифференциала (на каждую ось по дифференциалу и один дифференциал между осями). В автомобилях, у которых более двух осей, используются межтележечные дифференциалы.

Преимущества и недостатки дифференциалов

Главным преимуществом данных устройств является их способность обеспечить одинаковый крутящий момент для колес, выполняющих вращение с различной скоростью.

К недостаткам можно отнести проблему пробуксовки колес, не состоящих в сцеплении с дорогой. Решить данную проблему можно при помощи блокировочного механизма, который может быть ручным или автоматическим.

 

Остались вопросы? Мы готовы бесплатно проконсулировать Вас в нашем автосервисе.

Звоните: ☎ 8(812)926-92-28 

Автомобильный дифференциал – как он работает, из чего он состоит и как происходит его блокировка

Содержание статьи:

Добрый день, дорогие друзья. Сегодня простыми слова объясню, что такое дифференциал, зачем он нужен и как он работает в автомобиле. В чем его плюсы, минусы и зачем придумали его блокировать. Добавлю видео, чтобы лучше понять материал, написанный в этой статье.

Что такое автомобильный дифференциал

Это механическое устройство, разделяющее крутящий момент между двумя полуосями ведущих колес. Разделение происходит в неравных пропорциях, в зависимости от условий, в которых находятся колеса, а точнее от коэффициента сцепления с поверхностью и направлению движения автомобиля. Он позволяет вращаться колесам с разной скоростью, передавая мощность на оба колеса.

Из чего он состоит

Конструкцию рассмотрим на примере простого дифференциала. Он состоит:

  1. Ведущей шестерни. Она передает крутящий момент от коробки передач, через кардан на главную шестерню.
  2. Ведомой (главной) шестерни. Заставляет вращаться сателлит (спутник)
  3. Шестерня сателлита. Она жестко закреплена с ведомой шестеренкой и вращается вместе с ней в одном направлении. Кроме этого, она может совершать вращения вокруг своей оси в разные стороны.
  4. Две полуосевые шестерни, каждая из которых соединена со своим колесом. Через них мощность и момент передается с сателлита на ведущие колеса.

Конструкция схематически представлена на картинке:

Зачем он нужен

Он нужен, чтобы колеса вращались с разными скоростями при прохождении поворотов. Зачем это нужно? Смотрим на скрин снизу. При повороте автомобиля ведущие колеса проходят разное расстояние S1 и S2, где S1<S2. Одно колесо, проходящее по внутренней траектории, проходит расстояние меньше, чем колесо, движущееся по внешнему радиусу. Чтобы равномерно пройти эти расстояния, колеса должны обладать разной скоростью вращения.

Если оба колеса соединить жестко между собой одной осью, то скорость вращения будет одинаковой, а при прохождении разных расстояний с одной скоростью, какое-то из колес будет отставать, а другое буксовать. Другими словами не колесо будет тащить машину, а машина будет его тянуть. В этом случае, плавность прохождения поворота автомобилем будет нарушена, что может вызвать неожиданное поведения машины – снос или занос ведущей оси, разворот авто, а как следствие – ДТП.

Чтобы колеса имели разные скорости вращения, они должны быть разделены полуосями, жестко не соединенными между собой. Но как в таком случае передавать одновременно на них мощность от двигателя? – Для этого был придуман автомобильный дифференциал. Давайте разберем, как у него получается делить крутящий момент между двумя независимыми осями.

Дифференциал автомобиля принцип работы

Момент передается от коробки передач на ведущую шестерню. В зависимости от компоновки привода она находится или на кардане, или на угловом редукторе. Будем рассматривать на примере заднеприводного автомобиля. Здесь она расположена в корпусе механизма.

Через нее момент передается ведомой шестеренки, которая не имеет прямой связи с осями колес. Она закреплена на подшипнике внутри кожуха агрегата. На ней закреплена шестерня сателлита, спутника, которая крутиться вместе с ведомой звездочкой и вокруг своей оси. Таких спутников может быть несколько, в зависимости от мощности, которую нужно передать. Зубья сателлита соединены с шестернями полуосей, на которых находятся колеса. Вращения передается через него на полуоси. Именно работа сателлита играет важную роль в распределении скорости вращения между осями. Существует несколько типов его работы в зависимости от направления движения авто. Рассмотрим их подробно

Прямолинейное движение

В этом случае крутящий момент равномерно передается на колеса. Шестерня «спутника» не вращается вокруг своей оси. Вращение происходит только вместе с ведомой шестеренкой в том же направление. Мощность поровну делится между ведущими колесами. Они крутятся с одинаковой скоростью.

Видео как работает дифференциал при прямолинейном движении:

Поворачиваем налево или направо

Так как скорости колес должны быть разными для лучшего и безопасного прохождения поворота, в работу вступает сателлит. Он начинает крутиться вокруг своей оси, разделяя момент между полуосями в нужных пропорциях, для обеспечения необходимых скоростей вращения колес, чтобы ни одно из них не буксовало и не тормозило.

Направление вращения сателлита вокруг себя зависит от направления поворота. Влево – крутится в одну сторону, увеличивая скорость вращения правого колеса, вправо – в другую, придавая левому больший момент.

Видео как работает дифференциал при повороте автомобиля:

Движение по поверхности с разным коэффициентом сцепления

Я думаю, вы неоднократно видела, как автомобиль, находясь на льду, или грязи одним колесом буксовал. При этом второе колесо находилось на твердой поверхности, но оно стояло, и машина не могла тронуться с места. В этом «заслуга» дифференциала.

Нажимая на педаль газа, момент передается через механизм на сателлит, который сцеплен с полуосями. Колеса находятся на разных поверхностях с разными сцепными свойствами (лед и асфальт), ведомая шестерня начинает вращать «спутник». Он своими зубьями упирается в полуоси и пытается их провернуть. Так как для вращения одного колеса, стоящего на льду сил нужно меньше, а для асфальта больше, то сателлит начинает вращаться вокруг себя в сторону колеса с хорошим сцепления, не передавая на него мощности. Вся энергия уходит на проворот колеса с меньшим сцеплением. Получается, что колесо в ледяной ловушке крутиться, буксует свободно, а колесо на асфальте спокойно стоит без движения.

Именно такой принцип работы дифференциала заставило задуматься инженеров над модернизацией механизма. Что нужно сделать, чтобы не попасть в такую ситуацию? – Правильно, нужно заблокировать сателлит от вращения вокруг своей оси. В этом случае момент будет равномерно делиться между двумя колесами и то, которое находится на жесткой поверхности (асфальте), сможет вытянуть весь автомобиль. Таким образом, люди дошли до изобретения механизма блокировки дифференциала.

Что такое блокировка дифференциала в автомобиле

Это способ заблокировать сателлиты, чтобы исключить их вращение вокруг своей оси или соединить шестерню полуоси с корпусом дифференциала. Крутящий момент будет передаваться равномерно или в определенном соотношении между двумя полуосями ведущих колес. Существует два вида блокировок – жесткая и частичная.

В первом случае, все части дифференциала будут заблокированы, момент будет передаваться на все ведущие колеса. На многих внедорожниках этот режим называется «Lock». Второй вид – в нем используются дифференциалы повышенного трения. В них мощность передается в определенной пропорции между буксующим колесом и заблокированным. Чем быстрее вращается свободная ось, тем больше крутящего момента идет на «стоячее» колесо.

Жесткая или принудительная блокировка

Она активируется принудительным нажатием кнопки в салоне или физическим перемещением определенного элемента в механизме. В последнем случае водителю нужно было перемещать рычаг и при помощи тросов происходило смещение муфты, блокирующей ось колеса с корпусом дифференциала. В современных авто применяются пневматические, гидравлические или электрические привода. В некоторых случаях используется не межколесная блокировка, а межосевая, мощность передается между передними и задними колесами машины в соотношении 50:50, 50:40, в зависимости от настроек.

Частичная блокировка или LSD

LSD – этот термин означает, что в авто применяется дифференциалы ограниченного, частичного проскальзывания.

Они бывают:

Вязкостная муфта (вискомуфта). Состоит из набора дисков, часть которых закреплена с корпусом, вторая – с ведущим валом. Вся конструкция находится в герметичном корпусе, заполненном специальным силиконом. При увеличении скорости вращения ведущего вала выше скорости корпуса, диски на валу начинают мешать собой силикон. Он меняет свои свойства, становится вязким. Тем самым повышается коэффициент трения между дисками, дифференциал блокируется. При уравнивании скоростей, силиконовая смазка восстанавливает свою вязкость и диски разблокируются.

Дисковые муфты повышенного трения. В них вместо силикона применяются фрикционные диски. Часть находится на полуоси, часть на корпусе дифференциала. При прямолинейном движении колес весь механизм работает как одно целой. При проскальзывании одной из осей, за счет силы трения дисков он блокируется, передавая момент на оба колеса.

Червячные. Ярким примером является дифференциал Торсен. В его конструкции применяются сателлиты червячного типа, которые могут вращаться от червячных шестерен полуосей, а сами вращать их не могут – блокируются. При повышении угловой скорости одной оси происходит блокировка сателлитов и перераспределение мощности на колесо с хорошим сцеплением с дорогой. Чем быстрее проскальзывает колесо, тем больше момента передается на другую ось. Происходит автоматическая частичная блокировка дифференциала, без участия водителя. При выравнивании скоростей, червячные сателлиты разблокируются и механизм вернется в исходное состояние.

В последнее время на современных автомобилях появилась третий вид блокировок – имитация блокировки межколесного дифференциала. Здесь все происходит в автоматическом режиме. Система считывает данные с датчиков ABS о скорости вращения ведущих колес. Если они сильно различаются, то тормозная система «прикусывает» колесо, которое быстрее крутится, буксует, часть энергии вращения передается на колесо с хорошим сцеплением. В данных системах не применяются дорогие и сложные конструкции для блокировок, используется свободный дифференциал и электронная система с датчиками АБС – это удешевляет конструкцию и конечную стоимость автомобиля. Но эффективности в ней меньше, чем настоящих, физических блокировок. Подробнее о принципах работы разных типов дифференциалов поговорим в других статьях. Сейчас приведем основные недостатки таких блокировочных механизмов.

Недостатки

  1. Сложная конструкция, ведущая к дорогому ремонту
  2. Повышенные требования к обслуживанию
  3. Большой нагрев механизма, в результате повышенного трения элементов. При длительном использовании сокращается срок службы деталей и всего агрегата в целом
  4. Установка дополнительной электроники, контролирующей температуру элементов муфты и другие параметры, обеспечивающие надежность, долговечность механизма

Поэтому рекомендуется использовать блокировки только в тех случаях, когда нужно вытащить машину из снежной «ловушки» или грязи. Длительное применение этой технологии ведет к повышенному износу и выходу из строя дифференциала, а как следствие – дорогостоящему ремонту.

Заключение

Мы разобрались с вопросом, что такое дифференциал, как он работает и зачем он нужен. Узнали о его недостатках, и с какой целью его решили блокировать. Вкратце прошлись по существующим типам блокировок. Более детальный обзор будет в следующих статьях. Так что подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.

Видео по теме:


Работа дифференциала в разных режимах:

Документальный фильм 1937 года зачем нужен дифференциал в авто и как он работает:

Виды и особенности работы автомобильного дифференциала

При вхождении транспортного средства в поворот, ведущая колесная пара имеет разнодлинную величину пути. Дабы избежать пробуксовки колес, они должны иметь разные скорости вращений. Именно эту функцию в автомобилях выполняет дифференциал.

Что это такое?

Дифференциал – это технически-сложное устройство, которое обеспечивает неодинаковую скорость вращения ведущим колесам, при равной величине усилия, подаваемого к ним. Если в трансмиссии предусмотрена одна ведущая колесная пара, тогда дифференциал располагают между обоими колесами, и он носит название «межколесный дифференциал». На транспортных средствах с полным приводом, он располагается между ведущими мостами, соответственно, называется «межосевой дифференциал». Заметим, что тяговое напряжение колеса находится в прямой зависимости от его радиуса и величины крутящего усилия.

Крутящий момент напрямую зависит от радиуса колеса и тягового усилия передаваемого ему дифференциалом. В случае отсутствия сцепления с дорожным покрытием либо нарушении пространственного положения колес крутящий момент невозможно правильно перераспределить, и о дальнейшем передвижении не может быть и речи. А все из-за того, что сателлит передает одинаковую величину крутящего момента обеим колесам ведущей пары, играя роль уравновешенного рычага. Когда у одного из колес отсутствует сцепление с дорогой, тогда оно имеет небольшую величину крутящего усилия, поэтому благодаря дифференциалу, находящееся на дороге колесо будет иметь такую же величину напряжения. Говоря проще, при прокруте одного колеса, на втором отсутствует тяговое усилие, в результате чего ухудшается проходимость транспортного средства.

Дабы повысить проходимость, была разработана специальная система частичной либо полной блокировки дифференциалов.

Ее работа оценивается коэффициентом блокировки (КБ), который рассчитывается из величин усилия, прилагаемого к отстающему колесу по отношению к опережающему. Когда на машине установлен симметричный дифференциал, то его КБ=1. Если же в конструкции используется дифференциальная система с повышенным трением, величина КБ может достигать 5. Чем выше это значение, тем более проходимым будет транспортное средство. Дифференциалы разделяются на следующие типы:

 1. Система полной блокировки

Зачастую такой тип дифференциала является прерогативой большегрузного транспорта и автомобилей повышенной проходимости, для улучшения динамических характеристик при движении в условиях бездорожья. В случае, когда его включение необходимо, достаточно нажать соответствующую клавишу. Очень важно вовремя отключить блокировку (перед выездом на трассу), иначе полуоси могут выйти из строя.

В качестве примера можно привести дифференциал автомобиля «Нива». Если вовремя не отключить систему, колеса будут продолжать вращаться с одинаковыми угловыми скоростями, что отрицательно отразится на управлении автомобилем, и послужит причиной повышенного износа покрышек.

 2. Вискомуфта

Специальная, состоящая из нескольких дисков муфта, величина передаваемого усилия в которой начинает увеличиваться с возрастанием разности скоростей. Такая система нашла широкое применение в простых конструкциях полноприводной трансмиссии либо играет роль блокиратора дифференциала.

Муфта имеет цилиндрическую конструкцию, которая заполнена специальной технической жидкостью. На свойствах этой жидкости и основано функционирование вискомуфты: с ростом ее температуры увеличивается вязкость и величина усилия. Помимо жидкости внутри муфты располагаются перфорированные диски, которые соединяются с ведомым и ведущим валами.

При стабильном прямолинейном движении скорость обеих валов примерно одинакова. Но, стоит колесам начать пробуксовывать, как скорость вращения входного вала значительно увеличится, силиконовый состав, взаимодействуя с дисками внутри муфты, начинает нагреваться, в результате чего произойдет большая передача усилия выходному валу, соответственно колеса начнут вращаться быстрее.

Ее основной недостаток – это продолжительное время, необходимое для того, чтобы вискомуфта включилась в работу. К тому же оптимальное ее устройство с желаемыми характеристиками подобрать очень сложно. По этой причине, большинство современных автопроизводителей не используют такую конструкцию дифференциальной системы в своих автомобилях.

3. Дифференциал Торсен

Такая дифференциальная система очень чувствительна к изменениям величины крутящего момента. Сателлиты дифференциальной передачи имеют перпендикулярное расположение относительно оси корпуса, и взаимодействуют друг с другом благодаря зубцам. Усилие с них на шестерни полуосей передается через червячную передачу. При вхождении в поворот шестерня полуоси отстающего колеса начинает приводить в движение взаимодействующий с ней сателлит, который агрегатируется со вторым сателлитом и вращает его, а уже он – шестерню полуоси.

Благодаря описанной системе колеса транспортного средства имеют разные скорости вращения, а сила трения, которая возникает во время работы червячной передачи при различной величине усилия на колесах, выступает в роли блокиратора дифференциала.

К минусам Торсена относится его сложная конструкция, которая к тому же еще и дорогостоящая. Ввиду этого возникают определенные трудности с ремонтов в случае поломки системы.

 4. Дифференциал Квайф

В его конструкции оба ряда сателлитов устанавливаются параллельно центральной части корпуса. Отметим, что располагаются они внутри закрытых отверстий корпуса. Взаимодействие сателлитов с полуосями осуществляется согласно сторон их расположения, то есть, правые сателлиты связаны с правой полуосью, а левые – приводят в движение левую. Помимо этого расположенные параллельно сателлиты связаны друг с другом через один.

Если на одно колесо передается меньше усилия, то скорость вращения шестерни его полуоси значительно меньше скорости вращения дифференциала. Далее шестерня начинает взаимодействовать со связанным с ней сателлитом, который передает это усилие на парный с ним сателлит, после чего – крутящий момент передается уже полуоси. Благодаря этому колеса при вхождении в поворот имеют разные скорости.

Из-за того, что колеса имеют различные величины крутящего момента, в винтовом соединении появляются всевозможные силы, которые начинают прижимать сателлиты с шестернями их торцевыми сторонами к разделителю, крышкам либо корпусу. Это вызывает силу трения, которая позволяет заблокировать дифференциал, в результате чего увеличивается тяговая сила транспортного средства и повышается его проходимость.

Добавим, что система Квайф (quaife) очень популярна при проведении тюнинга автомобилей. 

Видео работы дифференциала Торсен:

Видео работы Вискомуфты: 

Принцип работы дифференциала в автомобиле

Дифференциал — это передаточный механизм, который распределяет приложенный к нему крутящий момент между осями трансмиссии и позволяет колесам вращаться с разными угловыми скоростями. Особенно это заметно при повороте автомобиля. Дифференциал обеспечивает надежную и комфортную езду по дорогам с твердым покрытием. Но если машина выезжает за ее пределы и продолжает движение по пересеченной местности, а также в случае гололеда этот механизм может лишить автомобиль возможности двигаться.

Возникновение дифференциала в автомобилях

Дифференциал в автомобиле — это механизм, который распределяет крутящий момент карданного вала трансмиссии между ведущими колесами передней или задней оси, позволяя каждому из них вращаться без пробуксовки. Это основная цель дифференциала.

При прямолинейном движении, когда колеса одинаково нагружены и имеют одинаковую угловую скорость вращения, механизм действует как звено передачи. При повороте или пробуксовки нагрузка становится неравномерной. В этом случае необходимо, чтобы полуоси вращались с разными скоростями и как следствие, возникает необходимость распределять полученный крутящий момент между ними в определенной пропорции. Таким образом узел выполняет вторую основную функцию: обеспечение надежного маневрирования транспортного средства.

Схема дифференциала зависит от типа тяги автомобиля:

  • Передний привод — коробка передач.
  • Задний привод — корпус ведущего моста.
  • Полный привод — корпуса переднего и заднего моста (для передачи крутящего момента на ведущие колеса) или раздаточная коробка (для передачи крутящего момента на ведущие оси).

Дифференциал в машинах появился не сразу. Конструкторы первых «самоходных лафетов» были очень заинтригованы малой маневренностью их изобретений. Вращение колес с одинаковой угловой скоростью при прохождении кривой приводило к тому, что одно из них начинало буксовать или, наоборот, полностью теряло контакт с дорогой. Инженеры вспомнили, что первые прототипы машин, приводимых в движение паровыми двигателями, имели устройство, предотвращающее потерю управляемости.

Механизм распределения крутящего момента был изобретен французом Онесифором Пеккёром. Устройство Пеккёра содержало валы и шестерни. Через них на ведущие колеса подавался крутящий момент двигателя. Но даже после применения изобретения Пеккёра проблема проскальзывания колес на поворотах не была полностью решена. Выявились недостатки системы. Например, одно из колес в какой-то момент потеряло сцепление с дорогой. Наиболее ярко это проявилось в обледенелых районах.

Скольжение в таких условиях раньше приводило к авариям, поэтому конструкторы долго думали, как предотвратить занос автомобилей. Решение было найдено Фердинандом Порше. Он стал изобретателем кулачкового механизма, ограничивающего пробуксовку колес на ведущем мосте. Немецкий дифференциал нашел применение в автомобилях Volkswagen.

Как устроен дифференциал

Агрегат работает как планетарный редуктор. Кузов передает вращение через сателлиты на полуоси, которые вращают ведущие колеса. За счет работы сателлитов возможны разные угловые скорости. Значение крутящего момента остается неизменным.

Использование дифференциалов

Устройства используются для передачи крутящего момента на ведущие колеса и ведущие оси автомобиля.

Грузовые и легковые автомобили, независимо от типа привода, имеют межколесный дифференциал, передающий вращение колесам. Межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между осями, используется только в автомобилях с полным приводом.

По типу используемой передачи различают следующие типы механизмов:

  • конический;
  • цилиндрический;
  • червячный.

По количеству зубьев шестерен полуосей:

  • симметричный;
  • несимметричный.

На автомобилях с полным приводом устанавливается несимметричный дифференциал с цилиндрической передачей, так как именно этот вид дифференциала имеет способность пропорционально распределять крутящий момент между осями.

Автомобили с задним и передним приводом оснащены коническим симметричным дифференциалом.

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

Как работает дифференциал

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

  • прямолинейное движение;
  • поворот;
  • пробуксовка.

Прямолинейное движение

Прямолинейное движение характеризуется равномерным распределением нагрузки между колесами транспортного средства. У них одинаковая угловая скорость. Помещенные в корпусе сателлиты не вращаются вокруг своей оси. Они передают крутящий момент от ведущей шестерни главной передачи на полуосям с помощью неподвижное зубчатое зацепление.

Поворот

Во время поворота транспортного средства силы сопротивления и нагрузки распределяются следующим образом:

  • Внутреннее колесо, имеющее меньший радиус от центра поворота, испытывает большее сопротивление, чем внешнее колесо. Увеличение нагрузки приводит к ее замедлению.
  • Внешнее колесо, движущееся по большему радиусу (больший путь), наоборот, должно увеличивать угловую скорость, чтобы автомобиль поворачивался плавно, без пробуксовки.

Следовательно, колеса должны иметь разную угловую скорость. Замедление вращения полуоси внутреннего колеса приводит в движение сателлиты. Они, в свою очередь, с помощью конической передачи увеличивают скорость вращения внешней оси колеса. Крутящий момент, полученный от главной передачи, остается неизменным.

Пробуксовка

Колеса автомобиля, движущегося по прямой по скользкой дороге или бездорожью, могут нести разные нагрузки: одно из них скользит, теряя сцепление с дорогой; другое, становясь более нагруженным, тормозит. Схема поворота повторяется. Только вот сейчас она мешает: скользящее колесо может принимать 100% крутящего момента, получаемого дифференциалом, а нагруженное колесо вообще перестает вращаться. Движение автомобиля прекратится.

Эти недостатки работы узла устраняются разными методами:

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

Система курсовой устойчивости, блокировка дифференциала

Чтобы крутящий момент полуосей снова был одинаковый, необходимо заблокировать действие сателлитов или гарантировать его передачу от чашки к нагруженной полуоси.

Особенно это актуально для внедорожников 4х4. Не только потому, что они созданы для пересеченной местности. Автомобиль, оборудованный тремя дифференциалами (два межколесных, один межосевой), потерять сцепление по крайней мере в одной из четырех точек — значение крутящего момента остальных колес достигнет нуля, и автомобиль остановится.

Предотвращению проблем способствует блокировка, которая может быть частичной или полной (в зависимости от степени перераспределения сил между осями), либо ручной или автоматической (в зависимости от степени управляемости водителя).

Отлично проявили себя самоблокирующиеся дифференциалы, распределяющие крутящий момент с учетом его разницы в осях или исходя из значений угловых скоростей.

Самым сложным идеальным методом устранения недостатков агрегата является электронная блокировка, реализованный на базе системы курсовой устойчивости, датчики которой контролируют все необходимые параметры во время движения автомобиля. На основании полученных данных производится механическая коррекция работы автомобиля.

Итоги

Дифференциал был призван обеспечить надежное и комфортное маневрирование на трассе. Описанные выше недостатки связаны с ездой в экстремальных условиях и по пересеченной местности. Исходя из этого, если на автомобиле установлен привод ручной блокировки, его следует использовать только в подходящих дорожных условиях. А дорожные автомобили, которые сложно «уговорить» ехать медленнее 100 км / ч, использовать без дифференциала, в общем, нереально, а также опасно. Это простой, но бесконечно важный механизм передачи.

устройство, назначение, виды, принцип работы, неисправности и их устранение

Автор Kristian На чтение 18 мин Просмотров 173 Обновлено

Что такое дифференциал и для чего он нужен?

Интересное механическое устройство, известное человечеству с давних времен. Несколько лет назад ученые считали, что первый механизм, работающий по типу дифференциала, был использован в антикитерском механизме – удивительной находке, поднятой со дна моря, и оказавшейся самым настоящим древним калькулятором для астрономических вычислений. Так что сама идея дифференциала не нова, однако настоящее признание она получила только с появлением первых автомобилей.

Дифференциал – это механизм, отвечающий за распределение момента вращения и угловых скоростей от главной передачи на колёса автомобиля (или на оси, если говорить про межосевой дифференциал). Зачем это нужно? Затем, чтобы дать возможность транспорту нормально поворачивать, не нарушая равномерного сцепления с дорогой каждого колеса.

Если попробовать развернуть на ходу любую повозку с жесткой осью, выяснится, что колесо, находящееся внутри радиуса поворота, пробуксовывает. Одновременно с этим другое колесо, которое находится на наружной дуге и должно двигаться быстрей, теряет сцепление с поверхностью. Другими словами, поворачивать вот так, с двумя колесами, насаженными на одну ось, очень сложно. Можно только посочувствовать лошадям, вынужденным таскать неповоротливые телеги…

Однако автомобиль – давно уже не телега, в том числе и потому, что во время поворота срабатывает дифференциал, который распределяет скорость вращения так, чтобы замедлить колесо внутри дуги поворота и ускорить второе, которое движется по внешней дуге. Всё это происходит без вмешательства водителя, только за счет механического распределения момента вращения.

Размещение дифференциала зависит от того, какой тип привода использован в автомобиле.

  1. В переднеприводных автомобилях установлен передний дифференциал, который находится внутри коробки передач.
  2. В заднеприводных моделях установлен в заднем мосту на ведущей оси.
  3. В полноприводных автомобилях с постоянным полным приводом ставится межосевой дифференциал в раздаточной коробке (он распределяет усилия между передней и задней осью) и межколесные на каждую ось.
  4. А вот подключаемый полный привод не требует межосевого распределителя, в таких автомобилях устанавливается межколесный дифференциал на каждую из осей.

Почему только на ведущую ось (внедорожников это тоже касается, у них обе оси ведущие)? Просто потому, что дифференциал предназначен для того, чтобы распределять момент вращения, идущий от двигателя, а значит, на ведущей оси.

История создания и назначение дифференциала

Конструкция дифференциала появилась практически одновременно с началом производства транспортных средств, оснащенных двигателем внутреннего сгорания. Разница была лишь в пару лет. Первые машины были настолько нестабильными на поворотах, что инженерам пришлось ломать голову над тем, как бы передать одинаковую тягу на ведущие колеса, но при этом сделать так, чтобы они могли вращаться с разными скоростями на виражах.

Хотя нельзя сказать, что сам механизм был разработан после появления автомобилей с ДВС. Дело в том, что для решения управляемости первых авто была позаимствована разработка, которая до того применялась на паровых повозках.

Сам механизм был разработан инженером из Франции – Онесифором Пеккёром в 1825-м году. Работу над проскальзывающим колесом в машине продолжил Фердинанд Порше. При сотрудничестве его компании вместе с ZF AG (Friedrichshafen) был разработан кулачковый дифференциал (1935 год).

Массовое применение LSD-дифференциалов началось, начиная с 1956 года. Технологией пользовались все автопроизводители, так как она открывала новые возможности для четырехколесного транспорта. За основу дифференциала был взят редуктор с планетарной передачей. Простой редуктор состоит из двух шестерен, которые имеют разное количество зубьев одинакового размера (для постоянного зацепления).

Когда вращается большая шестеренка, меньшая выполняет больше оборотов вокруг своей оси. Планетарная модификация обеспечивает не только передачу крутящего момента на приводную ось, но и преобразует его так, чтобы скорости ведущего и ведомого валов были разными. Помимо обычно шестеренчатой передачи в планетарных редукторах применяется несколько дополнительных элементов, которые взаимодействуют с тремя основными.

Дифференциал использует весь потенциал редукторов планетарного типа. Благодаря тому, что такой механизм имеет две степени свободы и позволяют менять передаточное число, такие механизмы оказались эффективными для обеспечения стабильности ведущих колес, вращающихся с разной скоростью.

Предназначение дифференциала автомобилей

  • позволяет ведущим колёсам вращаться с разными угловыми скоростями;
  • неразрывно передаёт крутящий момент от двигателя на ведущие колёса.

Основная проблема, появившаяся на заре автомобильной эры, была решена с помощью применения дифференциала, теперь повороты машине можно проходить более безопасно и без пробуксовки колес, а отсюда соответственно и без чрезмерной нагрузки на трансмиссию, на шины и на сами подшипники колес. Но зато появилось другое неудобство.

Простейший дифференциал имеет одну яркую «особенность», благодаря которой он категорически не подходит для сложных, экстремальных дорожных ситуаций. Когда у ведущих колес 100% сцепление с дорогой, то все будет идти хорошо и дифференциал будет исполнять свою функцию просто идеально, но стоит одному из колес попасть в ситуацию когда оно (шина) потеряет сцепление с дорогой, или попадет на другой тип грунта или на лед, то начнет вращаться именно то колесо, которое потеряло сцепление, а противоположенное стоящее на более цепком грунте просто останется неподвижным.

Не вдаваясь в сами нюансы работы механизма можно просто констатировать факт, что дифференциал не меняет свой крутящий момент, он просто перераспределяет мощность между колесами и такая мощность будет всегда больше на том именно колесе, которое вращается быстрее.

При пробуксовке колеса сопротивление его и крутящего момента будет минимальным, а значит чрезвычайно малым будет и крутящий момент передающийся с самого двигателя непосредственно на колесо, а значит и на противоположенном колесе этот крутящий момент будет ему соответствовать, то есть он будет минимальным. Особенно видны и очень заметны недостатки этого классического дифференциала на спортивных автомобилях с большой мощностью, а также и на полноприводных машинах, которые рассчитаны на езду по бездорожью.

В этой связи инженеры и автопроизводители большинства автокомпаний начали искать новое решение с этой проблемой. Появилось большое количество (различных видов устройств) дифференциалов.

Преимущества и недостатки

Основное преимущество дифференциала – это то, что он дал возможность выполнять повороты. Скорость движения каждого колеса на ведущей оси подстраивается под дорожную ситуацию совершенно автоматически, без участия водителя, так что безопасность и маневренность транспортного средства выросли в десятки раз после внедрения этого механизма. Сегодня дифференциал той или иной конструкции используется во всех видах автомобильного транспорта.

Еще одно преимущество – довольно высокая надежность узла. Планетарная передача выдерживает большие нагрузки, а особенности некоторых типов дифференциала еще дополнительно повышают его мощность и стойкость к износу.

Основным недостатком можно назвать необходимость использовать механизм блокировки, чтобы автомобиль мог двигаться и по льду, и по сложным дорогам. Ручная, автоматическая или электронная – любой тип блокировки должен применяться обязательно, а это означает, что появляется дополнительный механизм, который может выйти из строя. И, конечно, нельзя забывать о контроле за техническим состоянием узла.

Это еще один узел, в котором нужно менять масло, хоть и не часто, и отслеживать износ деталей. И, кстати, о необходимости этой процедуры многие автовладельцы забывают.

Устройство и принцип работы

С технической точки зрения дифференциал устроен достаточно просто, но при этом он способен выдерживать огромные нагрузки. Что внутри этого узла и как он работает?

По своему типу это планетарный редуктор со всеми необходимыми элементами.

  1. Шестерня главной передачи – подает вращение от КПП на дифференциал.
  2. Ведомая шестерня связана и с главной передачей, и с шестернями-сателлитами.
  3. Сателлиты – закреплены в «чашке» ведомой шестерни, так что вращаются вместе с ней.
  4. Шестерни полуосей – соединены с сателлитами и не контактируют с остальными элементами дифференциала.

Как это работает, детально показано на видео-ролике ниже.

  1. От КПП выходит вал главной передачи, от которого вращение передается на ведомую шестерню.
  2. Ведомая шестерня и скрепленная с ней «чашка» (водило) принимают крутящий момент.
  3. Вращаясь, ведомая шестерня и чашка приводят в движение шестерни-сателлиты.
  4. Сателлиты, в свою очередь, передают вращение на полуоси.
  5. При равной нагрузке на полуоси (когда автомобиль движется по прямой дороге с равномерным покрытием) сателлиты не вращаются. Работает только ведомая шестерня, в чашке которой закреплены сателлиты, и они описывают обороты вместе с ней, при этом не совершая вращения вокруг своей оси. Таким образом, момент вращения распределяется на полуоси поровну, 50:50.
  6. Когда автомобиль поворачивает и одно из колес должно замедлить, а второе – ускорить движение, сателлиты приходят в движение. За счет конической зубчатой передачи они, вращаясь, замедляют одну полуось и ускоряют вторую. Другими словами, перераспределяют момент вращения в нужной пропорции, вплоть до 0:100 без потери усилия.
  7. При пробуксовке одного колеса включается механизм блокировки, без которого на то колесо, которое вращается быстрее, ушел бы весь момент вращения. Без блокировки автомобиль останавливается при попадании хотя бы одного колеса на скользкую поверхность.

Схема работы дифференциала

Существует две разновидности подобных механизмов – это симметричный и несимметричный дифференциал. Первая модификация способна передавать крутящий момент на полуоси в равной степени. На их работу не влияют угловые скорости ведущих колес.

Вторая модификация обеспечивает регулировку крутящего момента между колесами ведущей оси, если они начинают вращаться с разной скоростью. Нередко такой дифференциал устанавливается между осями полноприводного транспорта.

Подробней о режимах работы дифференциала. Механизм по-разному срабатывает при таких ситуациях:

  • Машина прямо едет;
  • Автомобиль выполняет маневр;
  • Ведущие колеса начинают буксовать.

При прямолинейном движении

Когда машина едет прямо, сателлиты просто являются связующим звеном между осевыми шестернями. Колеса автомобиля вращаются с одинаковой скоростью, поэтому чашка вращается, как единая труба, которая соединяет обе полуоси. Крутящий момент распределяется между двумя колесами равномерно. Обороты колес соответствуют оборотам ведущей шестерни.

При повороте

В повороте, а это обычный режим работы дифференциала, поскольку идеальных прямых в природе не существует, одно из колёс всегда будет вращаться быстрее. Сателлиты придут в движение относительно своих осей, но связь между полуосевыми шестернями и корпусом не утратят. То есть момент продолжит передаваться от корпуса к колёсам, причём всё в том же соотношении 50/50.

Это очень любопытно рассмотреть с точки зрения мощности. Момент одинаков, а скорость у внешнего от поворота колеса больше, то есть и мощность на него передаётся пропорционально большая. И это неудивительно, так как чем больше скорость, тем выше потери, которые компенсируются добавкой мощности. При этом ни малейших помех вращению колёс с разной скоростью создаваться не будет, в отличие от жёсткой связи.

При пробуксовке

Гораздо менее приятно дела обстоят в том случае, когда одно из колёс попало на относительно скользкий участок дороги и сорвалось в пробуксовку при разгоне. Сцепления с дорогой нет, а значит момент сопротивления покрытия резко падает. Но этот момент всегда равен тяговому, это закон физики. Значит и тяговый момент упадёт.

Свободный симметричный дифференциал делит тягу пополам между колёсами. Всегда 50/50. То есть при падении момента на одном до нуля, на втором он обнулится автоматически. Автомобиль начнёт терять скорость, а если речь идёт о трогании с места на льду или жидкой грязи, то он просто там и останется, не сумев выехать из засады.  В этом главный недостаток свободного дифференциала.

Он может передать усилие только то, которое способно переварить колесо, находящееся в худших условиях. Даже если второе будет на сухом чистом асфальте, автомобиль никуда не поедет. Вся энергия уйдет на быстрое и бесполезное вращение буксующего колеса.

Виды дифференциалов

За годы эволюции это устройство менялось и совершенствовалось. Так что теперь в автомобилестроении используют различные виды дифференциалов, в зависимости от того, на какие нагрузки рассчитан автомобиль, для каких дорожных условий предназначен, какую цель ставили перед собой конструкторы.

  1. По особенностям конструкции различают конический, цилиндрический и червячный типы. Название зависит от того, какой тип передачи используется для вращения полуосей. В настоящее время самый распространенный вид – конический.
  2. По распределению усилия на полуоси различают симметричный и несимметричный. В первом случае количество зубцов на шестернях равное, получаем симметричное распределение вращения. При неравном количестве зубцов усилие распределяется несимметрично, что выгодно для внедорожников высокой проходимости.

Виды блокировки дифференциала. Система блокировки разрабатывалась для внедорожников, для которых пробуксовка любого колеса означает полную остановку автомобиля. На видео, ниже, подробно рассказано о системах блокировки.

Существует три основных типа блокировки.

  1. Ручная блокировка дифференциала – это система, при которой водитель самостоятельно включает и выключает блокировку по своему усмотрению. Возле водительского места находится рычаг или кнопка управления блокировкой, с помощью которых принудительно останавливается вращение сателлитов вокруг свой оси. Фактически, дифференциал начинает работать так же, как при движении по прямой, распределяя усилие на обе полуоси поровну. При этом ухудшается управляемость, ведь повороты с заблокированным дифференциалом выполнить крайне сложно.
  2. Автоматическая блокировка или самоблокировка – система, которая облегчает управление автомобилем, снимая с водителя необходимость самостоятельно блокировать дифференциал. Самоблокирующийся тип называют еще дифференциалом повышенного трения.
  3. Электронная блокировка – это, по сути, имитация работы дифференциала, используемая в антипробуксовочных электронных системах. При необходимости забуксовавшее колесо принудительно замедляется тормозом, после чего дифференциал перераспределяет усилие, давая больше нагрузки на вторую полуось, которая имеет лучшее сцепление с дорогой.

Самоблокирующийся делятся на два основных типа:

  1. Тип Torque – блокировка, срабатывающая от разницы крутящего момента на полуосях. При пробуксовке срабатывают гасители скорости, подтормаживающие ту полуось, скорость вращения которой выше.
  2. Тип Speed Sensitive – блокировка с помощью вискомуфты, которая срабатывает, если одна из полуосей движется быстрее другой.

На сегодняшний день существует несколько видов дифференциалов, используемых в современных автомобилях.

  1. Квайф (Quaife) – самая простая конструкция, главной особенностью которой является использование нескольких пар сателлитов, сцепляющихся между собой попарно. Благодаря возникающим силам трения механизм автоматически подстраивается под дорожные условия, правильно распределяя момент вращения при поворотах и пробуксовке.
  2. Вискомуфта – устройство блокировки, основанное на применении жидкости с переменной вязкостью. Чем выше скорость ее перемешивания (соотношение скоростей вращения левой и правой полуосей), тем выше вязкость жидкости, вплоть до полной блокировки контактных дисковых блоков. Вискомуфта устанавливается на кроссоверы и легковые автомобили, то есть она не рассчитана на условия жесткого бездорожья.
  3. Дисковая блокировка – конструкция с дополнительными коническими шестернями, муфтами и дисками. При разнице в скорости вращения полуосей разъединяются стыки между шестернями и система блокируется, после чего скорости вращения полуосей выравниваются.
  4. Полная блокировка (кулачковая) – это тип с ручной блокировкой из салона автомобиля. Несмотря на некоторые неудобства его продолжают использовать во внедорожниках и есть много поклонников именно этого типа блокировки.
  5. Торсен (Torsen) – агрегат комбинированного, коническо-червячного типа. Это один из самых мощных и надежных типов механизма, используемый для условий жесткого бездорожья. Принцип его работы подробно описан на видео, ниже.

Типы дифференциалов

Если автомобиль имеет одну ведущую ось, то он будет оснащен межколесным дифференциалом. В полноприводном ТС используется межосевой дифференциал. На переднеприводных машинах такой механизм также называется передний дифференциал, а модели в заднеприводных авто называются задним дифференциалом.

Данные механизмы распределяются на три категории по типу зубчатых передач:

  • Конический дифференциал;
  • Червячный дифференциал;
  • Цилиндрический дифференциал.

Различаются они между собой формой главной и осевых шестерен. Конические модификации устанавливаются в переднее- и заднеприводных машинах. Цилиндрические применяются в полноприводных моделях, а червячные подходят для любых типов трансмиссий. В зависимости от модели автомобиля и дорожной обстановки, в которой эксплуатируется транспортное средство, полезными окажутся следующие типы дифференциалов:

  1. Механическая блокировка;
  2. Самоблокирующийся дифференциал;
  3. Электроблокировка.

С ручной блокировкой

Дифференциал с ручным способом блокировки считают одним из наиболее примитивных. Отключение в ручном режиме осуществляется при помощи кнопок или рычагов, которые располагаются в салоне автомобиля. Подобный вид чаще всего используется в машинах, которые имеют полный привод, иными словами, во внедорожниках.

Планетарная система принимает форму муфты и блокирует возможность движения сателлитов. Эксперты настоятельно рекомендуют использовать ручную блокировку только после того, как будет выжата педаль сцепления.

После блокировки дифференциала следует сбросить скорость на минимум, особенно если в этот момент автомобиль пересекает труднопроходимую местность. После того, как один из узлов заблокируется, будет гораздо сложнее поворачивать, а, значит, транспортное средство будет легче вести по прямой. Функция ручной блокировки применяется на внедорожниках, которые обладают рамной конструкцией. Желательно использовать ручную блокировку, уже имея хороший стаж вождения, так как управлять таким автомобилем значительно сложнее.

Toyota Land Cruiser 100 является внедорожником, имеющим кнопку блокировки межосевого дифференциала. Транспортные средства, на которых имеется ручная блокировка дифференциала:

  • Toyota Land Cruiser;
  • Toyota Hilux;
  • Шевроле Нива.

Самоблокирующийся

Данный вид узлов хорошо приспособлен к тяжёлым условиям вождения, так как значительно увеличивают проходимость авто. Основной принцип самостоятельной блокировки заключается в том, что определённые условия движения способствуют автоматической блокировке дифференциала. Если разница в полуосях становится слишком значительной, срабатывает механизм насоса, который нагнетает давление масла.

После этого пластины начинают сближаться, а скорость колеса снижается. Этот метод позволяет правильно распределить нагрузку на колёса при буксовке или заносе. Существует множество известных автомобильных самоблокирующихся дифференциалов. Например, узлы фирм Торсен и Квайф. Также примером подобного устройства является модель «speed sensitive». Механизм моментально фиксирует различную скорость вращения осей транспортного средства.

Модель автомобиля, где стоит именно этот тип дифференциала — Toyota Rav4 с вискомуфтой. Если одна из осей начинает двигаться с намного большей скоростью, то муфта срабатывает и начинает тормозить движение предотвращая аварийную ситуацию! Как только скорость снижается, сила трения уменьшается и возвращает независимость частям узла.

На спецтехнике устанавливается другой вариант самоблокирующихся дифференциальных механизмов — кулачковые пары. Примером может послужить «ГАЗ-66». Подобная конструкция значительно увеличивает проходимость машины, однако вполне может создать опасные ситуации, когда дифференциал замыкается самостоятельно.

Схема его действия очень проста и понятна: вместо «планетарки» в механизме применяются зубчатые пары. Они вращаются, если в скорости колёс возникают небольшие расхождения, однако если разница увеличиваются, то устройства входят в клин.

Электроблокировка

Такие дифференциалы связаны с электроникой автомобиля. Они считаются самыми дорогими, так как имеют сложное строение и привод блокировки. Данный механизм связан с ЭБУ автомобиля, который получает данные от систем, следящих за вращением колес, например, ABS. В некоторых автомобилях можно отключить автоматическую блокировку. Для этого на панели управления имеется специальная кнопка.

Преимущество электронных вариантов в том, что они позволяют установить несколько степеней блокировки. Еще один плюс таких механизмов в том, что они отлично помогают справиться с избыточной поворачиваемостью. В таких моделях крутящий момент подается на шестерню полуоси, которая вращается с меньшей скоростью.

Активного действия

На сегодняшний день активные дифференциалы являются одними из наиболее эффективных в сравнении со своими аналогами. Подобный механизм был изобретён сравнительно недавно, однако уже набрал популярность. Принцип его работы в том, чтобы ускорить действие колёс и полуоси. Несмотря на то, что подобное решение полностью противоположно остальным, такой способ оказался наиболее удачным.

Подобные разработки не только оптимизируют работу, но и позволяют снизить риски поломки автомобиля. Кроме того уменьшается процентное соотношение аварийных ситуаций на дорогах из-за неправильной работы дифференциала. Постоянное улучшение делает вождение любых наземных транспортных средств более простым, безопасным и удобным.

Главное — это своевременно проверять состояние шестерёнок и всех остальных деталей, которые оказывают непосредственное влияние на работу дифференциального узла. От этого зачастую зависит не только безотказность личного автомобиля, но и жизнь водителя и пассажиров.

Неисправности

Свободный дифференциал достаточно надёжен и сам не сломается. Но его очень часто ломает водитель своими паническими действиями при буксовании автомобиля. Дело в том, что шестерёнки дифференциала работают на подшипниках скольжения, причём самых простейших. Они не рассчитаны на долгое и тяжёлое вращение под нагрузкой, когда крутится только одно колесо.

Антифрикционные шайбы перегреваются, зубья изнашиваются, появляются люфты и стуки, а при резкой остановке колеса, внезапно попавшего на асфальт после раскрутки, ломаются оси сателлитов и шлицевые соединения.

Ремонт чаще всего заключается в замене коробки дифференциала в сборе. Иногда можно поставить ремкомплект из шестерён и пальца с новыми регулировочными шайбами. Совсем редко обходятся только регулировкой подбором шайб.

Обслуживание

ТО исправного дифференциала сводится к замене масла в редукторе или раздатке. Никаких регулировочных или иных сервисных операций не предусмотрено, только ремонт при износе и поломках. На самоблоках иногда потребуется восстановить величину предварительного натяга подбором пакета пружинных шайб.

Обычно все дифференциалы повышенного трения требуют применения специального масла типа LSD (Limited Slip), но сейчас лучшие универсальные масла уже обладают подобными свойствами, о чём указано на этикетке. В любом случае, лучше руководствоваться инструкцией изготовителя конкретного изделия.

Безопасность

Межколесный дифференциал предназначен для обеспечения безопасной и комфортной езды на дорогах различного предназначения. Некоторые недостатки рассматриваемого механизма, указанные выше, проявляются при опасном и агрессивном маневрировании по бездорожью. Следовательно, если на машине предусмотрен привод ручного блокиратора, эксплуатировать ее необходимо исключительно в соответствующих условиях.

Скоростные машины использовать без указанного механизма весьма затруднительно и небезопасно, особенно на высоких скоростях по шоссе.

Источники

  • https://VazNeTaz.ru/differencial
  • https://AvtoTachki.com/chto-takoe-differenczial-avtomobilya/
  • https://1gai.ru/publ/515585-kak-rabotayut-raznye-tipy-differencialov.html
  • https://AutoVogdenie.ru/chto-takoe-differencial-v-avtomobile.html
  • https://carnovato.ru/princip-raboty-differenciala/
  • https://FB.ru/article/458737/mejkolesnyiy-differentsial-vidyi-ustroystvo-printsip-rabotyi

что это такое, для чего нужна, принцип работы


Многие водители интересуются вопросом, блокировка дифференциала что это и для чего она нужна. На самом деле, это еще одно конструктивное решение, помогающее ликвидировать его минусы. К примеру, при езде по ровному дорожному полотну дифференциал помогает безопасно маневрировать. Но стоит машине выйти на скользкую дорогу или бездорожье, он может «отключить» возможность комфортного передвижения. С этим моментом можно легко разобраться, если выставить ограничения функциональности узла или полное его выключение. Рассмотрим, какие существуют способы блокировки дифференциала.

Дифференциал — это?

Прежде чем понять, для чего нужна блокировка дифференциала, необходимо разобраться в самом понятии. Простыми словами, это механизм, который связан с осями колес. Его основной функцией считается передача к данным осям крутящего момента. Все это происходит из-за «планетарного механизма».

Существует еще одна функция — обеспечить возможность вращения колес асинхронно при поворотах машины или во время езды по бездорожью. В каждой машине есть хотя бы один дифференциал. Любая полноприводная машина имеет два дифференциала, каждый из которых принадлежит паре колес. Кроме того, есть еще и межосевой дифференциал, установленный с целью лучшего перемещения по неровным дорогам.

Можно сказать, что дифференциал представляет собой деталь трансмиссии. Его основой является планетарный редуктор, а функциональными элементами — шестерни и сателлиты. Все они находятся в корпусе агрегата. В какой части машины находится дифференциал — зависит от привода.

Система “Torque sensitive differential”

Система таких компаний, как R.T. Quaife Engineering и Zexel Torsen стоит выделить в отдельный раздел. Самоблокирующиеся дифференциалы имеют множество исполнений, однако механизмы упомянутых компаний особенно интересны. По факту, они работает с гипоидными парами, которые имеют свойство «расклиниваться». Это позволяет не только быстро вводить в работу механизм блокировки, но и производить разблокировку дифференциала именно тогда, когда нужно.

Дабы читателю было понятно, о чем идет речь, расскажем немного о гипоидных парах, которые еще называют гиперболоидными парами. Это особый вид винтовой зубчатой передачи, в которых сцеплены конические колеса с криволинейными или коническими зубьями. Самый важный момент: эти колеса расположены друг относительно друга под некоторым углом. Зачастую он равен 90°. Конструкций механизмов блокировки с использованием гипоидных пар как минимум три:

  1. Гипоидные пары типа «ведущая шестерня – сателлиты» (T-1). Каждая полуось в такой конструкции имеет свои сателлиты, связанные с сателлитами другой полуоси прямозубым зацеплением. В нормальном состоянии пара заклинена, но как только дифференциал отдает момент одной из полуосей, пару расклинивает и это приводит к частичной блокировке;
  2. Гипоидные пары, в которых оси сателлитов расположены параллельно полуосям (T-2). При этом сателлиты располагаются в чем-то вроде карманов чашек дифференциала. Спаренные сателлиты образуют между собой еще одну пару, которая при определенных условиях расклинивается и начинает работать на блокировку дифференциала;
  3. Планетарный механизм блокировки. Принципиально отличается от двух вышеуказанных конструкций и в чем-то им уступает (T-3). Его основные особенности: смещенные диапазоны работы частичной блокировки и номинального распределения моментов между осями, компактность, высокая надежность.

Все три конструкции имеют достаточно широкое распространение, хотя многие концерны отдают предпочтение именно третьему варианту. Так, например, подобным механизмом блокировки дифференциала оснащают спортивные автомобили. Дело в и диапазоне работы и распределении момента, и геометрии механизма, и в его малом весе. Но на в обычных легковых автомобилях и тем более внедорожниках такие механизмы тоже находят применение. Особенно часто их можно видеть на автомобилях от концерна Toyota: Land Cruiser, 4Runner, Supra, RAV4 (4 поколения), Celica.

Понятие блокировки дифференциала

Прежде чем начать разговор о том, что значит блокировка дифференциала, нужно рассмотреть принцип его работы по классическому типу. Стандартный дифференциал имеет возможность передавать мощность от «движка» на ось. Это помогает колесам крутиться при повороте авто с разной скоростью. Дело в том, что каждое колесо во время поворота должно проходить разное расстояние из-за различий внешнего и внутреннего радиуса поворота. Именно дифференциал дает возможность решить эту проблему, чтобы автомобиль двигался нормально и слаженно выполнял повороты.

Но любой современный механизм имеет отрицательные черты. Дело в том, что при пробуксовке колес на одной оси происходит передача большего крутящего момента, что снижает проходимость машины. Это недопустимое явление, особенно для внедорожников. Именно поэтому у дифференциалов есть опция блокировки. Если она активирована, то обе оси получают одинаковый крутящий момент. Таким образом, авто способно легко преодолеть «опасные» места.

«Валим», но и о безопасности не забываем

Прежде чем продолжать серию материалов о подготовке машины для дрифта или других дисциплин любительского автоспорта, напомним несколько простых истин, которые следует записать, заучить, знать.

Во-первых, уличные гонки с дифференциалом или без него – сомнительная затея. На улицах полно гражданского населения, бегают дети, гуляют пожилые люди, ездят неопытные водители. Поэтому оттачивать собственное мастерство категорически рекомендуется только на специальных автодромах.

Во-вторых, помните, что никакой самоблок для зимнего дрифта не гарантирует безопасности и 100%-управляемости машины. Автоспорт, вообще, штука опасная. Поэтому, обезопасив окружающих, нужно позаботиться о собственной жизни. Упоминания про каркас безопасности, шлем, перчатки, комбинезон и другие элементы экипировки – суровая необходимость, а не стремление выделиться в толпе таких же персонажей «Я у мамы гонщик».

В-третьих, со всей ответственностью нужно подходить и к подготовке своей машины с точки зрения надёжности в заездах. Иначе зачем выезжать соревноваться, если в первом же повороте откажет КПП, срежет привод или «кончится» шаровая опора?!

Чтобы таких неприятностей не было, следите за нашим блогом и подписывайтесь на нас в социальных сетях! Мы поделимся собственным очень дорогим гоночным опытом команды SV-PARTS, а главное, подскажем – какие комплектующие реально помогают побеждать!


Вернуться к списку статей

Типы блокирующих устройств

Существуют разные типы блокирующих устройств. Перечислим самые основные из них:

1. Кулачковое устройство создает блокировку через муфту, она, в свою очередь, стопорит механизм, соединяя его с корпусом с нагруженной полуосью.

2. Автоматическое устройство называют еще самоблокирующимся. Функционирует по методу увеличения силы трения в момент изменения нагрузки на полуоси.

3. Дисковое устройство имеет в своей основе муфту, работающую по принципу автоблокирования в момент изменения угловых скоростей полуосей.

4. Червячный механизм представляет собой полуоси с сателлитами, обладающими червячной передачей. Дифференциал блокируется при разности крутящих моментов.

5. Блокировка с вискомуфтой считается самой распространенной, поскольку она выстроена по планетарной схеме.

Существуют и другие типы блокировок, например, Torsen. Она включает в себя корпус, полуосевые шестерни, валы и сателлиты. Эксперты утверждают, что данная конструкция наиболее совершенная по сравнению с другими.

Полная блокировка на 100% и частичная

Блокировка на 100% называется полной. Иными словами, это полная сцепка, помогающая полностью переводить крутящий момент на ось с лучшим сцеплением. При езде по плохим дорогам данный тип блокировки является самым оптимальным. Такой вид блокировки почти не выполняет свою работу, а просто является муфтой. Полная блокировка выполняется вручную самим владельцем авто, но делать ее все же не рекомендуется, так как мотор становится сильно нагруженным. Кроме этого, быстрому износу подвергаются КП, шины с трансмиссией. Все это негативно сказывается на их состоянии.

Что касается частичной блокировки, то она работает аналогичным образом, что и жесткая. Однако она производит передачу КМ, где ощущается не полное сцепление, а на конкретный процент. Механизмы частичной блокировки функционируют в авторежиме, либо с помощью принудительной активации.

Автоматическая блокировка

Ограничение дифференциала в автоматическом режиме запускается в момент, когда водитель жмет на газ. По этой причине элемент настраивают под стиль вождения конкретного человека. Наверно по этой причине многие автолюбители не любят автоматическую блокировку.

К преимуществам автоблокировки относят следующие моменты:

1. Блокировка функционирует всегда, когда это требуется.

2. Данный тип блокировки простой и удобный.

К недостаткам автоблокировки относят то, что она сильно ощущается при езде. Например, водитель улавливает звук от шин при поворотах, а также чувствует сильное сопротивление при крутых маневрах.

Что есть дрифт

Прохождение поворотов в управляемом заносе под максимально возможным углом без срыва машины в неуправляемый полёт с недавних пор перестало быть просто развлечением под английским названием «Drift», а стало совершенно официальным видом автоспорта!

Скользить на заднеприводной машине можно на асфальте или на льду. Если позволяет кошелёк, то лучше приобрести для этого что-то вроде классических японских корчей обязательно в каркасе безопасности: Toyota Corolla или Mark II, Nissan Silvia или Skyline. Ну, а когда финансовые возможности ограничены, что среди начинающих автоспортсменов встречается повсеместно, смело берём старую добрую ВАЗовскую «классику» – любой аппарат от ВАЗ-2101 до ВАЗ-2107.

Передний привод не рассматриваем принципиально, а переделывать полноприводную машину в заднеприводный дрифт-кар при наличии на рынке готовых машин – лишняя трата времени и сил.

Автоматическая или ручная?

Поняв подробнее принцип работы блокировки дифференциала, водители задаются вопросом, полезна ли она в работе. Да, она действительно полезна, но имеет разные виды. Все они описаны выше.

Что касается основных типов блокировки, то она бывает автоматическая и ручная. Автоматическая представляет собой полное отключение дифференциала, а ручная всего лишь ограничение функций.

Ручная блокировка — самый простой способ выключения дифференциала, который происходит путем нажатия переключателя и активации узла ограничителя. Именно она не дает распределять усилие между колесами. К преимуществам ручного блока относят работу дифференциала в обычном режиме при выключенном ограничителе. Также автовладелец способен самостоятельно принимать решение, когда ему нужна блокировка, а когда нет.

К отрицательным моментам управления относят то, что эксплуатация переключателя отвлекает водителя от вождения. Этот процесс происходит, как правило, при езде в сложных условиях. И чтобы не сломать по неосторожности дифференциал, водителю следует отключать его своевременно. Перед тем, как выбрать тип блокировки, водителю потребуется установить и ограничитель, и механизм для его работы, и кнопку в том числе.

Если сравнить ручную блокировку с автоматической, то можно выявить несколько особенностей. Пока нога водителя стоит на педали газа, блокировка остается активной, подстраиваясь под вождение. Значит, главным преимуществом автоблокировки является то, что она уже включена в «сложных условиях». Водителю не придется отвлекаться и убирать руки с руля. Также, по сравнению с ручным типом, автоматическую блокировку легко «монтировать».

К основным минусам автоблока относят непрекращающуюся работу, которая проявляет себя в сопротивлении поворота руля, а также звуковым сопровождением в шинах.

Ответить на вопрос, какие виды блокировок дифференциала лучше, довольно сложно. Дело в том, что лучший тип зависит от самого транспортного средства.

Вывод

Механизмы блокировки призваны устранить главный недостаток свободных дифференциалов – их полную неспособность передавать крутящий момент колесу с нормальным сцеплением в тех случаях, когда автомобиль попадает в грязь или глубокий снег. Но на практике блокировка в принципе повышает проходимость автомобиля в тяжелых условиях. Вариантов ее реализации довольно много и выше мы охватили лишь основные – в действительности конструкций очень много, но не все они получили широкое распространение. Для полного понимания роли блокировки в работе дифференциала мы рекомендуем ознакомиться с данным материалом.

Преимущества и недостатки самоблокирующегося дифференциала

Самоблокирующийся дифференциал — это устройство, которое трансформирует крутящий момент от «движка» к колесам, используя трансмиссионные элементы. Альтернативным вариантом считается принудительная блокировка.

Многих водителей интересует, какой самоблокирующийся дифференциал стоит установить на внедорожник российского производства. Эксперты говорят, что нужно обратить внимание на механический, пневматический или электронный самоблок.

К преимуществам самоблокирующегося дифференциала относят:

1. Автомобиль получает возможность свободно перемещаться по плохой местности.

2. Конструкция автомобиля остается неизменной, так как самоблок устанавливается в область штатной детали.

3. Механизм работает автоматом, не нужно иметь специальных навыков для управления.

К минусам установки самоблокирующегося элемента относят то, что управление транспортом становится хуже. Водителю придется прикладывать усилия, чтобы рулить. Рабочий ресурс данного элемента меньше заводского. На поворотах стиль вождения меняется, при этом 100%-ной гарантии на блокирование нет.

Блокировка своими руками

Самодельная блокировка дифференциала — не миф. Она нужна для того, чтобы создать равномерное распределение мощности КМ. Эксперты считают, что функционирование блокировки дифференциала заднего моста осуществляется лучше, поскольку задние колеса имеют аналогичную передним тягу.

Для начала водителю стоит определиться с типом блокировки. Ручная и автоматическая описана выше. Каждая из них имеет свои особенности. Но между ними существует еще частичная блокировка, которая работает в автоматическом режиме, исключая пробуксовку колес.

Определившись с видом блока, водителю можно приступить непосредственно к установке:

1. Автомобиль ставят над ямой.

2. Вместе с колесами снимаются барабаны.

3. Проводится демонтаж полуосей.

4. Далее нужно вытянуть кардан и открутить редуктор.

Водителю остается установить блокировку, а затем вернуть все демонтированные детали на место. С помощью блокирования дифференциалов можно восстановить неточный редуктор. Это и есть главная цель метода.

Самостоятельная установка блокировки поможет сэкономить на услугах мастеров. В работе придется применить собственные навыки, а также приобрести специальные инструменты и регулировочные кольца.

Как работает дифференциал?

Автолюбители любят свою терминологию. Коллектор, крутящий момент, дифференциал. Энтузиасты используют эти термины с большим энтузиазмом, в то время как средний автомобилист кивает, не имея ни малейшего представления о том, о чем идет речь.

Если вы являетесь поклонником Top Gear или его мегабюджетного конкурента: The Grand Tour, вы можете узнать выражение «дифференциал повышенного трения». Вы, вероятно, знаете, что это положительная вещь и используется на высокопроизводительных автомобилях, но, возможно, не совсем уверены, почему.

Чтобы ввести нас всех в курс дела, давайте сначала объясним, что такое дифференциал.

ЧТО ТАКОЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛ?

Проще говоря, дифференциал — это система, передающая крутящий момент двигателя на колеса. Дифференциал берет мощность от двигателя и разделяет ее, позволяя колесам вращаться с разной скоростью.

Вы, возможно, спросите, почему я хочу, чтобы колеса вращались с разной скоростью?

Если вы автолюбитель, это, наверное, до боли очевидно.Опять же, если вы автолюбитель, вы не будете читать статью, объясняющую, как работает дифференциал.

Все сводится к основам физики.

Представьте себе автомобиль из картонной коробки с колпачками от бутылок с молоком, навинченными на соломенные оси. Вы можете крутить его вперед и назад сколько угодно. Он будет катиться свободно и плавно.

Поверните его за угол, и у вас не будет проблем, так как каждое колесо может вращаться независимо от другого.

Теперь попробуйте приклеить колеса к соломенной оси.Вы заметите, что колеса теперь скользят и скользят по полу, когда вы пытаетесь повернуть. Это связано с тем, что каждое из колес должно пройти разное расстояние, но они заблокированы вместе на одной оси.

Давайте увеличимся на ступеньку выше. Представьте, что вы пытаетесь развернуть 2-тонный автомобиль со скоростью 60 миль в час с этими заблокированными колесами. Колеса не будут просто прыгать по дороге. Их сильно вдавливают в асфальт. Эти огромные силы создают огромную нагрузку на всю конструкцию автомобиля.

Вам вообще будет сложно поворачивать, не говоря уже о плавном и безопасном повороте на высоких скоростях.

Инженеры должны были придумать хитрый способ подключения колес к выходной мощности двигателя, но позволить каждому колесу двигаться с отличной от другого скоростью.

ВОТ КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Когда смотришь на полный современный дифференциал — он кажется невероятно сложным.

Однако, если вы систематически разберете его и поймете основы того, чего он пытается достичь и как он пытается этого достичь, вы заметите, что это действительно очень красивая вещь.

Взгляните на дифференциал в ретро-стиле, посмотрите это видео от Chevrolet Motors.

Теперь, когда мы понимаем основы дифференциала или в данном случае «открытого дифференциала», давайте немного подробнее обсудим дифференциал повышенного трения (LSD).

Представьте, что вы находитесь на трассе и пытаетесь выйти из крутого поворота на скорости 50 миль в час. Вся эта сила пойдет по пути наименьшего сопротивления.

Весь вес смещен в одну сторону.Вся эта мощность просто будет вращать внутреннее колесо, что приведет к огромной потере мощности или вращению и огромной аварии.

LSD существует, чтобы свести к минимуму эту потерю привода. Система сцепления обеспечивает трение с каждой стороны оси, позволяя автомобилю перераспределять крутящий момент на каждое колесо, позволяя снизить мощность настолько, насколько это необходимо. Если вы опытны за рулем, вы даже сможете управлять автомобилем в повороте, используя только силу.

Как мы уверены, вы можете себе представить: весь дифференциальный механизм должен справляться с огромной силой, что является лишь одной из причин, по которой эти компоненты сделаны из самых прочных материалов.Не соломинки и крышки от молочных бутылок.

Дифференциалы должны быть чрезвычайно прочными. Когда автомобили были медленнее и требовательнее, можно было обойтись более дешевыми металлами. Это просто больше не так.

Даже самые простые автомобили сегодня могут комфортно двигаться со скоростью более 90 миль в час и способны безопасно проходить повороты на относительно высоких скоростях. Высококачественные компоненты больше не предназначены для гоночных трасс.

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ КОМПЛЕКТУЮЩИХ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ ИЗ СЕРОГО И КОВКОГО ЧУГУНА.ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ СЕГОДНЯ

Дифференциал

: как это работает? | Блог | Запуск автозапчастей — Запуск автозапчастей

Что, почему и как «dif».

Автомобиль состоит из сотен компонентов; один из них, о котором вы, возможно, слышали, — это дифференциал, или «диф», как его часто ласково называют. Но что такое дифференциал, зачем он нужен автомобилю и как он работает?

Что такое дифференциал и для чего он нужен?

Проще говоря, дифференциал — это компонент, который позволяет колесам вашего автомобиля вращаться с разной скоростью, чтобы он мог проходить повороты.

Говоря более технически, дифференциал представляет собой зубчатую передачу, которая используется в автомобилях, грузовиках и других современных транспортных средствах и позволяет приводной оси (обычно задней оси) вращаться независимо.

Кто изобрел дифференциал?

Дифференциал был изобретен в 1827 году французом по имени Онесифор Пеккер. Впервые использованный в автомобилях с паровым двигателем, дифференциал стал стандартным компонентом автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, когда они были изобретены.

Для чего был изобретен дифференциал?

Когда мощность передается на пару колес, сила распределяется между ними поровну, но для того, чтобы транспортное средство могло повернуться, внутренние и внешние колеса должны вращаться с разной скоростью, поскольку они проходят разное расстояние вокруг угла. Внутренние колеса проходят меньшее расстояние, чем внешние.

Если бы транспортное средство всегда двигалось только по прямой, в дифференциале не было бы необходимости. Но поскольку транспортное средство должно иметь возможность поворачивать, требуется дифференциал.

Транспортные средства могут иметь передние и/или задние дифференциалы в зависимости от привода колес вашего автомобиля. Например, у заднеприводного автомобиля будет только задний дифференциал, а у полноприводного — оба.

Как работает дифференциал?

  Дифференциал выполняет три основных функции:

  1. Для передачи мощности от двигателя автомобиля к колесам.
  2. Чтобы замедлить скорость вращения трансмиссии, прежде чем она перейдет на колеса.
  3. Для передачи мощности на колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью.

Дифференциал представляет собой комбинацию шестерен, предназначенных для совместной работы, чтобы свести к минимуму потерю тяги с одной стороны автомобиля при повороте. Но чтобы понять, как шестерни работают вместе, чтобы создать разную скорость вращения колеса, лучше всего увидеть наглядный пример.

Один из лучших примеров того, как работает дифференциал, был произведен еще в 1937 году. Смотрите сейчас:

Разница становится меньше?

В некоторых марках автомобилей произошло постепенное изменение размера дифференциала.Например, начиная с эпохи E30, за исключением дифференциала с регулируемой блокировкой M, размер дифференциала в BMW стал меньше.

Шестерня и ее роликовый подшипник стали меньше, а объем масла в дифференциале также стал меньше в каждом поколении автомобилей 3-й серии.

Компания BMW также отказалась от использования конических роликоподшипников в пользу устаревших шарикоподшипников. И теперь они используют пластиковые сепараторы подшипников.

Хороший ход? Время покажет.

В магазине

Run Auto Parts есть запасные части для всех типов европейских автомобилей. Нажмите здесь, чтобы увидеть весь ассортимент нашей продукции.

Архивы дифференциальной службы | Сертифицированный автомобиль

Дифференциал? Что это? И для чего это? Мой техник сказал мне, что мне нужно его обслужить, но это на уровне?

Эти вопросы звучат знакомо? Они не редкость для водителей Glendora. Многие из нас в Глендоре не знают, что такое дифференциал и для чего он нужен.У каждого автомобиля есть дифференциал, и, да, его нужно обслуживать. На самом деле, это более важно для работы вашего седана, чем кондиционер или дворники.

Дифференциал позволяет шинам вашего седана двигаться с различными скоростями . Это случается чаще, чем вы думаете. Лучший пример — поворот автомобиля. Внутреннее колесо проходит гораздо меньшее расстояние, чем внешнее колесо во время поворота. Это означает, что внешнее колесо должно двигаться быстрее, чем внутреннее колесо.Без дифференциала ваши шины будут прыгать и прыгать при повороте. Они также теряли сцепление с песком или снегом.

Расположение вашего дифференциала зависит от того, каким транспортным средством вы управляете. На заднеприводных автомобилях дифференциал расположен сзади. У переднеприводного автомобиля он расположен спереди, но обычно его называют КПП . Полноприводные автомобили имеют три дифференциала: один спереди, один сзади и один посередине.Этот межосевой дифференциал компенсирует разницу в скорости между передними и задними колесами.

Ваш дифференциал содержит прочные шестерни, которые необходимо защищать от грязи, мусора, воды и других загрязнений. Дифференциал иногда называют «коробкой передач ». Работа этих шестерен заключается в передаче мощности от трансмиссии седана к колесам.

Вашему дифференциалу нужна жидкость для смазки и охлаждения шестерен. Эта жидкость, даже если она заключена в «коробку передач», может загрязняться, потому что шестерни со временем изнашиваются, высвобождая крошечные частицы себя в жидкость.Кроме того, присадки в дифференциальной жидкости разрушаются и нуждаются в замене. Вот почему жизненно важное профилактическое обслуживание вашего седана должно включать обслуживание дифференциала.

Руководство по эксплуатации может дать вам рекомендации о том, как часто обслуживать дифференциал. Но вам также следует проконсультироваться с вашим надежным сертифицированным специалистом по автотехнике. Сертифицированные автоспециалисты могут дать вам несколько хороших автомобильных советов о том, нужно ли чаще обслуживать ваш автомобиль. Например, если вы ездите в жаркую или холодную погоду Глендора, жидкость в вашем дифференциале нужно будет менять чаще.

Тяжелые условия также повлияют на ваш уход за автомобилем и на ваш дифференциал. Обратитесь к руководству пользователя для определения условий «тяжелой эксплуатации», которые влияют на ваш автомобиль. Примеры могут включать вождение с частыми остановками и стартами, множество коротких поездок по Лос-Анджелесу, жаркие или холодные погодные условия в Калифорнии и буксировку.

Внедорожник особенно тяжело влияет на дифференциал автомобиля. Если вы путешествуете по бездорожью, особенно если вы пересекаете калифорнийские ручьи или водные пути, крайне важно, чтобы вы обслуживали свой дифференциал чаще, чем это рекомендуется в рекомендациях.

Правильное обслуживание дифференциала продлит срок его службы и избавит вас от необходимости обращаться в автосервисы Glendora. Правильная подготовка и разумный выбор . Комфортная поездка для автомобилистов Лос-Анджелеса .

%PDF-1.4 % 15 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 15 393 0000000016 00000 н 0000008983 00000 н 0000008156 00000 н 0000009063 00000 н 0000009242 00000 н 0000014267 00000 н 0000014343 00000 н 0000014582 00000 н 0000014805 00000 н 0000015034 00000 н 0000015077 00000 н 0000015120 00000 н 0000015163 00000 н 0000015207 00000 н 0000015250 00000 н 0000015294 00000 н 0000015338 00000 н 0000015381 00000 н 0000015424 00000 н 0000015467 00000 н 0000015510 00000 н 0000015668 00000 н 0000016103 00000 н 0000016503 00000 н 0000017515 00000 н 0000018442 00000 н 0000019389 00000 н 0000020288 00000 н 0000021119 00000 н 0000021153 00000 н 0000021997 00000 н 0000023459 00000 н 0000024837 00000 н 0000027506 00000 н 0000027755 00000 н 0000027998 00000 н 0000028258 00000 н 0000028547 00000 н 0000028894 00000 н 0000029213 00000 н 0000029505 00000 н 0000029814 00000 н 0000030078 00000 н 0000030373 00000 н 0000030633 00000 н 0000030815 00000 н 0000031042 00000 н 0000031267 00000 н 0000031509 00000 н 0000031732 00000 н 0000031975 00000 н 0000032218 00000 н 0000032435 00000 н 0000032763 00000 н 0000033084 00000 н 0000033318 00000 н 0000033583 00000 н 0000033851 00000 н 0000034099 00000 н 0000034363 00000 н 0000034630 00000 н 0000034896 00000 н 0000035170 00000 н 0000035433 00000 н 0000035704 00000 н 0000035981 00000 н 0000036263 00000 н 0000036540 00000 н 0000036714 00000 н 0000037002 00000 н 0000037215 00000 н 0000037348 00000 н 0000037633 00000 н 0000037880 00000 н 0000038169 00000 н 0000038418 00000 н 0000038704 00000 н 0000038837 00000 н 0000039073 00000 н 0000039379 00000 н 0000039663 00000 н 0000039946 00000 н 0000040233 00000 н 0000040535 00000 н 0000040815 00000 н 0000041107 00000 н 0000041388 00000 н 0000041687 00000 н 0000041983 00000 н 0000042384 00000 н 0000042782 00000 н 0000043153 00000 н 0000043550 00000 н 0000043968 00000 н 0000044370 00000 н 0000044760 00000 н 0000045158 00000 н 0000045582 00000 н 0000045991 00000 н 0000046390 00000 н 0000046793 00000 н 0000047217 00000 н 0000047644 00000 н 0000048068 00000 н 0000048450 00000 н 0000048874 00000 н 0000049294 00000 н 0000049702 00000 н 0000050102 00000 н 0000050525 00000 н 0000050948 00000 н 0000051329 00000 н 0000051759 00000 н 0000052178 00000 н 0000052593 00000 н 0000053018 00000 н 0000053420 00000 н 0000053843 00000 н 0000054258 00000 н 0000054669 00000 н 0000055091 00000 н 0000055509 00000 н 0000055935 00000 н 0000056362 00000 н 0000056763 00000 н 0000057193 00000 н 0000057608 00000 н 0000058023 00000 н 0000058441 00000 н 0000058872 00000 н 0000059295 00000 н 0000059696 00000 н 0000060116 00000 н 0000060536 00000 н 0000060950 00000 н 0000061374 00000 н 0000061792 00000 н 0000062323 00000 н 0000062980 00000 н 0000063406 00000 н 0000064827 00000 н 0000065230 00000 н 0000066063 00000 н 0000066476 00000 н 0000067024 00000 н 0000067423 00000 н 0000067865 00000 н 0000068270 00000 н 0000068669 00000 н 0000069067 00000 н 0000069443 00000 н 0000069825 00000 н 0000070230 00000 н 0000070640 00000 н 0000071049 00000 н 0000071451 00000 н 0000071863 00000 н 0000072290 00000 н 0000072713 00000 н 0000073152 00000 н 0000073580 00000 н 0000074019 00000 н 0000074438 00000 н 0000074863 00000 н 0000075315 00000 н 0000075746 00000 н 0000076179 00000 н 0000076313 00000 н 0000076730 00000 н 0000077183 00000 н 0000077607 00000 н 0000078015 00000 н 0000078465 00000 н 0000078879 00000 н 0000079224 00000 н 0000079499 00000 н 0000079904 00000 н 0000080323 00000 н 0000080744 00000 н 0000081159 00000 н 0000081529 00000 н 0000081957 00000 н 0000082393 00000 н 0000082840 00000 н 0000083298 00000 н 0000083755 00000 н 0000084209 00000 н 0000084652 00000 н 0000085092 00000 н 0000085552 00000 н 0000086013 00000 н 0000086438 00000 н 0000086890 00000 н 0000087334 00000 н 0000087478 00000 н 0000087950 00000 н 0000088103 00000 н 0000088569 00000 н 0000088728 00000 н 0000089094 00000 н 0000089402 00000 н 0000089565 00000 н 0000089933 00000 н 00000
00000 н 00000

00000 н 0000090790 00000 н 0000091092 00000 н 0000091267 00000 н 0000091620 00000 н 0000091919 00000 н 0000092097 00000 н 0000092458 00000 н 0000092763 00000 н 0000092950 00000 н 0000093290 00000 н 0000093604 00000 н 0000093797 00000 н 0000094146 00000 н 0000094449 00000 н 0000094645 00000 н 0000094988 00000 н 0000095299 00000 н 0000095501 00000 н 0000095806 00000 н 0000096119 00000 н 0000096322 00000 н 0000096657 00000 н 0000096961 00000 н 0000097172 00000 н 0000097510 00000 н 0000097814 00000 н 0000098031 00000 н 0000098343 00000 н 0000098657 00000 н 0000098978 00000 н 0000099309 00000 н 0000099642 00000 н 0000099968 00000 н 0000100288 00000 н 0000100566 00000 н 0000100890 00000 н 0000101197 00000 н 0000101508 00000 н 0000101836 00000 н 0000102144 00000 н 0000102474 00000 н 0000102778 00000 н 0000103030 00000 н 0000103292 00000 н 0000103596 00000 н 0000103833 00000 н 0000104078 00000 н 0000104380 00000 н 0000104615 00000 н 0000104876 00000 н 0000105217 00000 н 0000105450 00000 н 0000105700 00000 н 0000106040 00000 н 0000106269 00000 н 0000106532 00000 н 0000106851 00000 н 0000107071 00000 н 0000107336 00000 н 0000107660 00000 н 0000107863 00000 н 0000108130 00000 н 0000108471 00000 н 0000108659 00000 н 0000108930 00000 н 0000109277 00000 н 0000109470 00000 н 0000109732 00000 н 0000110069 00000 н 0000110256 00000 н 0000110519 00000 н 0000110831 00000 н 0000111027 00000 н 0000111286 00000 н 0000111604 00000 н 0000111748 00000 н 0000111917 00000 н 0000112189 00000 н 0000112506 00000 н 0000112681 00000 н 0000112954 00000 н 0000113262 00000 н 0000113437 00000 н 0000113710 00000 н 0000114030 00000 н 0000114211 00000 н 0000114530 00000 н 0000114805 00000 н 0000114986 00000 н 0000115273 00000 н 0000115589 00000 н 0000115893 00000 н 0000116201 00000 н 0000116511 00000 н 0000116714 00000 н 0000116981 00000 н 0000117281 00000 н 0000117495 00000 н 0000117745 00000 н 0000118044 00000 н 0000118261 00000 н 0000118515 00000 н 0000118807 00000 н 0000119020 00000 н 0000119268 00000 н 0000119558 00000 н 0000119770 00000 н 0000120019 00000 н 0000120303 00000 н 0000120520 00000 н 0000120763 00000 н 0000121044 00000 н 0000121269 00000 н 0000121492 00000 н 0000121648 00000 н 0000121934 00000 н 0000122162 00000 н 0000122382 00000 н 0000122650 00000 н 0000122930 00000 н 0000123214 00000 н 0000123484 00000 н 0000123769 00000 н 0000124047 00000 н 0000124321 00000 н 0000124599 00000 н 0000124885 00000 н 0000125154 00000 н 0000125435 00000 н 0000125711 00000 н 0000126000 00000 н 0000126274 00000 н 0000126543 00000 н 0000126834 00000 н 0000127124 00000 н 0000127403 00000 н 0000127663 00000 н 0000127953 00000 н 0000128215 00000 н 0000128502 00000 н 0000128766 00000 н 0000129052 00000 н 0000129322 00000 н 0000129603 00000 н 0000129845 00000 н 0000130123 00000 н 0000130363 00000 н 0000130504 00000 н 0000130784 00000 н 0000131023 00000 н 0000131160 00000 н 0000131430 00000 н 0000131659 00000 н 0000131793 00000 н 0000132055 00000 н 0000132278 00000 н 0000132536 00000 н 0000132747 00000 н 0000132997 00000 н 0000133196 00000 н 0000133439 00000 н 0000133626 00000 н 0000133878 00000 н 0000134053 00000 н 0000134286 00000 н 0000134442 00000 н 0000134674 00000 н 0000134890 00000 н 0000135111 00000 н 0000135333 00000 н 0000135562 00000 н 0000135787 00000 н 0000136049 00000 н 0000136266 00000 н 0000136483 00000 н 0000136694 00000 н 0000136899 00000 н 0000137101 00000 н 0000137300 00000 н 0000137490 00000 н 0000137662 00000 н 0000137796 00000 н 0000137968 00000 н 0000138137 00000 н 0000138300 00000 н 0000138456 00000 н 0000138603 00000 н 0000138747 00000 н трейлер ]>> startxref 0 %%EOF 17 0 объект поток xڜ]HSqmgZ>}IJm}̰Z0D)[email protected]/,»bQA9ˤ bRATXDyFv}z

Дифференциал (автомобиль)

26.вал быстро изнашивается, задняя шина и трудности в управлении из прямолинейного положения скоро ощущаются. На рис. 26.43 видно, что внешнее колесо должно пройти большее расстояние, чем внутреннее колесо, при прохождении поворота автомобиля. Следовательно, если колеса соединены между собой, шины должны «скользить» по дорожному полотну и поддерживать движение автомобиля прямо вперед. Эти проблемы можно свести к минимуму, управляя одним колесом и позволяя другому вращаться свободно. Но это обеспечивает неуравновешенную тягу и неодинаковую скорость прохождения поворотов, из-за чего такая компоновка не была принята.Проблема была решена в 1827 году французом Пекером, который изобрел дифференциал. Этот механизм вращает колеса с разной скоростью, сохраняя привод на оба колеса.
Пример 26.4. Рулевое управление автомобиля обеспечивает радиус разворота 6,6 м при ширине колеи 1,2 м. Эффективный диаметр качения опорного колеса составляет 0,72 м. Вычислите количество оборотов, совершаемых внутренними и внешними колесами за один круг поворота.


Рис. 26.43. Нужен дифференциал.внутренние и внешние колеса за один полный оборот колес. Эта разница должна быть поглощена скребком шин или приспособлена к какому-либо механическому устройству.


Принцип.

Рассмотрим два диска, изображенных на рис. 26.44А, соединенных валами с колесами и соединенными между собой рычагом. Когда сила F прикладывается к точке C в центре рычага, каждый диск получает половину приложенной силы. Движение дисков зависит от сопротивления R, противодействующего движению валов.Если на диск «В» действует большее сопротивление, рычаг наклоняется и толкает диск «А» вперед на большую величину. Это условие проиллюстрировано на виде сверху на рис. 26.44B, и увеличение расстояния, пройденного A, равно уменьшению расстояния, пройденного B, а увеличение скорости A равно уменьшению скорости B.
Следовательно, A + B = 2C.
Дисковая система заменена коническими зубчатыми колесами на рис. 26.44C, называемыми солнечными колесами (дисками) и сателлитами (рычагами). Привод, воздействующий на поперечный штифт, толкает планетарные шестерни вперед и оказывает равное усилие

Рис.26.44. Действие дифференциала.
крутящий момент на каждом солнечном колесе независимо от скорости. Когда автомобиль входит в поворот, внутреннее колесо замедляется, а сателлиты вращаются вокруг своей оси, позволяя внешнему колесу ускоряться. При прямолинейном движении автомобиля весь узел вращается с одинаковой скоростью.
На рис. 26.44D показан блок дифференциала, в котором коронная шестерня крепится болтами к клетке дифференциала. Этот сепаратор также несет солнечные колеса на подшипниках скольжения и передает привод на поперечный штифт.Для легковых автомобилей достаточно двух планетарных передач, а для более тяжелых транспортных средств необходимы четыре шестерни для снижения давления на зубья. Дифференциал смазывается маслом главной передачи, которое разбрызгивается через отверстия в корпусе дифференциала.

Блокировка дифференциала.

В полноприводном транспортном средстве, если одно ведущее колесо теряет сцепление с дорогой, тяговая сила значительно снижается. Это приводит к обездвиживанию транспортного средства, так что дифференциальное действие становится нежелательным для транспортных средств, предназначенных для движения по плохим поверхностям.Это действие можно предотвратить, заблокировав вместе любые два отдельных узла дифференциала. Одно из таких устройств показано на рис. 26.45. Элемент скользящей кулачковой муфты соединен шлицами с солнечным колесом дифференциала, которое входит в зацепление с собачьими зубьями, выполненными на обойме дифференциала. Сцепление включается с помощью вилки, которую можно перемещать с помощью рычага, установленного снаружи оси. При включении солнечное колесо и, следовательно, заднее колесо, соединенное с этой солнечной шестерней, заставляют вращаться с той же скоростью, что и клетка.Такая фиксация одной солнечной шестерни в клетке гарантирует, что другая солнечная шестерня также будет вращаться с той же скоростью.

Рис. 26.45. Блокировка дифференциала.

Дифференциал повышенного трения.

Дифференциал не обеспечивает высокого механического КПД, который желателен для большинства механических компонентов. Даже если установлен дифференциал «с низким коэффициентом трения» с уменьшенным сцеплением на скользких поверхностях, он ограничивает ускорение мощного автомобиля и вызывает чрезмерный износ шин.Реакция крутящего момента двигателя такого автомобиля во время ускорения стремится приподнять левое ведущее колесо над землей. В сочетании с неровным дорожным покрытием это вызывает чрезмерную пробуксовку колес. Чтобы свести к минимуму эти недостатки, дифференциальному действию противодействует искусственное увеличение трения между солнечным колесом и корпусом дифференциала. Когда эта функция включена, она называется дифференциалом повышенного трения. Два основных типа дифференциала повышенного трения:
• Механический дифференциал повышенного трения.• Виско-дифференциал.


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

Механический дифференциал повышенного трения

На рис. 26.46 показан самоблокирующийся дифференциал, прикрепленный болтами к ведущему колесу. Многодисковый пакет сцепления, установленный за каждым солнечным колесом, имеет внутреннюю и внешнюю пластины, соединенные шлицами с солнцем и клеткой соответственно. Конические шестерни создают осевое усилие, пропорциональное крутящему моменту, прикладываемому коронным колесом к дифференциалу.При передаче с низким крутящим моментом дифференциал работает как обычно. При увеличении передаваемого крутящего момента нагружается пакет фрикционов, который сопротивляется движению солнечной шестерни, так что она вращается с другой скоростью, чем скорость клетки (рис. 26.47).
Для работы с дальнейшим увеличением нагрузки на пакет фрикционов во многих конструкциях заложены дополнительные функции. К ним относятся следующие:
(i) Диски получают начальную нагрузку через тарельчатую пружинную шайбу Belleville
, установленную между клеткой и дисками сцепления каждого пакета.(ii) Угловые кулачковые поверхности устанавливаются между клеткой и поперечными штифтами. Сепаратор оказывает приводное усилие на штифт, который, в свою очередь, прижимает сателлиты к боковому зубчатому венцу. В системе с четырьмя сателлитами два отдельных штифта гибко соединены в центре с противоположными поверхностями кулачков, так что они заставляют две сателлиты воздействовать на один пакет сцепления, а два других прилагать усилие в противоположном направлении.

Рис. 26.47. Дифференциал повышенного трения.
26.5.2.

Вязкостной дифференциал

Этот тип сочетает в себе стандартный блок дифференциала с вискомуфтой.Муфта используется в этой системе как вязкостное регулирующее устройство для регулирования разницы скоростей между двумя ведущими колесами. Как объяснялось выше, блокирующее действие механического самоблокирующегося дифференциала зависит от входного крутящего момента, тогда как для вязкостного типа оно зависит от разности скоростей ведущих колес. Очень небольшое сопротивление предлагается с небольшой разницей в скорости, и оно постепенно увеличивается с увеличением разницы. По сравнению с механическим дифференциалом повышенного трения вязкостной тип обеспечивает меньший износ шин, более легкое рулевое управление и более низкие нагрузки на компоненты трансмиссии.Для жидкости с высокой вязкостью муфта может быть рассчитана на передачу сравнительно высокого крутящего момента, который постепенно увеличивается с увеличением скорости сдвига.
Вискозиметр очень похож по базовой конструкции на многодисковое сцепление. В нем используется корпус и ступица, а между ними зажат ряд перфорированных металлических пластин, погруженных в кремниевую жидкость (рис. 26.48). Также эти пластины поочередно крепятся к ступице и корпусу. Термостойкое уплотнение из фторированного каучука изолирует силиконовую жидкость от смазочного масла в узле главной передачи.
Соотношение крутящего момента и скорости сдвига зависит от вязкости жидкости, зазора между пластинами и перфорации пластин. Эти факторы варьируются при разработке муфты, подходящей для применения.
Длительное проскальзывание муфты вызывает выделение тепла, из-за которого жидкость расширяется и занимает часть воздушного пространства. В случае, если распорки не используются для разделения пластин, увеличение давления воздуха из-за расширения жидкости и снижение давления жидкости в зазорах сталкивает пластины вместе.Это вызывает контакт металла с металлом, так что муфта временно выходит из режима работы в вязкостном режиме. На этом этапе выходной крутящий момент значительно возрастает, в некоторых конструкциях даже в шесть раз больше.

Рис. 26.48. Виско-дифференциал.
Вискомуфты можно использовать для управления передним, центральным и задним дифференциалами. Каждое приложение можно рассматривать как отличное от других с учетом его положения, скорости работы и типа транспортного средства, на котором оно установлено. Например, блок управления вязкостью в задней части мощного автомобиля требует использования «горба» в качестве защиты от перегрузок.Но вискомуфта, используемая для переднеприводного автомобиля, не должна иметь «горбинки», потому что узел с такой характеристикой отрицательно скажется на рулевом управлении. Вискомуфту можно установить и подключить к дифференциалу двумя способами; я. е. Муфты вал-вал и вал-клетка.

Рис. 26.49. Вискомуфта вал-вал.

Вискомуфта вал-вал.

На рис.26.49. К одному валу присоединена обойма ступицы и внутренние пластины, а к другому валу — корпус своими наружными пластинами. Блок устанавливается по центру венца путем смещения дифференциала в сторону. Блок управления не работает при движении автомобиля по прямой траектории без пробуксовки колес. Но если скорость вала меняется, например, когда одно ведущее колесо теряет сцепление с дорогой или когда колесо пробуксовывает во время ускорения, сопротивление, создаваемое блоком, поддерживает равный крутящий момент на обоих колесах.

Вискомуфта вал-клетка.

В схеме, показанной на рис. 26.50, корпус вискомуфты управления выполнен за одно целое с клеткой дифференциала, а ступица соединена с одной полуосью. Эта схема сравнительно дешевле. Разница скоростей между сепаратором и полуосью составляет половину разницы скоростей опорных катков. Таким образом, по сравнению с компоновкой «вал-вал», компоновка «вал-клетка» демонстрирует характеристику крутящего момента примерно в три раза большую, чтобы иметь такой же эффект блокировки.

Рис. 26.50. Вязкостная муфта вал-сепаратор.

типов автомобильных дифференциалов и принцип их работы

Возможно, мы никогда не узнаем, кто изобрел дифференциал, но этой технологии не менее 3000 лет. Дифференциалы или дифференциалы основаны на основном принципе, согласно которому при прохождении поворотов внешнее колесо поворачивается быстрее, чем внутреннее, преодолевая большее расстояние. Массивная ведущая ось может погнуться, сломаться или поцарапать шины.

Было разработано несколько типов автомобильных дифференциалов: некоторые предназначены просто для учета разницы в скорости вращения колес, а другие предназначены для ее нейтрализации или усиления.

Открытый дифференциал

Открытый дифференциал допускает разницу в скорости вращения колес или проскальзывании колес, но не более того. Шестерня ведущего вала приводит в движение ведущую шестерню дифференциала. Пара конических шестерен дифференциала приводит в движение пару ведомых конических шестерен, которые соединяются с полуосями для привода колес. На типичной сухой дороге открытый дифференциал позволяет внешнему колесу вращаться быстрее, чем внутреннему. При хорошей тяге мощность от двигателя и трансмиссии передается пропорционально на каждое колесо — 50/50 на прямой, переменная на поворотах.

Единственная проблема возникает, когда ведущее колесо теряет сцепление с дорогой, например, на льду или гравии. В этом случае открытый дифференциал позволяет всему крутящему моменту передаваться на колесо без сцепления с дорогой, в результате чего автомобиль никуда не движется. Открытые дифференциалы можно найти на большинстве автомобилей в мире, но не на высокопроизводительных или внедорожных автомобилях.

Дифференциал повышенного трения

В 1932 году Фердинанд Порше, обнаружив, что открытый дифференциал не может преодолевать крутые повороты (внутреннее колесо теряет сцепление с дорогой в поворотах на высокой скорости), разработал дифференциал повышенного трения.В нормальных условиях вождения, на прямых дорогах и в типичных поворотах дифференциал повышенного трения действует как открытый дифференциал, допуская разницу в скорости вращения колес. Однако при резком ускорении и резких поворотах муфты или пластины в самоблокирующемся дифференциале не позволяют дифференциалу передавать весь крутящий момент на колесо с наименьшим сопротивлением. Это позволяет гоночному автомобилю преодолевать скоростные и мощные повороты. Дифференциалы с ограниченным проскальзыванием можно найти на многих автомобилях с высокими характеристиками и на некоторых якобы внедорожниках.

Блокировка дифференциала

Иногда любое проскальзывание колес слишком велико, что устраняет блокировка дифференциала. Блокирующие дифференциалы или блокираторы могут быть расширением ограниченного проскальзывания, используя муфты и пружины для активации механизма блокировки, передавая равный крутящий момент на каждое колесо, независимо от наличия тяги. Блокируемые дифференциалы с возможностью выбора используют воздух, электричество или кабель. Детройтские блокираторы или блокираторы щелчка обеспечивают отличную блокировку и передачу крутящего момента, но на самом деле не являются дифференциалами, поскольку они полностью отключают ось в поворотах.Блокируемые дифференциалы различных типов встречаются на внедорожниках и некоторых автомобилях с высокими характеристиками.

Дифференциал с вектором крутящего момента

Дифференциал с вектором крутящего момента является наиболее продвинутым и сложным типом автомобильного дифференциала, подчеркивающим разницу в скорости вращения колес на поворотах автомобиля. Используя муфты с электронным управлением и отдельный контроллер, дифференциалы с вектором крутящего момента принудительно замедляют колесо внутри поворота, передавая крутящий момент на внешнее колесо, приводя автомобиль в движение в повороте.Также называемые активными дифференциалами, они модулируют передачу крутящего момента по требованию, что приводит к динамичному вождению и лучшему прохождению поворотов. Дифференциалы с вектором крутящего момента обычно встречаются на заднеприводных и полноприводных автомобилях, а некоторые автомобили имитируют это, модулируя тормоза на внутреннем колесе.

Что бы вы ни водили, знайте, что дифференциал может повлиять на сцепление с дорогой и устойчивость, и регулярно обслуживайте его, чтобы продлить срок его службы.

Ознакомьтесь со всеми деталями трансмиссии, доступными в NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания AutoCare в NAPA для планового технического обслуживания и ремонта.Для получения дополнительной информации о типах автомобильных дифференциалов поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фото предоставлено Wikimedia Commons.

Что такое дифференциал?

ЗАЧЕМ нужны дифференциалы?

Все просто: при повороте внешнее колесо на оси следует по большей дуге, чем внутреннее колесо, поэтому дифференциальная передача позволяет одному колесу двигаться с другой скоростью, чем другому, в то время как оба остаются под напряжением.Но у дифференциальной передачи также есть недостаток, заключающийся в том, что мощность направляется по пути наименьшего сопротивления, как вода и электричество.

КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ И МОЩНОСТЬ

ЧТОБЫ правильно понять, как работает дифференциал, вам необходимо понять мощность и крутящий момент, а также то, как они соотносятся друг с другом.

Крутящий момент можно определить как силу, стремящуюся повернуть объект вокруг своей оси. Крутящий момент в автомобильных приложениях измеряется в ньютон-метрах (Нм). 1 Нм — это крутящий момент на оси, возникающий от силы в один ньютон (около 0.1 кг) на руку длиной 1 м.

Сила — это движение. Единицей измерения мощности является ватт (Вт).

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

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

ЧТО ВНУТРИ ДИФФЕРЕНЦИАЛА?
В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ термин «дифференциал» используется для всего узла привода, включая корпус, тормоза, оси и т. д.Но на самом деле это относится к узлу дифференциала внутри сердца (водила) дифференциала.

Обычный дифференциал состоит из четырех передач. Два прикреплены непосредственно к осям, два других могут свободно вращаться вокруг своей оси, но закреплены на водиле, которое, в свою очередь, приводится во вращение зубчатым венцом.

Как передать мощность вращения карданного вала водилу? Обычно используются два типа зубчатых колес:

Гипоидные спирально-конические зубчатые колеса
Гипоидное зубчатое колесо похоже на спирально-коническое зубчатое колесо, за исключением шестерни, которая не имеет той же оси, что и кольцо. шестерня — в заднем дифференциале она обычно устанавливается ниже.

Преимущество зацепления ведущей шестерни с нижней осью заключается в том, что большее количество зубьев шестерни одновременно находится в зацеплении с зубчатым венцом, а это означает, что мощность двигателя распределяется по большей площади, чем при конической передаче. Таким образом, для передачи того же размера она способна передавать больше мощности и крутящего момента. Однако шестерни скользят друг по другу, когда входят в зацепление, что создает трение. Это трение требует мощности, поэтому гипоидная передача, хотя и мощнее, не так эффективна.

Есть еще одно соображение с гипоидной спирально-конической передачей: у шестерни есть две стороны, сторона привода и сторона выбега, причем сторона выбега на 30-40 процентов слабее, чем ведущая.Это лишь одна из причин, по которой не следует выполнять подъем рывковым ремнем в обратном направлении.

Спиральные конические шестерни
В дифференциале небольшая шестерня вращается приводным валом. Затем он входит в зацепление с зубчатым венцом, поворачивая водило. Шестерня и зубчатый венец имеют одну и ту же ось.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

ОБЫЧНЫЙ дифференциал постоянно распределяет крутящий момент поровну налево и направо (за вычетом небольших потерь на трение). Это происходит независимо от того, несут ли вас оба колеса по дороге со скоростью 100 км/ч или одно колесо бешено крутится в воздухе на гусенице с низким радиусом действия.

9

ТРУДНАЯ СИТУАЦИЯ
ПРОВЕРЬТЕ трафик на кольцевой развязке. Обратите внимание, что передние колеса более крупных транспортных средств будут находиться ближе к внешней стороне кольцевой развязки, а задние колеса — ближе к внутренней. Это говорит вам о том, что при повороте передние колеса делают большую дугу, чем задние.

Когда мы блокируем центральный дифференциал на постоянном 4WD с обычным дифференциалом (или включаем 4WD на неполный 4WD), мы удаляем способность межосевого дифференциала компенсировать разницу скоростей между передним и задним колесами, когда согласование углов.

Это проблема только на поверхностях с высоким сцеплением, таких как битум и скользкая порода. На рыхлых поверхностях, таких как грязь или гравий, дифференциал скорости не представляет проблемы, так как поверхность позволяет колесам немного проскальзывать и снимать напряжение.

На дорогах с высоким сцеплением дифференциал скорости при прохождении поворотов будет создавать скручивающую силу между передним и задним дифференциалами, что в конечном итоге приведет к выходу из строя трансмиссии.

Первым признаком неисправности является то, что машина не выходит из режима 4WD.Или, может быть, вы ездите на полноприводном автомобиле неполный рабочий день и не можете перевести рычаг обратно в режим 2WD. Это связано с тем, что вы не можете отключить 4WD из-за силы скручивания в трансмиссии, связывающей механизм.

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

Второй вариант — свернуть на обочину, въехать двумя колесами в гравий и продолжить движение вперед. Проскальзывание, допускаемое рыхлой поверхностью, рассеивает крутящую силу, позволяя вам вернуть автомобиль в дорожный режим.

ЗАЧЕМ БЛОКИРОВАТЬ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ДИФФЕР?
БЛОКИРОВКА центрального дифференциала гарантирует передачу мощности на передний и задний дифференциалы.

Еще одна причина блокировки межосевого дифференциала – избежать проблем, связанных с застреванием в автомобиле с автоматической коробкой передач.Если вы идете в гору и застреваете, вам придется выполнить обратное восстановление.

Если вы попытаетесь сделать это без блокировки межосевого дифференциала, передние колеса останутся заблокированными до самого подножия холма из-за смещения веса на заднюю часть и того факта, что все автомобили имеют смещение при торможении вперед.

БЛОКИРОВКА ДИФФЕРЕНЦИАЛА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА
КОГДА вы включаете блокировку, она эффективно отключает действие дифференциала от дифференциала. Итак, теперь вы вернулись к твердой оси между колесами, и не имеет значения, находится ли одно колесо на твердой земле, а другое находится на высоте 50 см в воздухе, оба колеса будут вращаться с одинаковой скоростью.

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

F_r = сила сопротивления трения
μ = коэффициент трения шины о поверхность, по которой вы едете.
Н = нормальная сила (в ньютон-метрах), представляющая собой вес автомобиля, давит шину на землю.
Давайте рассмотрим сценарий, в котором одна шина находится в грязи, а другая — на дорожном покрытии.На обе шины действует усилие 1000 Н.

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

Сложив оба вместе, вы получите общую силу сопротивления трение 1300 Н, что означает, что 77 процентов крутящего момента передается шиной для движения по обочине дороги и 23 процента — шиной для движения по грязи.

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

У вас по-прежнему есть потенциальная сила сопротивления трения 300 Н со стороной в грязи, но сторона на дороге также получит только 300 Н благодаря маленьким свободно вращающимся шестерням в середине дифференциала. Итого 600 Н. Но на этом хорошие новости не заканчиваются.

Вы замечали, что когда вы толкаете большой тяжелый предмет, например диван, его трудно тронуть, но когда он движется, вам кажется, что толкать его не так сложно? Что ж, на самом деле это измеримое явление, известное как скольжение или кинетический коэффициент трения, и оно будет заметно меньше статического коэффициента трения.

Теперь, когда вы нажмете на педаль и начнете крутить колесо в грязи, коэффициент трения упадет с μ, равного 0,3, до 0,2. Не забывайте, что при открытом дифференциале крутящий момент на одной стороне равен крутящему моменту на другой, так что теперь вместо 600 Н мы получаем 400 Н.В том же сценарии мы перешли от 1300 Н с заблокированным дифференциалом к ​​400 Н со стандартным открытым дифференциалом.

ДИФФЕРЕНЦИАЛ С ОГРАНИЧЕННЫМ СКОЛЬЖЕНИЕМ

Целью, как следует из названия, является ограничение проскальзывания колес. Однако существует несколько различных вариаций с разной степенью эффективности.

9

МУФТА СЦЕПЛЕНИЯ LSD
Этот тип имеет многодисковый пакет сцепления, аналогичный мотоциклетному. Одна сторона узла сцепления соединена с карданными валами, а другая — с картером дифференциала.Различные методы, такие как рампы или естественная сила разделения между
зубьями шестерни, используются для включения пакета сцепления, когда в дифференциале одно колесо вращается быстрее, чем другое, что затем передает часть мощности на колесо с более медленным вращением.

9

ОДНОСТОРОННИЙ, ПОЛУТОРОННИЙ И БУКСИРОВОЧНЫЙ
Односторонний LSD обеспечивает блокировку пробуксовки только в одном направлении – например, при ускорении, но не при торможении.
В отличие от этого, 1,5-позиционный LSD обеспечивает различную степень ограничения проскальзывания при ускорении и торможении, что может повысить устойчивость при резком торможении.
Двусторонний LSD обеспечивает одинаковый эффект ограниченного проскальзывания как при ускорении, так и при торможении.

9

TORSEN
Дифференциал с датчиком крутящего момента представляет собой самоблокирующийся дифференциал, в котором для ограничения проскальзывания используется одностороннее действие червячной передачи. Они также могут быть изготовлены с TBR (коэффициент смещения крутящего момента), где есть возможность передавать больший крутящий момент на заднее колесо в приложении межосевого дифференциала.

9

АВТОБЛОКИРОВКА
Говоря об автоматических блокировках, многие думают о «блокировках коробки для завтрака», которые заменяют механизм крестовины в середине картера дифференциала. Вероятно, лучше называть их разблокирующими шкафчиками, так как шкафчики для ланч-боксов запираются при движении под напряжением по прямой. Когда они испытывают различные нагрузки по крутящему моменту, например, при повороте накатом, они разблокируются. Это может обеспечить интересные характеристики управляемости на дороге, а при установке спереди они намного лучше в сочетании с системой полного привода.

9

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

9

КОНТРОЛЬ ТЯГИ
Существует два основных типа контроля тяги: один снижает мощность двигателя, другой снижает характеристику дифференциала «мощность по пути наименьшего сопротивления». Современные системы отслеживают скорость отдельных колес, и если два колеса на одной оси движутся с разной скоростью, они тормозят вращающееся колесо — для этого требуется больший крутящий момент от двигателя. Поскольку крутящий момент всегда одинаков с обеих сторон обычного дифференциала, более медленное колесо получает дополнительный крутящий момент.Ранние системы были не очень хороши, но теперь противобуксовочная система стала почти жизнеспособной альтернативой шкафчикам — последние модели LandCruiser и Pajero особенно хороши.

ШКАФЧИКИ ПРОТИВ ТЯГОВОГО КОНТРОЛЯ?
ЕСЛИ ВЫ едете вниз по крутому холмистому склону, автомобиль с двойной блокировкой не может быть лучше, поскольку он уменьшает вес, приходящийся на чередующиеся колеса. Разблокированный автомобиль блокирует тормоза и периодически скользит, прежде чем схватиться с дорогой, когда вес вернется на колесо. Заблокированная машина не будет блокировать колеса, а затем скользить вниз по склону, так как оба колеса механически заблокированы вместе, действуя как единое целое.

Если идти в гору, шкафчики снова имеют решающее значение. Система контроля тяги ожидает, когда ось начнет терять сцепление с дорогой, прежде чем противодействовать торможению пробуксовывающего колеса. Это требует времени, поэтому вы всегда будете терять скорость, ожидая, пока среагирует система контроля тяги, и этого может быть достаточно, чтобы остановить вас.

Однако любой, кто водил автомобиль с двойным замком, скажет вам, что повороты — не самая сильная его сторона. С другой стороны, система контроля тяги достаточно умна, чтобы работать даже на крутых поворотах.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ С ВЕКТОРОМ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА
ОБЫЧНАЯ система дифференциала расположена в центре, но по обеим сторонам водила находится пакет сцепления, который (при электронном включении) может механически связывать ось непосредственно с водилой. Используя электронное управление пакетами сцепления, конструкторы могут изменять крутящий момент на каждом колесе. При повороте компьютер может передавать больший крутящий момент на внешние колеса, тем самым улучшая характеристики поворота и управляемости.

При использовании в качестве центрального дифференциала в постоянном приложении 4WD у вас может быть автомобиль со смещением к задним колесам для повседневной езды, но вы можете разделить крутящий момент 50:50 на бездорожье. Это отличается от дифференциала Torsen, где распределение крутящего момента устанавливается механически и не может быть изменено на лету.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.