Устройство дифференциала автомобиля: Как работает дифференциал?

Содержание

Дифференциал: распределяем крутящий момент

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

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

Если бы приводные колеса были связаны между собой жестко (объединены одной осью), то при определенных условиях возникала бы пробуксовка. Так, при вхождении в поворот колеса перемещаются по разным радиусам, что сказывается на пути, который каждое из них должно пройти. Колесо, перемещающееся по внутреннему радиусу, должно преодолеть значительно меньшее расстояние, чем-то, что идет по внешнему. Жесткая связка колес приведет к тому, что внутреннее колесо будет просто пробуксовывать, поскольку его скорость вращения больше, чем нужна для преодоления пути. А это в свою очередь обеспечивает повышение нагрузки на элементы трансмиссии, ухудшает управляемость, приводит к интенсивному износу шин.

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

Принцип работы

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

Устройство симметричного конического дифференциала

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

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

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

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

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

Виды узлов

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

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

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

Места установки

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

Пример компоновки дифференциала в МКПП переднего привода

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

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

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

Виды и расположение дифференциалов в зависимости от привода

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

Распределение моментов

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

Все межколесные дифференциалы являются симметричными

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

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

Конструктивное исполнение

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

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

Виды конструкций дифференциалов

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

В конических и цилиндрических дифференциалах используются шестеренки соответствующей формы.

Более интересны в плане конструкции червячный и кулачковый узлы. В первом варианте используется червячное зацепление между сателлитами и полуосевыми шестеренками. Такие дифференциалы получили общее название Torsen. Примечательно, что разработано несколько видов конструкции Torsen. Вариант Т1 отличается тем, что сателлиты в нем располагаются перпендикулярно оси вращения. Во втором варианте – Т2, сателлиты располагаются уже параллельно полуосям. Существует еще один тип червячного дифференциала – Quaife. В нем, как и Torsen Т2, сателлиты расположены параллельно, а отличие сводится к форме самих шестеренок.

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

Виды блокировки

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

По этому критерию узлы делятся на свободные, самоблокирующиеся и с принудительной блокировкой. Узлы свободного типа не имеют в конструкции какой-либо блокировки, поэтому при создании условий негативное качество сразу же проявляется. Такие узлы обычно используются на легковых авто, предназначенных для использования в городских условиях.

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

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

Активный дифференциал

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

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

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

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

Принцип работы активного дифференциала

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

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

Дифференциальная передача. Автомобильный дифференциал — назначение, устройство и принцип работы

Прежде чем приступить к рассмотрению дифференциалов, их типов и нюансах работы, сначала мы с вами обратимся к теории. Для чего вообще нужен дифференциал на современных автомобилях и какой принцип его работы?


Дифференциал, как говорит теория, это механическое устройство с особым видом планетарной зубчатой передачи, разделяющий момент входного вала (в нашем случае карданного вала) между выходными валами (полуосями) автомобиля, передающий, момент силы с карданного вала на задние полуоси в заднеприводном варианте или непосредственно от двигателя сразу на полуоси в переднеприводном автомобиле так (дифференциал в расположен в КПП), что угловые скорости вращения этих полуосей могут быть разными по отношению друг к другу и колеса автомобиля проходят разный путь (например в повороте). Опять же, все из теории, во время прохождения поворота колеса автомобиля проходят по различным траекториям, а именно, по внутренней и внешней, отсюда соответственно получается, что колесо вращающееся по внешнему радиусу проделывает (пробегает) больший путь чем то колесо, которое вращается по внутреннему радиусу, а значит, что и скорость такого вращения колес будет разная, т.е. скорость колеса вращающегося (пробегающего) по внутреннему радиусу должна быть меньше той скорости колеса, которое вращается по внешнему радиусу.

В этом как-раз непосредственно и заключается главная задача дифференциала, т.е. правильно распределять скорости вращения валов на выходе и соответственно самих колес.

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.

В этой связи инженеры и автопроизводители большинства автокомпаний начали искать новое решение с этой проблемой. Появилось большое количество (различных видов устройств) дифференциалов. Основные виды таковых нам и хотелось бы освятить в данной статье. А также нам хотелось бы рассказать своим читателям и об основных преимуществах и конкретных недостатках тех или иных видов этих устройств, и еще, на каких современных автомобилях можно сегодня встретить тот или иной тип дифференциалов.

Свободный дифференциал (Open Differential).


Суть его работы.

Разделяет крутящий момент двигателя на две оси, каждая из которых способна вращаться с различной скоростью.

Недостатки.

При потери сцепления колеса с дорогой крутящий момент на противоположном колесе тоже снижается (падает). В худшем варианте, у застрявшего автомобиля одно колесо будет свободно вращается, в то время, как противоположенное с лучшим сцеплением не сможет просто передать поверхности (дороге) достаточно крутящего момента, чтобы сдвинуть автомобиль с места.

Современные системы управления тягой компенсируют это, путем применения тормозов к потерявшему сцепление колесу. Но данный подход к проблеме помогает лишь отчасти, более сложный дифференциал, как правило действует быстрее и он более эффективен, чем тот же стандартный тип такого механизма.

Устанавливается на большинство автомобилей у которых «отсутствуют претензии» на нехватку большой мощности (они достаточно мощные), или у которых «отсутствуют амбиции» к любому бездорожью (внедорожники), а также на семейные седаны, и т.д.

Блокируемый дифференциал (Locking Differential).


Как он работает.

При заблокированном дифференциале колеса машины будут постоянно вращаться с равными скоростями. В песке, в грязи и на снегу заблокированный дифференциал гарантирует, что крутящий момент продолжит поступать на колеса с более высокой тягой.

Недостатки.

В незаблокированном виде данный механизм ведет себя точно также, как и свободный дифференциал. Блокировка дифференциала на поверхности с высоким уровнем сцепных свойств, как например, на том же сухом асфальте, затрудняет поворачиваемость автомобиля и может нанести серьезный вред автомобильной трансмиссии.

На каких автомобилях его можно обнаружить.

Wrangler, ; опционально его можно поставить на большинство полноразмерных джипов и пикапов.

Самоблокирующийся дифференциал (Limited-slip Differential). Дифференциал повышенного трения.


Как он работает.

Самоблокирующийся дифференциал совмещает в себе две концепции,- свободную и блокируемую системы дифференциалов. Он способен функционировать большую часть времени как обычный дифференциал, а в нужный момент автоматически блокироваться, т.е. в тот момент, когда происходит проскальзывание одного из колес. Блокировка достигается за счет вязкостной муфты, или фрикционной муфты, или за счет сложной системы гидророторного типа. В военных автомобилях ставятся зубчатые или кулачковые самоблокирующиеся дифференциалы.

Недостатки.

Чисто механические дифференциалы повышенного трения являются реактивными. То есть, они не блокируются пока не произошла пробуксовка колеса.

На каких автомобилях его можно обнаружить.

со Sport пакетом (с вискомуфтой), (clutch-type), (helical gears).

Самоблокирующийся дифференциал с электронным управлением (Electronically Controlled Limited-slip Differential).


Как он работает.

Преимущества такого электронного управления в том, что повышается тяга в повороте и степень блокировки дифференциала можно настроить.

Например, если компьютер автомобиля определяет, что в повороте у него (автомобиля) избыточная поворачиваемость, то он может сильнее заблокировать дифференциал для того чтобы стабилизировать автомобиль.

Дифференциал — механизм распределения крутящего момента входного вала между двумя выходными полуосями ведущих колес или, на автомобилях повышенной проходимости,для распределения крутящего момента между передней и задней ведущими осями.
Это часть трансмиссии, которая на автомобилях классической и переднеприводной компоновки обычно выполняется в виде единого блока с главной передачей ,а на внедорожниках встраивается в раздаточную коробку
Свободный дифференциал всегда делит поступающий на него крутящий момент поровну — не зависимо от того, с равными или с разными скоростями вращаются ведущие колеса (или ведущие оси).

Назначение дифференциала

При движении автомобиля по криволинейным участкам дороги — например, в поворотах — колеса ведущей оси катятся по окружностям разной длины. Внешнее (по отношению к центру поворота автомобиля) колесо проходит больший путь, чем внутреннее. Эта разница тем больше, чем круче поворот. Аналогичная проблема возникает и в движении по прямой, если используются ведущие колеса разной размерности и т.п. Если в этих ситуациях колеса соединить жесткой осью,окажется, что одно колесо вращается быстрей, чем нужно для прохождения заданной траектории,а другое медленней. Значит, оба колеса будут пробуксовывать, испытывать повышенные нагрузки, сильней нагреваться и изнашиваться. Увеличится и расход топлива. Наконец, это нарушает курсовую устойчивость автомобиля и ведет к его заносу или сносу — особенно, на скользких дорогах.
Для компенсации разницы проходимого ведущими колесами пути используется особый механизм — дифференциал. Простейший, свободный дифференциал уравнивает крутящие моменты (или тяговые силы) обоих ведущих колес, и если скорости их вращения (или линейного движения) разные, то и мощности на них пропорциональны этой разнице. Колесо, вращающееся быстрей, тратит на это несколько большую мощность, чем то, которое вращается медленней.
Таким образом дифференциал предназначен для обеспечения вращения ведущих колес с разными угловыми скоростями при постоянно передаче крутящего момента на оба колеса ведущей оси. Эта же логика присутствует и в работе межосевого дифференциала.

Устройство и принцип действия

Дифференциал классической конструкции устроен просто. Например, на заднеприводном автомобиле вращение от ведомого вала коробки передач передается через карданный вал на ведущую коническую шестерню главной передачи, которая находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней главной передачи. Ведомая шестерня является одновременно корпусом дифференциала, в котором перпендикулярно оси ведомой шестерни закреплена ось сателлитов — малых конических шестерен. Последние вращаются вместе с корпусом дифференциала относительно оси ведомой шестерней главной передачи. Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с коническими шестернями левой и правой полуосей ведущих колес.
При прямолинейном движении автомобиля сателлиты относительно собственной оси не вращаются. Но каждый, подобно равноплечему рычагу, делит крутящий момент ведомой шестерни главной передачи поровну между шестернями полуосей.
Когда автомобиль движется по криволинейной траектории, внутреннее по отношению к центру описываемой автомобилем окружности колесо вращается медленней,наружное быстрей — при этом сателлиты вращаются вокруг своей оси, обегая шестерни полуосей. Но принцип деления момента поровну между колесами — сохраняется. Мощность же, подаваемая на колеса, перераспределяется,- ведь она равна произведению крутящего момента на угловую скорость колеса. Если радиус поворота настолько мал, что внутреннее колесо останавливается, тогда внешнее вращается с вдвое большей скоростью, чем при движении автомобиля по прямолинейной траектории. Итак, дифференциал не меняет крутящий момент, но перераспределяет между колесами мощность. Последняя всегда больше на том колесе, которое вращается быстрее.

Применение дифференциалов

В автомобилях с одной ведущей осью устанавливается один дифференциал, объединенный с главной передачей. В автомобилях с двумя и более ведущими осями дифференциалы устанавливаются в каждую ведущую ось (например, в трехосном грузовике или автобусе с двумя задними ведущими осями дифференциалы установлены в среднюю и заднюю оси). В автомобилях с подключаемым полным приводом дифференциалы устанавливаются в каждую ведущую ось (у двухосного полноприводного джипа с подключаемым передним ведущим мостом два дифференциала — по одному в каждой ведущей оси), но эксплуатация этих машин с постоянно подключенной передней осью не рекомендуется по причине повышенного износа главных передач и колес из-за неравномерно распределяемой мощности между осями. В свою очередь в автомобилях повышенной проходимости с постоянно подключенными ведущими осями применяют три дифференциала — по одному в каждой ведущей оси и один межосевой, установленный в раздаточной коробке. Межосевой дифференциал распределяет мощность между ведущими осями в зависимости от длины проходимого колесами оси пути. К примеру, передние колеса могут преодолевать возвышение, задние еще двигаться по прямой — передние колеса описывают более длинный путь, чем задние, соответственно, межосевой дифференциал обеспечивает передачу большей части мощности двигателя на переднюю ось, чем на заднюю. На многоосных транспортных средствах с несколькими ведущими осями применяют межтележечный дифференциал.
Дифференциал не применяется на транспортных средствах с одним ведущим колесом — в частности, на мотоциклах и трициклах с двумя передними управляемыми колесами. Если трицикл построен по схеме с одним передним управляемым колесом и двумя ведущими задними, то на нем применяют автомобильный ведущий мост с дифференциалом. Обычно подобные трициклы строят по индивидуальным заказам на базе популярных тяжелых моделей (пример — кастомные трициклы на базе «Харлей-Дэвидсон»).
На гоночных автомобилях на основе серийных моделей (например, на раллийных или для кольцевых гонок) дифференциал перед гонками блокируют, поскольку повороты такие машины проходят на большой скорости и с заносом. В данном случае склонность автомобиля к заносу из-за отсутствия дифференциала считается преимуществом.

Недостаток дифференциала

Главным недостатком дифференциала классической конструкции является проблема пробуксовки колеса, потерявшего контакт с поверхностью дорожного полотна. Когда одно из ведущих колес вращается в вывешенном состоянии его скорость вдвое больше, чем была бы при этих же оборотах ведомой шестерни дифференциала при нормальном движении по прямой. Зато второе колесо вообще не вращается. Причина проста. Момент сопротивления вращению вывешенного колеса ничтожен, соответственно мал и подводимый к нему крутящий момент. Значит, столь же мал крутящий момент и на противоположном колесе — оно стоит. Если же одно из колес буксует — с повышенными оборотами, но с существенным сопротивлением (например, в грязи, песке и т.п.), то такой же крутящий момент поступает и на другое, не буксующее, колесо. В результате автомобиль может двигаться с небольшой скоростью. При этом на буксующее колесо подается более высокая мощность — она тратится на нагрев шины, дороги и т.д. Эффект пробуксовки снижает проходимость автомобиля со свободным дифференциалом. Для решения этой проблемы автомобили оснащают механизмами блокировки дифференциала — ручной или автоматической — различной конструкции.

Механизмы блокировки дифференциала

  • Ручная блокировка дифференциала
Самым простым способом блокировки дифференциала является применение механизма с ручным управлением. Этот вид блокировки применяется на автомобилях повышенной проходимости. Блокировка производится блокировочными муфтами, которые фиксируют сателлиты. Дифференциал отключается. К достоинствам данного типа блокировки можно отнести простоту и надежность конструкции, к недостаткам — необходимость точно оценивать дорожную обстановку и отключать блокировку дифференциала при движении по качественным дорогам во избежание поломок главной передачи и ведущего моста в целом.

  • Блокировка дифференциала с электронным управлением
На современных полноприводных легковых автомобилях повышенной проходимости с развитым компьютерным управлением работой агрегатов и механизмов устанавливают антипробуксовочную систему с электронным управлением. Как только бортовой компьютер автомобиля (или электронный блок антипробуксовочной системы) получает от датчика вращения сигнал о том, что одно колесо оси вращается значительно быстрей второго, свободное колесо притормаживается рабочим тормозом — благодаря свободному дифференциалу мощность передается на колесо, которое не утратило контакта с дорожным покрытием. Эта система требует наличия системы раздельного привода тормозов всех четырех колес и точной отладки датчиков.
Антипробуксовочные системы позволяют достаточно тонко регулировать распределение мощности в зависимости от состояния дорожного покрытия и избежать потерь мощности двигателя при срабатывании дифференциала. С другой стороны, управляющая система из датчиков и исполнительных приводов тормозов (на соленоидах) обладает инерционностью, поэтому работает с некоторым запозданием, что приходится учитывать водителю.
На гоночных автомобилях иногда применяются фрикционные дифференциалы с тормозными ленточными механизмами, управляемыми электроникой.

  • Автоматическая блокировка с применением фрикционной муфты
На спортивные автомобили, выпускаемые малыми сериями или по заказу, иногда устанавливают фрикционные самоблокирующиеся дифференциалы. На серийных машинах эти дифференциалы редкость, поскольку они требуют особого обслуживания и подвержены интенсивному износу.
Фрикционные муфты устанавливаются между полуосевыми шестернями и корпусом дифференциала. При прямолинейном движении автомобиля полуоси вращаются с одинаковой угловой скоростью — сила трения во фрикционных муфтах равна нулю, дифференциал распределяет мощность между колесами ведущей оси поровну. Как только одна из полуосей начинает вращаться быстрей, диски фрикционной муфты сближаются, за счет возникающих сил трения муфта притормаживает вращение свободной полуоси. Этот тип дифференциала отличается невысокой эффективностью при большой разнице в угловых скоростях ведущих колес (например, на поворотах с малым радиусом закругления).

Здравствуйте друзья читатели! Поговорим о механизме, который есть и будет на каждом автомобиле – дифференциал. Что такое дифференциал в автомобиле и зачем нужен? Дифференциал нужен для оптимального распределения крутящего момента при поворотах и маневрировании, когда колеса начинают крутиться с разными угловыми скоростями.

Дифференциал, как я думаю о нем, должен писаться с большой буквы. Он являет собой самый первый сложный шестеренчатый механизм, изобретенный на заре автомобилестроения. Поняв его и испытав восторг от человеческого гения, который смог так просто решить важную проблему, ты убедишься что сути-то он прост как пять копеек, а какую задачу решил!

О нем особо никто теперь не думает, он есть — да и есть, и должен быть всегда. Привыкли. А ведь без него нет ни одного автомобиля. Это важнейший элемент трансмиссии!

Где расположен дифференциал:

  • на заднеприводном автомобиле в картере моста, и совмещен с шестерней главной передачи;
  • на переднеприводном, тоже совмещен с главной передачей и как правило в одном картере с ;
  • на они присутствуют и в переди, и сзади, и совмещены с главными передачами;
  • так же, в полноприводных автомобилях внедорожниках и , для оптимального распределение крутящего момента на все колеса, добавляется третий дифференциал и устанавливается между осями в раздаточной коробке.

Те дифференциалы, которые работают на ведущих колесах называют межколесными, а дифференциалы, распределяющие моменты между осями автомобиля – межосевыми.

Принцип работы дифференциала построен на идее планетарного редуктора. В зависимости от использования вида шестерен, дифференциалы бывают следующих видов: цилиндрические, конические, червячные.

Дифференциал конический, как правило применяют в межколесных дифференциалах. Цилиндрический распространен, ввиду его конструктивной простоте, в межосевых дифференциалах. Червячный признан как универсальный и самый тихий в работе, хотя самый сложный в изготовлении, применяется и в межколесных и в межосевых.

Устройство дифференциала автомобиля

Рассмотрим устройство дифференциала автомобиля. Все дифференциалы имеют один и тот же принцип – принцип планетарного редуктора. То есть имеют полуосевые шестерни и бегущие по ним, шестерни – сателлиты.

Корпус (чашка дифференциала) принимает крутящий момент от шестерни главной передачи, чарез оси сателлитов и сами шестерни-сателлиты и передает на полуосевые шестерни.

Сателлитов может быть два или четыре в коническом дифференциале, это зависит от мощности автомобиля.

В конических и червячных дифференциалах из ровно в два раза больше, это связано с конструктивной особенности такого типа дифференциалов. Пары сателитов распределяется каждый на свою полуосевую шестерню.

Полуосевые шестерни, в планетарке их еще называют светлым название «солнечные шестерни», передают уже крутящий момент на колеса. Левые и правые полуосевые шестерни могут иметь разное количество зубьев, такие дифференциалы называют несимметричные. Нессиметричные дифференциалы, соответственно, имеют и пары сателлитов с разным количеством зубов (рассмотрите внимательно конический дифференциал на чертеже выше).

Несмотря на ассиметричность, дифференциалы работают так же как и симметричные, и та или иная идея конструкторов по компоновке этих механизмов обусловлена лишь соображениями компактности и конструктивной необходимости.

Работа дифференциала

Работа межколесного дифференциала характеризуюется тремя режимами:

  1. движение по прямой;
  2. работа в поворотах;
  3. в условиях скользкой дороги.

При движении прямо, силы распределяются поровну на каждое колесо, крутящий момент через корпус передается на сателлиты. Сателлиты не вращаются на своих осях, соответственно полуоси вращаются с равными угловыми скоростями.

В повороте же начинает работать дифференциал, то есть выполнять работу, для которой он и был создан. Внутренне колесо начинает бежать по меньшему радиусу, а внешнее по большому, угловые скорости на полуосевых шестернях начинают меняться. Сателлиты начинают вращаться вокруг своих осей, которые увеличивают скорость внешней шестерни полуоси, бегущего по внешнему радиусу колеса и уменьшать угловую скорость внутренней шестерни, полуось и колесо, бегущего по внутреннему радиусу.

Суммы частот вращения полуосевых шестерен всегда соответствуют частоте вращения ведомой шестерни главной передачи. Поэтому при повороте тяга на колеса всегда одинаковая и никогда не происходит пробуксовки внутреннего колеса, при условии равного сцепления колес с дорогой.

Если же автомобиль попадает в условия скользкой дороги, то колесо у которого меньшее сцепление начинает пробуксовавать, вращаться быстрее, а то колесо у которого сцепление с дорогой больше, просто перестает вращаться и по сути дела автомобиль просто будет стоять на месте с одним вращающемся колесом. Это тот минус дифференциала, который обусловлен его конструкцией.

Бороться с таким явление можно, и конструкторы придумали блокировку дифференциала. Но об этом в другой статье.

Спасибо за внимание! Переходите в другую статью, там наверняка вы найдете много для себя полезного. И поделитесь с друзьями в соц.сетях.

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

Дифференциалы различаются согласно месту установки, предназначению и особенностям конструкции:

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

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

Предназначение межосевого дифференциала

Межосевой дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между ведущими осями автомобиля и дает им возможность вращаться с разными угловыми скоростями. Такая потребность вызвана простым условием движения транспорта по неровным поверхностям, когда собственная масса конструкции давит на ось, находящуюся в более низком положении. Так, при езде под горку значительная часть момента подается на задние колеса. И, наоборот, в случае спуска.

Устройство межосевого дифференциала устанавливается, как правило, в раздаточной коробке автомобиля. Межосевой дифференциал может быть симметричным и несимметричным. Первый распределяет крутящий момент между осями поровну, а второй – в определенном соотношении.

Кроме того, существует межосевой дифференциал без механизма блокировки, который позволяет осям вращаться с различной скоростью, а также дифференциал самоблокируемый либо с механизмом ручной блокировки, который принудительно распределяет вращающий момент между приводными полуосями в зависимости от дорожных условий. При этом принудительная блокировка межосевого дифференциала подразумевает полное или частичное выключение дифференциала, обеспечивающее жесткое соединение передней и задней полуосей между собой.

Чаще всего для полной реализации полноприводных возможностей автомобиля применяется самоблокируемый дифференциал, который может иметь три вида конструкций и разные принципы работы соответственно.

Конструкции и принцип работы самоблокирующегося межосевого дифференциала

Итак, существует три вида самоблокирующегося межосевого дифференциала:

  • вязкостная муфта;
  • блокировка типа Torsen;
  • фрикционная муфта.

Межосевой дифференциал с вискомуфтой

Схема межосевого дифференциала с вискомуфтой представляет собой планетарную симметричную схему на конических шестернях. Данная конструкция предполагает наличие управляющего элемента вязкостной муфты, которая состоит из следующих элементов:

  1. корпус;
  2. вал корпуса;
  3. ведущий вал;
  4. ведомый вал;
  5. диски;
  6. боковая шестерня;
  7. уплотнения.

Муфта в своей конструкции имеет герметично закрытую полость, наполненную воздушно-силиконовой масляной смесью. Полость кинетически связана с двумя пакетами дисков, которые соединены с обеими полуосями.

Принцип работы:

При прямолинейном движении по ровной поверхности и с постоянной скоростью межосевой дифференциал передает крутящий момент двигателя на переднюю и заднюю ведущую ось в соотношении 50 на 50. В случае если один из пакетов дисков начинает вращаться быстрее другого, то в герметической полости муфты повышается давление, и она начинает механически тормозить (т.е. блокировать) этот пакет, тем самым уравнивая угловые скорости вращения.

Следующие примеры могут легко объяснить, зачем нужен межосевой дифференциал с вязкостной муфтой:

  • В случае выезда транспортного средства на скользкую поверхность, что приводит к сильной пробуксовке передних колес, из-за значительно повышается давления в муфте. Как следствие, на задние колеса подается гораздо больший крутящий момент.
  • Распределение момента в пользу переднего привода происходит в случае резкого разгона автомобиля на скользкой поверхности. В такой ситуации происходит смещение центра тяжести вперед, и передняя ось становится ведущей.

Широкое распространение конструкция с вискомуфтой получила благодаря простоте конструкции и ее дешевизне. К недочетам можно отнести отсутствие функции ручной блокировки, возможность перегрева при долговременной работе, неполное автоматическое блокирование, преобразование значительной части кинетической энергии в тепловую.

Межосевой дифференциал с блокировкой типа Torsen

Конструкция рабочего привода данной системы состоит из следующих единиц:

  1. корпус;
  2. правая полуосевая шестерня;
  3. левая полуосевая шестерня;
  4. сателлиты правой и левой полуосевых шестерен;
  5. выходные валы.

Стоит отметить, что дифференциал Torsen имеет наиболее совершенную конструкцию.

Принцип работы:

Межосевой блокируемый дифференциал Torsen состоит из ведомых и ведущих червячных колес, иначе называемых полуосевыми и саттелитами. В такой системе блокировка случается вследствие особенностей функционирования шестерен данного типа. В нормальном состоянии им задается определенное передаточное число. Если колеса имеют хорошее сцепление с поверхностью и движутся плавно, работа дифференциала происходит точно так же, как и у симметричного. Но как только происходит резкое увеличение момента, саттелит пытается начать движение в обратную сторону. Полуосевая червячная шестерня перегружается, и происходит блокировка выходных валов. При этом лишний крутящий момент двигателя переходит на другую ось. Максимальная степень перераспределения момента для дифференциалов Torsen – 75 на 25.

Наиболее известной разновидностью данной системы является Torsen Audi Quattro. Это один из самых популярных механизмов в конструкциях современных полноприводных автомобилей. Его неоспоримыми преимуществами являются широкий спектр переброса вращающего момента, мгновенная скорость срабатывания и отсутствие негативного влияния на тормозную систему. А вот к недостаткам можно отнести сложность конструкции со всеми сопутствующими последствиями.

Межосевой дифференциал с фрикционной муфтой

Блокировка на базе фрикционной муфты серьезно превосходит описанные выше конструкции, потому что имеется возможность и автоматической, и ручной блокировки дифференциала. Конструктивно она очень схожа с вискомуфтой и отличается лишь основными рабочими элементами.

  1. корпус;
  2. вал корпуса;
  3. ведущий вал;
  4. ведомый вал;
  5. фрикционные диски;
  6. уплотнения.

Принцип работы:

Принцип работы межосевого дифференциала такого рода достаточно прост. При однообразном плавном движении угловые скорости распределяются между осями поровну. Если одна из полуосей начинает вращаться с увеличенной скоростью, фрикционные диски сближаются и притормаживают ее за счет сил трения.

Однако из-за сложности конструкции и особенностей обслуживания фрикционные дифференциалы не используются производителями серийных автомобилей, несмотря на свои очевидные преимущества. Кроме того, ощутимый минус такой системы – быстрый износ рабочих элементов, а значит малый ресурс ее работы.

Система блокировки Haldex

Но стоит сказать, что на базе конструкции межосевого дифференциала с фрикционной муфтой еще в 1998 году шведским заводом Haldex была выпущена собственная альтернативная система. Она основывалась на работе электрогидравлической связки элементов. Та старая версия системы была скорей провальной, чем удачной, но породило несколько модификаций, последняя из которых стала довольно востребованной.

Haldex 4 поколения, вышедший в 2007 году стал настоящим прорывом. Основными рабочими плоскостями системы являются фрикционные диски. Через них крутящий момент от двигателя передается на полуоси. Одним из новшеств стал полный отказ производителя от использования в качестве рабочего привода гидравлического насоса. Ему на смену пришел мощный полностью электрический насос.

А вот самым интересным изменением стало превращение системы в полностью электронную. Так, включение муфты и блокировка полуосей больше не зависит от скорости вращение отдельного колеса. Управление работой системы ведется через электронный блок управления, который получает всю необходимую информацию от датчиков движения. Кроме того, одним из главных сигналов включения муфты в работу является нажатие педали газа. Ускорения почти всегда сопровождается определенной пробуксовкой, поэтому блокировка как нельзя кстати.

Haldex 4 многими называется самой современной системой для автомобилей с подключаемым полным приводом. Особенно часто Haldex устанавливают на современные внедорожники с межосевым дифференциалом азиатского производства. Ее главными преимуществами являются простота конструкции, надежность и работа на протяжении всего времени езды. А вот главный недостаток – невозможность переноса более 50% мощности на заднюю ось вращения.

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

Дифференциал как часть трансмиссии

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

Ведуший мост с дифференциалом в разрезе

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

Схема расположения дифференциала зависит от типа привода автомобиля:

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

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

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

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

Как устроен дифференциал


Принципиальная схема дифференциала

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

Применение дифференциалов в зависимости от их видов

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

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

По типу применяемой зубчатой передачи различают следующие виды механизмов:

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

По количеству зубьев шестерен полуосей:

  1. симметричный;
  2. несимметричный.

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

Заднеприводные и переднеприводные автомобили оснащают коническим симметричным дифференциалом.

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

Схема работы дифференциала

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

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

При прямолинейном движении

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


Работа дифференциала при повороте и прямолинейном движении

При повороте

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

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

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

При пробуксовке

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

Эти недостатки работы узла решаются различными способами:

Блокировка дифференциала и система курсовой устойчивости


Принудительная блокировка дифференциала с гидравлическим приводом

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

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

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

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

Безопасность прежде всего

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

Дифференциал, функции дифференциала в автомобиле

Дифференциал является главным элементом трансмиссии любого транспортного средства. Без него невозможно привести в движение ни легковой автомобиль, ни крупногабаритную спецтехнику. О том, что представляет собой этот механизм, каковы его особенности и выполняемые функции, пойдет речь в нашем сегодняшнем материале.

Что такое дифференциал, его функции

Итак, дифференциал автомобиля – это важнейший механизм трансмиссии, главная задача которого сводится к распределению поступающего на него крутящего момента между приводными валами, что обеспечивает возможность вращения колес с разной угловой скоростью. 

Ключевую роль дифференциал играет во время вхождения машины в поворот, но выполнять возложенную на него миссию он способен лишь при условии хорошего сцепления колес с дорожным покрытием.

При езде по сухой и ровной дороге эта деталь гарантирует комфорт и безопасность вождения, однако при плохой погоде, когда качество полотна оставляет желать лучшего (в дождь, снег и гололед), он способен сыграть с водителем злую шутку и лишить авто возможности перемещаться. В таком случае необходима блокировка дифференциала. 

Говоря иными словами, дифференциал распределяет крутящий момент от карданного вала между ведущими колесами таким образом, чтобы каждое из них вращалось без пробуксовки. Именно это является основной задачей детали, ставшей темой нашей беседы. 

Когда машина движется прямолинейно, а колеса нагружены равномерно, их угловая скорость вращения одинакова, механизм функционирует по типу передаточного вала. Однако когда начнется поворот, или авто станет буксовать, нагрузка окажется неравномерной. 

Возникнет необходимость того, чтобы полуоси вращались с разной скоростью, следовательно, крутящий момент между ними необходимо будет распределять в определенном, четко просчитанном соотношении. В таких ситуациях на передний план выходит вторая, не менее важная функция дифференциала – обеспечение автомобилю возможности выполнять маневр безопасно. 

Устройство и расположение дифференциала

Узел устроен по принципу планетарного редуктора. В зависимости от вида и места расположения дифференциалы могут несколько розниться, но принципиальная их схема всегда одинакова: шестерни полуосей и сателлитов находятся в чашке, которая фактически и является корпусом детали. 

Она жестко соединена с одной из шестерней (ведомой), принимающей на себя крутящий момент, который поступает с ведущей шестеренки главной передачи. С корпуса вращение поступает на полуоси, для этого привлекаются сателлиты. Сами же полуоси обеспечивают возможность вращения ведущих колес. Крутящий момент при этом не претерпевает никаких изменений. 

Что касается места размещения узла в трансмиссии, то оно зависит от привода транспортного средства, в частности:

  •  В автомобилях с задним приводом – в картере заднего моста.
  •  В полноприводных авто для привода ведущей колесной пары – в картере мостов (переднего и заднего), а для привода ведущих мостов – в раздатке.
  •  В машинах с передним приводом – в КП.

Дифференциалы, задействованные для обеспечения привода передней пары колес, называют межколесными. Когда говорят «межосевой дифференциал», имеют в виду узел, расположенный во внедорожниках с полным приводом между ведущими мостами. В зависимости от вида используемой в редукторе зубчатой передачи дифференциалы бывают коническими, червячными и цилиндрическими.

Первые в подавляющем большинстве случаев выполняют функции межколесных. Цилиндрические обычно используются в полноприводных автомобилях, их устанавливают там между осями, а червячные можно считать универсальными, они бывают и межколесными, и межосевыми.

Работа дифференциала

Не смотря на то, что принцип, лежащей в основе любого из рассматриваемых нами узлов – как заднего дифференциала, так и дифференциала моста, остается неизменным, их работа напрямую зависит от условий эксплуатации. 

Рассмотрим особенности выполнения деталью возложенных на нее функций на примере симметричного конического межколесного дифференциала. 

При прямолинейном движении

В процессе движения прямо по дорожному полотну хорошего качества нагрузка между колесами распределяется равномерно, а их угловая скорость одинакова. Сателлиты, установленные в корпусе, вокруг собственных осей не вращаются, крутящий момент ими передается на полуоси от ведомой шестерни посредством зубчатого зацепления, которое является неподвижным. 

При повороте

Когда автомобиль входит в поворот, распределение нагрузки и сил сопротивления происходит следующим образом:

  • Внутреннее колесо, радиус которого по отношению к центру поворота меньше, подвергается большему сопротивлению. Из-за повышающейся нагрузки оно вынуждено вращаться с меньшей скоростью.
  • Траектория наружного колеса оказывается больше, поэтому ему приходится увеличить скорость вращения – это необходимо для плавного, без пробуксовки, поворота авто. 

Выходит, что угловые скорости наружных и внутренних колес разные, а вследствие замедления вращения полуосей внутренних колес начинают двигаться сателлиты, которые приводят к повышению скорости вращения наружных колес. Как уже говорилось выше, крутящий момент при этом остается без изменений.

В случае пробуксовки

Нагрузка на колеса машины, которая едет по скользкой дороге или по бездорожью, неодинакова. Одно в таких условиях может пробуксовывать, утрачивая сцепление с покрытием, а на второе при этом приходится более внушительная нагрузка, поэтому оно начинает вращаться медленнее. 

Происходит то же самое, что и при вхождении в поворот, но теперь такое поведение авто несет в себе больше вреда, чем пользы. На колесо, которое забуксовало, может прийтись весь крутящий момент, который принял на себя дифференциал, а второе колесо (именно оно сейчас испытывает максимальную нагрузку) останавливается. 

Как результат – транспортное средство прекратит движение. Чтобы избежать описанной ситуации, внедряются разные конструктивные решения, такие как блокировка дифференциала (ручная либо автоматическая), а также использование системы курсовой устойчивости.

Для чего нужна блокировка дифференциала

Для выравнивания, уравновешивания крутящего момента полуосей необходимо нивелировать действие сателлитов либо добиться передачи его на ту полуось, которая является нагруженной – только так можно избежать остановки автомобиля. Особенно остро такая задача стоит перед полноприводными авто с колесной формулой 4Х4.

 Во-первых, они разработаны для езды в сложных дорожных условиях и по бездорожью, а во-вторых, стоит такой машине (которая, к слову, оборудована 3 дифференциалами) потерять сцепление с дорогой хотя бы в одной точке, крутящий момент на остальных трех колесах стазу же станет нулевым, и автомобиль тут же остановится.

Как уже говорилось выше, во избежание описанной ситуации используют блокировку (полную либо частичную, ручную или автоматическую). 

Отличным решением стали также самоблокирующиеся дифференциалы, которые автоматически распределяют крутящий момент с учетом угловых скоростей и значения этого самого крутящего момента на каждом из колес. 

Самым сложным с технической точки зрения, однако и самым эффективным вариантом решения описанной выше проблемы является блокировка, внедренная в новейшее на сегодняшний день изобретение – систему курсовой устойчивости. 

Специальный датчик контролирует необходимые параметры в процессе движения транспортного средства и корректирует его работу автоматически на основе полученных данных. Какое-либо участие водителя в этом процессе не требуется.

Заключение

Подводя итог, необходимо отметить, что главная задача дифференциала – обеспечение безопасности езды и создание условий для комфортного совершения маневров. Единственный недостаток – остановка машины в результате неравномерного распределения крутящего момента при движении в экстремальных условиях. Однако для решения данной проблемы были изобретены современные системы и конструктивные решения.

Так, если авто оснащено приводом ручной блокировки, привлекать его нужно лишь в соответствующей дорожной ситуации, а вот обычные, так называемые шоссейные машины эксплуатировать без дифференциала крайне опасно.

Как работает дифференциал

Поиск запроса «дифференциал автомобиля: принцип работы» по информационным материалам и форуму

Дифференциал (автомобиль) — это… Что такое Дифференциал (автомобиль)?

Устройство дифференциала(центральная часть)

Дифференциа́л — это механическое устройство, которое передает вращение с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга.

Назначение

В моделях автомобилей и картах ведущие колёса находятся на одной общей оси. Это нормально, когда автомобиль едет по прямой. Однако в повороте внутреннее колесо проходит меньший путь, чем внешнее, поэтому такая конструкция приводит к пробуксовке внутреннего колеса, что негативно сказывается на управляемости автомобиля, особенно при движении на больших скоростях. Для того, чтобы ведущие колёса вращались несинхронно, и применяется дифференциал.

Назначение дифференциала:

  • Передаёт крутящий момент с двигателя на ведущие колёса.
  • Служит дополнительной понижающей передачей.
  • Позволяет колёсам вращаться с разными угловыми скоростями (из-за этого дифференциал и получил своё название).

Расположение

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

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

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

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

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

Устройство

Дифференциал в разрезе

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

Проблема буксующего колеса

У обычного дифференциала, если одно из колёс находится на льду или в воздухе, крутиться будет именно это колесо (при этом второе колесо, стоящее на твёрдой земле, неподвижно; логичнее было бы передавать крутящий момент на него).

Аналогично, у гоночного автомобиля в повороте внутреннее колесо загружено слабее внешнего, поэтому на внешнее колесо передаётся недостаточный крутящий момент, в то время как внутреннее находится на грани пробуксовки.

Таким образом, проблема буксующего колеса ухудшает управляемость и проходимость автомобиля.

Способы решения проблемы буксующего колеса

Ручная блокировка дифференциала

По команде из кабины шестерни дифференциала блокируются, и колёса вращаются синхронно. Таким образом, дифференциал можно заблокировать на вязком грунте, и отключить блокировку на асфальте. Применяется в вездеходах и внедорожниках.

При езде на таких автомобилях нельзя включать блокировку, когда автомобиль движется. Также нужно знать, что крутящий момент, создаваемый мотором, настолько велик, что может сломать механизм блокировки или полуось. На заблокированном дифференциале можно ездить только на малых скоростях и только на труднопроходимой местности. Включенная блокировка, особенно в переднем мосту, отрицательно влияет на управляемость.

Электронное управление дифференциалом

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

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

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

Фрикционный самоблокирующийся дифференциал

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

Между ротором 2 и полуосью 4 сделан фрикцион (в зависимости от конструкции, фрикцион может быть на одной полуоси или на двух; на ходовые качества это не влияет). Когда автомобиль движется по прямой, ротор и полуось вращаются с одной и той же скоростью, и трения нет. Чем больше разность в скорости полуосей, тем выше сила трения.

Наиболее эффективный вид дифференциала, он требует периодического обслуживания и поэтому никогда не устанавливается на серийные машины (только на спортивные и тюнингованные).

Вязкостная муфта

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

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

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

Кулачковый/зубчатый самоблокирующийся дифференциал

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

Гидророторный самоблокирующийся дифференциал

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

DPS

Основная статья: Honda. Достоинства: работает автоматически, на хорошей дороге экономит бензин. Недостатки: ограниченная проходимость, сложность, ограничения на буксировку.

Гипоидные самоблокирующиеся дифференциалы

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

Есть ещё два типа дифференциалов, основанных на этом же свойстве: дифференциал типа Quaife и планетарный дифференциал.

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

Дифференциал Torsen

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

Конструкция дифференциала Торсен основана на червячных шестернях, вращающихся на различных осях. Каждая боковая шестерня является червячной шестерней с шлицевым соединением с выходными чашками. Внутри находится 2 или 3 набора планетарных червячных шестерен (называемых элементными шестернями), перпендикулярных к оси боковых шестерен. Каждый набор состоит из 2-х червячных шестерен, соединенных между собой посредством ведомых шестерен, и зацепленных с боковыми шестернями. Таким образом, две боковые шестерни соединены между собой посредством элементных червячных шестерен.

При изменении сцепления на колесе, давление между элементными шестернями и боковыми шестернями изменяется, вызывая контрвращение элементной пары, смещая вращающий момент на другую сторону. В отличие от других конструкций, датчики вращающего момента работают практически в любых условиях. Даже если колеса вращаются с различными скоростями (поворот, прохождение через ухабы), они тем не менее всегда получают вращающий момент основанный на сцеплении.

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Устройство и работа межосевого дифференциала автомобиля КамАЗ-5320

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

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

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

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

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

Устройство дифференциала — как он работает?

К сожалению, современные дороги далеко не всегда отличаются высоким качеством дорожного покрытия и автомобиль часто вынужден преодолевать всевозможные неровности. При таких условиях движения, а также на поворотах, размещенные на главной оси колеса, проходят разные расстояния. Что бы транспортное средство не проскальзывало по дороге, его колеса должны вращаться с разной скоростью. Именно этот условие и обеспечивается автомобильным дифференциалом. Более подробно о его назначении, расположении и устройстве мы Вам расскажем в данной статье.

1. Назначение дифференциала

Для начала немного истории. Появление первых дифференциалов, практически совпадает с изобретением самых двигателей внутреннего сгорания. А все дело в том, что первые автомобили, оборудованные таким двигателем, очень плохо поддавались управлению: при повороте транспортного средства, угловая скорость вращения двух колес одной оси была одинаковой, вызывая тем самым, пробуксовку одного колеса, которое перемещалось по внешнему, большему диаметру.

Решение возникшей проблемы не заставило себя долго ждать: разработчики и конструкторы машин с ДВС, просто позаимствовали дифференциал у популярных на то время паровых повозок. Данный механизм был изобретен французским инженером О. Пекке-Ромом в 1828 году и являл собой некое устройство, состоящее из валов и шестерней, с помощью которых выполнялась передача крутящего момента от мотора к ведущим колесам. Однако, полностью решить проблему — тогда не удалось.

После установки дифференциала на автомобиль, возникла еще одна неточность – колесо, утратившее сцепление с дорогой, также начало пробуксовывать. Как правило, это проявлялось при движении транспортного средства по обледеневшей дороге: когда колесо попадало на лед, и начинало вращаться намного быстрее нежели то, которое оставалось на грунте. В результате, автомобиль заносило, а водитель попросту терял управление.

Случившаяся неудача заставила инженеров-конструкторов задуматься над усовершенствованием имеющегося дифференциала, которое бы в такой ситуации, смогло обеспечить одинаковую скорость вращения обоих колес, без заноса транспортного средства. Первым ученным, который взялся за решение поставленной задачи, стал Ф.Порше. На разработку, тестирование и выпуск нового механизма с ограниченным проскальзыванием, ему понадобилось всего три года, после чего кулачковый дифференциал увидел мир (изначально устанавливался на первые Volkswagen).

В современном понимании, дифференциалом принято считать механизм, распределяющий крутящий момент входного вала между выходными полуосями главных (ведущих) колес, а на автомобилях с повышенной проходимостью, крутящий момент распределяется между двумя ведущими осями — передней и задней.

Дифференциал дает колесам возможность вращения с разной угловой скоростью, что позволяет проходить разный путь, без всякого проскальзывания по отношению к дорожному полотну. Проще говоря, приходящий на дифференциал 100% крутящий момент, может распределяться между ведущими колесами как в пропорции 50 х 50, так и в любой другой (к примеру, 60 х 40). К сожалению, иногда, пропорция может соответствовать значению и 100х0, указывающему на то, что одно колесо стоит, а другое буксует.

Описанный механизм является составляющей трансмиссии, которая, на классических и переднеприводных автомобилях, зачастую, представлена в виде сплошного блока, с имеющейся главной передачей, а на полноприводных внедорожниках встроена в раздаточную коробку. Крутящий момент, поступающий на свободный дифференциал, всегда делится поровну, не смотря на то, с какой скоростью вращаются ведущие колеса (или оси) – с одинаковой или с разной.

Когда транспортное средство перемещается по криволинейной дороге (например, при поворотах), колеса главной оси передвигаются по разным окружностям. Если выходить из соотношения с центром поворота машины, то внешнее колесо проходит сравнительно больший путь, чем колесо, оказавшееся размещенным на внутренней стороне. Чем круче поворот, тем больше будет заметна эта разница.

Проблема может возникнуть и при передвижении по прямой траектории, например, когда на автомобиле установлены ведущие колеса разного размера. Если их соединить жесткой осью, то станет ясно, что одно колесо крутиться быстрее, чем это нужно для преодоления заданного пути, а другое несколько отстает от его темпа, тоесть, крутится медленнее. В таких случаях, оба колеса будут испытывать повышенные нагрузки, а как следствие сильнее нагреваться и быстрее изнашиваться, что также приведет к увеличению расхода топлива. Более того, данный фактор отрицательно влияет на курсовую устойчивость транспортного средства, вызывая его занос или полный снос, особенно в холодную пору года, когда дорожное полотно, хоть немного, но покрывается коркой льда.

Исходя из описанной выше проблемы, становится понятно, что без компенсации разницы пути, проходимого ведущими колесами (осями) обойтись нельзя, а так как для этих целей используется дифференциал, то это делает его очень важной и необходимой составляющей частью конструкции автомобиля. В самом простом варианте, свободный дифференциал, способный уравнивать крутящие моменты (тяговые силы) обоих колес и если у них наблюдаются разные скорости вращения (линейного движения), то и мощности будут пропорциональны такой разнице. Колесо, которое крутится быстрее, расходует на это больше мощности, нежели то, которое имеет сравнительно низкую скорость вращения. Таким образом, главной задачей дифференциала есть обеспечение разной угловой скорости вращения ведущих колес, в условиях стабильно-постоянной передачи крутящего момента на оба колеса одной (ведущей) оси.

2. Расположение дифференциала

И так, мы уже выяснили, что дифференциал – это одна из основных частей конструкции трансмиссии. Теперь давайте рассмотрим, где же именно она устанавливается. В транспортном средстве, она может занимать одно из следующих расположений:

— в автомобиле, оснащенном задним приводом, дифференциал используется для привода ведущих колес и устанавливается в картере заднего моста;

— в переднеприводном транспортном средстве – размещается в коробке передач;

— в полноприводных машинах, может использоваться как для привода ведущих колес, так и для аналогичного привода мостов. В первом случае, дифференциал помещается в картер переднего и заднего мостов, а во втором – монтируется в раздаточную коробку.

С конструктивной точки зрения, дифференциал основывается на устройстве планетарного редуктора и в зависимости от вида зубчатой передачи, использующейся в нем, выделяют следующие типы данного элемента: конический дифференциал, червячный и цилиндрический.

Конический тип, в основном используется в качестве междуколесного дифференциала. Цилиндрический, как правило, занимает место между ведущими осями полноприводных автомобилей, а червячный дифференциал, принимая во внимание его универсальность, подходит для применения как между колесами, так и между осями.

Если в транспортном средстве имеется только одна ведущая ось, значит дифференциал располагается прямо на ней. Автомобили, где установлена сдвоенная ведущая ось, оборудуются двумя дифференциалами – по одному на каждой оси. Вездеходы, с возможностью отключения полного привода, также, имеют по одному дифференциалу на каждой оси. В последнем случае, для езды по дорогам, не рекомендуется использовать включенный полный привод. На транспортных средствах, оборудованных полным приводом, имеется три дифференциала: два на осях (по одному на каждой) и еще один межосевой, в задачу которого входит распределение крутящего момента между осями.

Если в автомобиле установлены три или четыре ведущие мосты (встречается на колесных формулах формула 6×6 или 8×8), к уже названным типам добавляется еще один – межтележечный дифференциал.

3. Как устроен дифференциал

На сегодняшний день, усовершенствованный конструкторами дифференциал, представлен в виде планетарной передачи, крутящий момент которой направляется от двигателя транспортного средства к корпусу самого дифференциала, проходя через кардан и коническую зубчатую передачу. В свою очередь, корпус элемента, посылает крутящий момент на шестерни, а уже от них он распределяется между полуосями.

Сцепление между полуосями и шестернями-сателлитами обладает двумя степенями свободы, что дает им возможность вращения с разными угловыми скоростями. Именно поэтому, получается, что дифференциал способствует разноскоростному вращению колес одной оси, предотвращая тем самым, их пробуксовку на поворотах. После изобретения полноприводных автомобилей, у них появились два, а чуть позже и три (включая межосевой) дифференциала, работа которых нацелена на разделение крутящего момента между ведущими осями.

К основным составляющим устройства дифференциала относят такие элементы:

Ведущий вал. Главная его задача — передача крутящего момента от коробки передач к началу самого дифференциала.

Главная (ведущая) шестерня ведущего вала. Небольшая деталь с косыми зубцами, представленная в форме конуса, которую используют для сцепления с механизмом дифференциала.

Коронная шестерня – это ведомая деталь, также имеющая форму конуса и приводящаяся в движение при помощи ведущей оси. Ведущая и ведомая шестерня (а именно так и называют коронную шестерню) являются главной передачей и служат последним этапом на пути к уменьшению скорости вращения, достигающего, в последствии, колес автомобиля. Коронная шестерня всегда меньше ведущей, а значит, последней придется выполнить намного больше оборотов, в то время как ведомая, сделает всего лишь один — кругом своей оси.

Шестерни полуосей являются последней ступенькой на пути передачи крутящего момента от ведущего вала к колесам.

Сателлиты. Как раз и представлены в виде планетарного механизма, осуществляющего ключевую задачу в вопросе обеспечения разной скорости вращения колес при повороте.

Полуоси – это валы, непосредственно соединяющие дифференциал и колеса.

Среди всего видового разнообразия дифференциалов, выделяют еще симметричные или несимметричные виды. Первый вид, обеспечивает передачу равносильного крутящего момента на каждое из колес и, обычно, дополняется главной передачей. Дифференциал второго вида, способствует выполненю передачи крутящего момента в разном соотношении и, как правило, применяется между приводными осями транспортного средства.

4. Неисправности дифференциала

Основные неисправности дифференциалов и главной передачи могут иметь следующий вид:

— износ крестовины или подшипников устройства;

— подтекание масла в местах соединения картера и заднего моста;

— износ или повреждение сальников.

Причин каждой поломки может быть несколько. Так, например, подтекание масла, чаще всего, вызвано износом уплотнителя, сальников карданных шарниров или ослаблением обоймы фланцевого сальника эластичной муфты.

Если Вы заметили повышение люфта, то скорее всего, причина кроется в износе соединений крестовины. Когда проблемы возникают в работе главной передачи, то при движении транспортного средства, в картере заднего моста, можно будет услышать небольшой характерный шум. Небольшие зазоры в подшипниках, легко устраняются посредством обычной регулировки, но если детали дифференциала и главной передачи сильно изношены, то ремонтные мероприятия здесь не помогут – их придется заменять новыми.

При длительной эксплуатации, на карданных передачах, довольно часто износу поддаются крестовины карданных валов. Степень изношенности их шипов определяется расстоянием между ними. При достижении размера меньше допустимого – крестовины подлежат замене. Также, в случае сильного износа или трещин (обломов) срочно нужно менять и вилки подшипника. Приваривается вилка путем использования электродуговой сварки, после чего, в среде углекислого газа, ее покрывают слоем флюса.

Есть на вале прогибы или нет, станет ясно в результате измерения радиального биения, выполняющегося при торце в вилках по всей длине и установке приспособлений с требуемым диаметром. Если в ходе диагностической части станет понятно, что исправность нельзя будет устранить, то придется менять вал полностью.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Дифференциалы автомобилей

Сто с лишним лет назад впервые нашел применение на транспорте механизм, называемый дифференциалом. Француз Л. Болле оснастил им в 1878 году свой паровой автомобиль «Манселль», а годом позже англичанин Д. Старлей применил дифференциал для трехколесного велосипеда. В дальнейшем этот механизм стал неотъемлемой принадлежностью автомобиля.

Рис 1. — Конический дифференциал автомобиля ГАЗ—51: 1 — ведомая шестерня; 2, 7 — коробка дифференциала; 3, 6 — полуосевые шестерни; 4 — сателлиты; 5 — крестовина (ось) сателлитов.

Ведущие колеса проходят при движении на повороте или по неровной дороге разные расстояния. Если оба колеса получают от двигателя вращение с одинаковой скоростью, то одно из них в таких условиях непременно будет проскальзывать. Установленный между колесами дифференциал позволяет им делать разное число оборотов. Он может иметь либо конические шестерни (рис. 1), как у большей части автомобилей, либо цилиндрические (рис. 2). Работают оба одинаково.

На повороте внутреннее колесо и связанная с ним через полуось дифференциальная шестерня 3 проходят меньший путь и вращаются медленнее. В свою очередь, сателлиты 4 перекатываются по замедлившей вращение шестерне 3 и вращаются вокруг своих осей. При этом они сообщают дополнительную скорость вращения другой дифференциальной шестерне 6 и внешнему колесу. Работа дифференциала характеризуется двумя свойствами, определяющими его достоинства и недостатки.

Рис 2. — Цилиндрический дифференциал (позиции те же, что и на рис. 1).

Первое свойство таково, что сумма оборотов дифференциальных шестерен (и связанных с ними полуосей) равна удвоенному числу оборотов дифференциальной коробки (или, иными словами, ведомой шестерни главной передачи). Это означает, что, когда одно колесо неподвижно, другое начинает вращаться вдвое быстрее. А если остановить машину трансмиссионным тормозом, то есть сообщить дифференциальной коробке нулевое число оборотов, полуоси (следовательно, и колеса) будут вращаться с одинаковой скоростью в разные стороны. Этим свойством пользуются опытные водители легковых автомобилей, чтобы развернуть машину на месте, не прибегая к помощи руля.

Второе свойство — распределение между дифференциальными шестернями (полуосями) поступающего к ним крутящего момента в заданном соотношении. В большей части конструкций он распределяется поровну, и подобные дифференциалы называют симметричными. Соотношение делают и иным — пропорциональным нагрузке на колеса. В этом случае дифференциал называют несимметричным. Такой механизм можно встретить на тяжелом мотоцикле «Днепр—12» с ведущим колесом коляски (соотношение 63 и 37%).

Вернемся к хорошо знакомому всем автомобилистам симметричному дифференциалу заднего ведущего моста. В силу второго свойства, когда одно из колес машины буксует и из-за отсутствия сцепления с грунтом не передает крутящего момента, механизм неумолимо сообщает другому колесу такой же, то есть нулевой момент. При этом свободное от нагрузки буксующее колесо быстро набирает обороты, а колесо, находящееся на твердом грунте, в соответствии с первым свойством механизма уменьшает свою скорость вращения и в конце концов останавливается.

Как видим, второе свойство дифференциала обусловливает большой недостаток, который ограничивает проходимость автомобиля. Для его устранения применяется блокировка действия дифференциала в момент начала буксования колеса.

Рис 3. — Механизм блокировки межосевого дифференциала автомобиля ВАЗ—2121: 1 — ведомый вал, связанный с ведомой шестерней дифференциала; 2 — подвижная зубчатая муфта; 3 — коробка дифференциала; 4 — зубчатый венец ведомого вала.

Ручная блокировка (рис. 3) осуществляется кулачковой или зубчатой муфтой 2, которая соединяет коробку 3 дифференциала и одну из дифференциальных шестерен и связанную с ней полуось 1. Однако, каким бы ни был привод блокирующего устройства (механический, пневматический, электрический), момент включения его определяется опытом и квалификацией водителя, который должен своевременно почувствовать начало буксования. Подчас после преодоления трудного участка он забывает или запаздывает выключить блокировку. Отсюда повышенные износ шин, расход топлива, дополнительные нагрузки на детали трансмиссии.

Сложнее и дороже автоматические блокирующие устройства, но за последнее время они получают все более широкое распространение. Среди десятков конструкций наиболее известны два типа самоблокирующихся механизмов — кулачковый и фрикционный.

Рис 4. — Самоблокирующийся кулачковый дифференциал автомобиля ГАЗ—66: 1 — ведомая шестерня; 2 — коробка дифференциала; 3 — шлицевая обойма правой полуоси; 4 — сухарик; 5 — шлицевая обойма левой полуоси; 6 — крышка коробки дифференциала.

В кулачковом самоблокирующемся дифференциале (рис. 4) два ряда сухариков 4 находятся в сепараторе, который связан с крышкой коробки дифференциала. Размещенные между обоймами 3 и 5, каждая из которых посредством шлицев соединена со своей полуосью ведущего моста, сухарики могут перемещаться в окнах сепаратора под действием кулачков на обоймах 3 и 5.

Во время прямолинейного движения машины крутящий момент передается через ведомую шестерню 1 на крышку 6 коробки дифференциала и связанный с ней сепаратор, далее — на сухарики 4. Сухарики заклиниваются (сечение А—А на рис. 4) между кулачками обойм 3 и 5 и передают на них и, следовательно, на полуоси крутящий момент.

Как только одно из колес (то есть одна из полуосей и обойм 3 и 5) начнет пробуксовывать или «забегать» на повороте, соответствующая обойма поворачивается относительно другой так (сечение Б—Б), что сухарики 4 свободно, без заклинивания располагаются между их кулачками. Крутящий момент не передается, и обе обоймы (значит и оба колеса) могут поворачиваться независимо одна от другой. В следующий момент взаимное расположение обойм изменяется, и сухарики заклиниваются между ними, вновь передавая крутящий момент. В этой конструкции на поворотах и при буксовании происходят попеременно пульсирующая передача крутящего момента и взаимное проворачивание колес. Такой механизм нередко можно встретить на автомобилях повышенной проходимости.

Рис 5. — Самоблокирующийся фрикционный дифференциал «Дана»: 1 — фланец на коробке дифференциала для крепления ведомой шестерни; 2, 7 — шкворни крестовины; 3 — фрикцион; 4 — коробка дифференциала; 5 — обойма фрикциона; 6 — полуосевая шестерня; 8 — ось пальцев крестовин.

Фрикционные самоблокирующиеся дифференциалы (рис. 5), большую часть которых выпускает фирма «Дана» (США), работают на другом принципе. При движении по прямой они функционируют как обычные дифференциалы с коническими шестернями. Как только на повороте или в начале пробуксовки одно из колес и связанная с ними полуосевая шестерня 6 начинают проворачиваться относительно другого колеса и шестерни, при вращении сателлитов дифференциала возникают направленные в противоположные стороны усилия. Поскольку крестовина дифференциала «Дана» состоит из двух независимых шкворней 2 и 7, то под действием этих усилий концы шкворней, перемещаясь в фигурных пазах коробки 1 дифференциала, отодвигаются один от другого. При этом через сателлиты и скользящие на шлицах полуосевые шестерни 5 они сжимают пакет фрикционных дисков 3. Каждый из двух пакетов выполняет роль блокировочной тормозной муфты, которая притормаживает полуосевую шестерню относительно коробки дифференциала тем больше, чем выше осевое усилие, создаваемое шкворнями. А оно, в свою очередь, пропорционально степени взаимного поворота полуосевых шестерен, то есть колес.

Такие самоблокирующиеся дифференциалы, относительно сложные и дорогостоящие, применяют на легковых машинах, а также на гоночных и раллийных автомобилях.

Рис 6. — Межколесный симметричный конический неблокируемый дифференциал автомобиля «Руссо-Балт-С24-30» 1911 года. Принципиально конструкция узла за 70 лет не претерпела изменений: 1 — ведомая коническая шестерня; 2 — сателлит; 3 — дифференциальная шестерня; 4 — крестовина; 5 — коробка дифференциала; 6 — полуось.

Все эти разнообразные дифференциалы, конические и цилиндрические, симметричные и несимметричные, блокируемые и неблокируемые, могут быть использованы на автомобилях в качестве и межколесных и межосевых. Пока речь у нас шла о межколесных, которые применяются очень давно, и их базовая конструкция (рис. 6) за последние 70 лет мало изменилась. Распространение внедорожных автомобилей со всеми ведущими колесами, трехосных грузовиков с колесной формулой 6X4 вызвало к жизни в 30-е годы так называемые межосевые дифференциалы, устанавливаемые в раздаточной коробке или в одном из ведущих мостов.

Для чего нужен межосевой дифференциал? На легковом автомобиле повышенной проходимости (ВАЗ—2121), трехосном грузовике с колесной формулой 6X4 (ЗИЛ—133Г1, КамАЗ—5320), трехосном внедорожном грузовике со всеми ведущими колесами (ЗИЛ-131, «Урал—375Д», «Урал—4320») ведущие мосты могут работать в разных по сцеплению колес с дорогой условиях, перекатываться через неровности, проходя в один и тот же момент разный по длине путь. Это означает, что возможны вращение колес одного ведущего моста относительно колес другого и их пробуксовка. Следовательно, в трансмиссию таких машин необходимо включать дифференциал между ведущими мостами так же, как и между ведущими колесами, и по тем же причинам предусмотреть устройство для их блокирования.

Рис 7. — Межосевой несимметричный цилиндрический блокируемый дифференциал лесовозного автомобиля МАЗ—501: 1 — вал привода переднего моста; 2 — шлицевая муфта блокировки; 3 — шлицевой хвостовик коробки дифференциала; 4 — дифференциальная шестерня привода переднего моста; 5 — ведомая шестерня, объединенная с коробкой дифференциала; 6 — дифференциальная шестерня привода заднего моста; 7 — вал привода заднего моста; 8 — сателлит.

Для четырехосного внедорожного автомобиля могут потребоваться семь дифференциалов (четыре межколесных, два между парами ведущих мостов и один центральный) с устройствами для их блокировки. Это усложняет конструкцию, и, естественно, нередко возникает компромиссное решение. На двух- и трехосных машинах в большинстве случаев применяется один межосевой дифференциал. У ВАЗ—2121 (см. рис. 3), ЗИЛ—133Г1, КамАЗ—5320 он симметричный. Что же касается таких машин, как двухосные лесовозы МАЗ—501 и МАЗ—509, то у них нагрузка на заднюю ведущую ось при буксировке стволов деревьев вдвое больше, чем на переднюю. Поэтому межосевой несимметричный дифференциал (рис. 7) делит между мостами крутящий момент в соотношении 2:1.

Обратимся к устройству межосевых дифференциалов ЗИЛ—133Г1 (рис. 8) и КамАЗ—5320 (рис. 9). Разные по конструктивному выполнению, они одинаковы по принципиальному решению. У обеих машин ведущими являются два задних моста, объединенных в тележку. От коробки передач крутящий момент поступает к среднему ведущему мосту, в который вмонтирован симметричный блокируемый конический межосевой дифференциал. В обоих случаях для блокировки служит зубчатая муфта 8.

У ЗИЛ—133Г1 (см. рис. 8) и ЗИЛ—133ГЯ крутящий момент поступает через ведущий вал 9 и сидящую на его шлицах крестовину на коробку 4 межосевого дифференциала. Сателлиты 2 распределяют крутящий момент поровну между дифференциальными шестернями 1 и 5. От первой вращение передается на цилиндрический редуктор среднего моста и затем к коническим шестерням главной передачи. От второй — через шлицевое сочленение на вал привода заднего моста, который имеет свой цилиндрический редуктор и главную передачу с коническими шестернями. При смещении муфты 8 вправо дифференциальная шестерня 1 зубчатым венцом жестко соединяется через ведущий вал 9 и крестовину 3 с дифференциальной коробкой 4.

Рис 8. — Межосевой симметричный блокируемый конический дифференциал автомобиля ЗИЛ—133ГЯ: 1 — дифференциальная шестерня привода среднего ведущего моста; 2 — сателлит; 3 — крестовина; 4 — коробка дифференциала; 5 — дифференциальная шестерня привода заднего ведущего моста; 6 — вал привода заднего ведущего моста; 7 — ведущая коническая шестерня главной передачи среднего моста; 8 — муфта блокировки; 9 — ведущий вал привода среднего и заднего мостов.

На КамАЗ—5320, КамАЗ—5410 и КамАЗ—5511 (см. рис. 9) от коробки передач крутящий момент поступает на ведущий вал 9 (составляющий одно целое с передней половиной коробки 4 межосевого дифференциала), далее через крестовину 3 и сателлиты 2 он распределяется между дифференциальными шестернями 1 и 5. Первая из них соединена шлицами с хвостовиком ведущей конической шестерни в главной передаче среднего ведущего моста. К межколесному дифференциалу и полуосям вращение передается от главной передачи через цилиндрический редуктор. На задний же ведущий мост вращение от шестерни 5 передается связанным с ней шлицами валом 6.

Блокируется межосевой дифференциал смещением влево зубчатой муфты 8. Надвигаясь на зубчатый венец коробки 4 дифференциала, муфта замыкает ее с дифференциальной шестерней 1 и передает крутящий момент на задний ведущий мост, минуя межосевой дифференциал.

Применение межосевого дифференциала позволяет улучшить условия работы ведущих мостов, уменьшить износ покрышек, обеспечить более высокие тяговые качества на скользких дорогах, повысить проходимость по грунту. Включать механизм его блокировки на грузовиках следует, только когда автомобиль остановлен или движется с малой скоростью. Выключать же можно на ходу. На легковых машинах блокировать дифференциал можно на любой скорости.

Рис 9. — Межосевой симметричный блокируемый конический дифференциал автомобиля КамАЗ—5320 (позиции те же, что и на рис. 8).

Дифференциальный механизм, как уже было сказано, давно известная конструкция. И тем не менее верно служит доныне, и из десятков тысяч запатентованных изобретений и авторских свидетельств на механизмы подобного назначения, появившихся с тех пор, лишь немногие выдерживают испытание на практике. Червячные самоблокирующиеся дифференциалы, обгонные роликовые муфты и другие устройства на некоторое время получали определенное распространение, но быстро становились достоянием истории. Совсем недавно увидела свет очередная новинка — «гидравлический дифференциал». Его устанавливают на американских легковых автомобилях «Игл» с обоими ведущими мостами в раздаточной коробке, где он играет роль самоблокирующегося межосевого дифференциала. Это — гидромуфта, соединяющая два ведомых элемента — карданные валы ведущих мостов. Муфта заполнена синтетической жидкостью, рецепт которой держится в секрете. Физические свойства жидкости таковы, что при относительном проскальзывании половин гидромуфты вязкость ее начинает пропорционально увеличиваться до тех пор, пока этот состав не загустеет настолько, что блокирует пробуксовку половин муфты. К сожалению, пока нет достоверных данных о поведении жидкости при значительных перепадах температур, ее способности просачиваться через сальники, стоимости. Поэтому при всей заманчивости применения «гидравлического дифференциала» преждевременно делать многообещающие выводы.

А. ЗУБАРЕВ, инженер («За Рулем» №10, 1981)

Литература

В. И. Анохин. Отечественные автомобили. 4-е издание. М., «Машиностроение», 1977, стр. 359-362, 381-383, 393-395, 403-415.
Д. Б. Бутенко. Тяжелые мотоциклы. Устройство и эксплуатация. М., Воениздат, 1976, стр. 117-122, 252.
И. В. Гринченко, Р. А. Розов и др. Колесные автомобили высокой проходимости. М., «Машиностроение», 1967, стр. 95-102.
Н. Н. Коротоношко. Автомобили высокой проходимости. М., Машгиз, 1957, стр. 87-116.
А. С. Литвинов, Р. В. Ротенберг, А. К. Фрумкин. Шасси автомобиля. М., Машгиз, 1963, стр. 170-178, 230-257.
Ю. Мацкерле. Автомобиль сегодня и завтра (перевод с чешского). М.,  «Машиностроение», 1980, стр. 65-67, 333-337.
И. И. Селиванов. Автомобили и транспортные гусеничные машины высокой проходимости. М., «Наука», 1967, стр. 33-40, 45-56.

Поделиться в FacebookДобавить в TwitterДобавить в Telegram

Дифференциал (механическое устройство) — Простая англоязычная Википедия, свободная энциклопедия

Дифференциал представляет собой механическое устройство, состоящее из нескольких шестерен. Он используется практически во всех механизированных четырехколесных транспортных средствах. Он используется для передачи крутящего момента от карданного вала к ведущим колесам. Его основная функция — позволить ведущим колесам вращаться с разной скоростью вращения, позволяя колесам проходить повороты, продолжая получать мощность от двигателя. [1]

  • Открытый дифференциал (OD) является наиболее распространенным типом.Он также является наименее дорогим. Открытый дифференциал позволяет автомобилю проходить повороты без волочения внешнего колеса. Однако мощность передается на колесо с наименьшим сцеплением с дорогой. Если это колесо находится на льду или другой скользкой поверхности, транспортное средство не будет двигаться вперед, а колесо с усилителем просто будет вращаться. В автомобилях с приводом на два колеса, если они имеют открытый дифференциал, они имеют только одно ведущее колесо. В полноприводных автомобилях с открытыми дифференциалами (обычно заводскими) только одно колесо на каждой оси приводит в движение автомобиль.Преимущества включают в себя редкое разрушение оси, меньший износ шин, и они бесплатны, поскольку большинство новых автомобилей поставляются с открытыми дифференциалами. [2]
  • Дифференциал повышенного трения (LSD) решает эту проблему. Используя ряд сцеплений (называемых пакетом сцеплений), LSD допускает ограниченное проскальзывание колес, сохраняя при этом мощность на оба ведущих колеса. [3] LSD популярны в гоночных автомобилях, так как часто они выходят из поворота и нуждаются в ускорении без потери мощности на одно ведущее колесо. [3]
  • Блокируемый дифференциал (блокировка) способен блокировать два ведущих колеса на оси вместе. Преимущество в том, что оба колеса всегда имеют мощность. Недостатком является то, что поворачивать намного сложнее, так как оба колеса должны вращаться с одинаковыми оборотами. Таким образом, большинство шкафчиков должны быть отключены при резких поворотах. Шкафчики также могут создать для водителя некоторые опасные ситуации. Например, при движении по склону (движение поперек), если одно ведущее колесо теряет сцепление с дорогой, оба теряют сцепление с дорогой, и автомобиль может скользить вниз по склону.Водителей часто предупреждают, чтобы они не пересекали склон, если поверхность рыхлая или скользкая. [4] Локеры могут включаться и выключаться механически, электронным способом (электронный шкафчик) или с помощью сжатого воздуха (воздушный шкафчик). Шкафчики желательны на внедорожниках, но обычно бесполезны на улицах и шоссе.
  • Катушка представляет собой открытый дифференциал, в котором оси механически скреплены друг с другом. [2] Это не позволяет ни одному из колес двигаться быстрее или медленнее на поворотах.Это дешево и практически не увеличивает вес автомобиля, но обычно ограничивается соревнованиями по бездорожью и ездой по бездорожью. [2] Нежелательны для езды по улице, т.к. будут «чирикать» шинами при прохождении поворотов. [2]

Торсен — тот же конечный эффект, что и ограниченное скольжение, но без сцепления или нерешительности сделать это

Что такое дифференциал в автомобиле и как он работает?

При повороте внешнее колесо движется дальше и быстрее, чем внутреннее.Потому что у него нет дифференциала. Дифференциал — это устройство, которое разделяет крутящий момент двигателя на две части, позволяя каждому выходу вращаться с разной скоростью. Однако ваш автомобиль имеет передний, задний, четырех- или полноприводный привод. Какой тип дифференциала у вас есть и даже сколько их, зависит от того, на чем вы ездите?

Что такое дифференциал?

Дифференциал представляет собой набор шестерен, который передает мощность двигателя на колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью на поворотах.

При переднем приводе (FWD) дифференциал находится рядом с коробкой передач внутри корпуса, и этот блок называется коробкой передач. При заднем приводе (RWD) дифференциал находится между задними колесами, связанным с трансмиссией карданным валом. Полноприводные (AWD) и полноприводные (4WD) автомобили добавляют межосевой дифференциал или раздаточную коробку для распределения мощности спереди и сзади.

Некоторые гибридные автомобили имеют «электронный» полный привод. В них используются электродвигатели для привода задних колес и вращения их быстрее или медленнее по мере необходимости на поворотах.

Дифференциал встречается на всех современных легковых и грузовых автомобилях, а также на многих полноприводных (постоянно полноприводных) автомобилях. Эти полноприводные автомобили нуждаются в дифференциале между каждым набором ведущих колес, а также между передними и задними колесами, потому что передние колеса проходят другое расстояние за поворот, чем задние колеса.

Полноприводные системы с неполным приводом не имеют дифференциала между передними и задними колесами; вместо этого они заблокированы вместе, так что передние и задние колеса должны вращаться с одинаковой средней скоростью.Вот почему эти автомобили трудно развернуть на бетоне при включенной системе полного привода.

Что такое автомобильный дифференциал?

Дифференциал — это коробка передач, которая находится между ведущими колесами вашего автомобиля. Если ваш автомобиль имеет систему полного привода, то он, скорее всего, имеет передний и задний дифференциал. Дифференциал работает с трансмиссией, чтобы передать мощность от двигателя к оси, которая вращает колеса.

Также помогает вашему автомобилю правильно поворачивать.Чтобы автомобиль мог поворачивать, внешние колеса должны вращаться быстрее внутренних. В дифференциале используются шестерни, позволяющие колесам вращаться с разной скоростью.

Как работает дифференциал в автомобиле?

Проще говоря, дифференциал — это система, передающая крутящий момент от двигателя к колесам. Дифференциал берет мощность от двигателя и распределяет ее так, чтобы колеса могли вращаться с разной скоростью. Поверните его за угол, и у вас не возникнет проблем, так как каждое колесо может вращаться независимо от другого.

Когда вы смотрите на полный современный дифференциал, он выглядит невероятно сложным.

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

Посмотрите это видео о двигателях Chevrolet, чтобы взглянуть на дифференциал в стиле ретро.

Теперь, когда мы познакомились с основами 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 км/ч. Вся эта сила пойдет по пути наименьшего сопротивления.

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

LSD позволяет свести к минимуму эту потерю привода. Система сцепления создает трение с каждой стороны оси, чтобы автомобиль мог перераспределять крутящий момент на каждое колесо, чтобы вы могли получить столько мощности, сколько необходимо.Если вы знаете, как поворачивать руль, вы можете управлять автомобилем, используя только силу, даже на повороте.

Как вы понимаете, весь дифференциальный механизм должен выдерживать огромную силу. Это лишь одна из причин, по которой эти компоненты изготовлены из самых прочных материалов. Никаких соломинок и крышек от молочных бутылок.

Дифференциалы должны быть очень прочными. Когда автомобили были медленнее и менее требовательны, можно было обойтись более дешевыми металлами. Это просто уже не так.

Даже самые простые современные автомобили могут комфортно двигаться со скоростью более 150 км/ч и безопасно проходить повороты на относительно высоких скоростях. Высококачественные компоненты больше не предназначены для гоночных трасс.

Детали дифференциала

. болты зубчатого венца

  • комплекты принудительной и внутренней шестерни
  • корпуса держатели
  • Это лишь некоторые из компонентов, имеющихся на складе.У нас даже есть бывшие в употреблении детали для большинства дифференциальных приложений.
  • Приводная шестерня : эта деталь передает мощность на зубчатый венец от приводного вала.
  • Корпус дифференциала в сборе : эта часть удерживает зубчатый венец вместе с другими компонентами, которые приводят в движение заднюю ведущую ось.
  • Зубчатый венец : эта секция передает мощность на предыдущую часть, которая представляет собой блок корпуса дифференциала.
  • Задние ведущие мосты : это стальные валы, которые передают крутящий момент от корпуса дифференциала в сборе к ведущим колесам.
  • Корпус моста : это металлический корпус, который закрывает задние мосты, а также поддерживает задний мост в сборе.
  • Подшипники задней оси : это шариковые подшипники, которые устанавливаются между корпусом оси и осями.
  • Боковые шестерни : эти шестерни помогают обоим колесам вращаться независимо друг от друга при повороте.
  • Типы дифференциалов в легковых и грузовых автомобилях

    Между автомобилями используются четыре распространенных дифференциала: открытые, с блокировкой, с ограниченным проскальзыванием и с вектором крутящего момента.

    Вот четыре типа дифференциалов:

    • Открытый дифференциал — Этот тип дифференциала часто встречается в семейных седанах и автомобилях эконом-класса. Он разделяет крутящий момент двигателя на два выхода энергии, чтобы колеса могли вращаться с разной скоростью. Если одна шина потеряет сцепление с дорогой, другая потеряет способность поддерживать сцепление с дорогой.
    • Блокируемый дифференциал — иногда также известный как сварной дифференциал, этот дифференциал соединяет колеса, поэтому они вращаются с одинаковой скоростью.Обычно это немного затрудняет поворот. Транспортные средства, которые используют этот тип, представляют собой полноразмерные грузовики и Jeep Wrangler.
    • Дифференциал повышенного трения . Предлагая лучшее из обоих миров, дифференциал повышенного трения работает как открытый дифференциал до тех пор, пока не произойдет проскальзывание, после чего дифференциал автоматически блокируется. Этот тип встречается в таких автомобилях, как Nissan 370Z и Mazda MX-5 Miata.
    • Управление вектором крутящего момента — Используемый в BMW X5 M или Lexus RC F, дифференциал с вектором крутящего момента использует дополнительные зубчатые передачи для передачи определенного количества крутящего момента на каждое колесо для дополнительного контроля на поворотах.

    1. Открытый дифференциал

    Этот тип дифференциала является самым простым и допускает только изменение скорости или проскальзывания отдельных колес, но не более того. В оптимальных дорожных условиях это позволяет внешнему колесу вращаться быстрее, чем внутреннему. Проблема возникает, когда дорожные условия не идеальны, например, на мокром асфальте, льду, снегу или гравии.

    При открытом дифференциале крутящий момент двигателя все равно передается, даже если колесо имеет нулевое сцепление с дорогой, так что пробуксовывающая шина будет просто крутиться и никуда не денется.

    Открытые дифференциалы сегодня используются в большинстве транспортных средств, поэтому, вообще говоря, стоимость ремонта дифференциала меньше, чем других типов дифференциалов (при той же оси).

    2. Самоблокирующийся дифференциал

    В идеальных дорожных условиях самоблокирующийся дифференциал действует так же, как открытый дифференциал, и передает крутящий момент независимо на каждое колесо.

    Но при резком прохождении поворотов или резком ускорении, когда открытый дифференциал, как правило, вызывает проскальзывание шины, дифференциал повышенного трения предотвращает передачу нормального крутящего момента на проскальзывающую шину (та, которая имеет наименьшее сопротивление).

    Это достигается за счет использования муфт и пластин внутри дифференциала. Это позволяет автомобилю преодолевать повороты, с которыми автомобиль с открытым дифференциалом сталкивался бы с трудностями. Гоночные автомобили и другие автомобили с высокими характеристиками (а также некоторые внедорожники) используют дифференциалы повышенного трения.

    3. Блокируемый дифференциал

    В блокируемых дифференциалах, используемых во многих внедорожниках и некоторых спортивных автомобилях, используются муфты и пружины для активации блокировки, которая передает одинаковую мощность на каждое колесо независимо от ситуации с тягой.По сути, это создает фиксированную ось.

    Преимущество заключается в способности заблокированного дифференциала увеличивать тяговое усилие, поскольку полный крутящий момент всегда доступен для колеса и не ограничивается более низким сцеплением одного колеса.

    На более высоких скоростях это минус, но на бездорожье или скалолазании это большое преимущество.

    4. Дифференциал с вектором крутящего момента

    Самый сложный и совершенный тип дифференциала, дифференциал с вектором крутящего момента использует набор датчиков и электроники для получения данных от различных вещей (дорожное покрытие, положение дроссельной заслонки, система рулевого управления и т. д.).) для включения муфт с электронным управлением и контроллера.

    Также известные как активные дифференциалы, они работают наиболее эффективно, что обеспечивает по-настоящему динамичное и динамичное вождение. Дифференциалы с вектором крутящего момента можно найти в некоторых высокопроизводительных заднеприводных и полноприводных автомобилях.

    Часто задаваемые вопросы.

    Что такое дифференциал?

    При повороте внешнее колесо движется дальше и быстрее, чем внутреннее. Дифференциал представляет собой набор шестерен, которые передают мощность двигателя на колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью на поворотах.

    При переднем приводе (FWD) дифференциал находится рядом с коробкой передач внутри корпуса, и этот блок называется коробкой передач. При заднем приводе (RWD) дифференциал находится между задними колесами, связанным с трансмиссией карданным валом. Полноприводные (AWD) и полноприводные (4WD) автомобили добавляют межосевой дифференциал или раздаточную коробку для распределения мощности спереди и сзади.

    Некоторые гибридные автомобили имеют «электронный» полный привод. В них используются электродвигатели для привода задних колес и вращения их быстрее или медленнее по мере необходимости на поворотах.

    Что такое дифференциальная коробка передач?

    Дифференциальная передача в автомобильной механике, механизм передачи, который позволяет передавать мощность от двигателя на пару ведущих колес, распределяя усилие поровну между ними, но позволяя им следовать по траекториям разной длины, например, при повороте на повороте или перемещении неровная дорога.

    Что такое дифференциал в автомобиле?

    Дифференциал представляет собой коробку передач, которая находится между ведущими колесами вашего автомобиля .Если у вашего автомобиля полноприводная система, то, скорее всего, у него есть передний и задний дифференциалы. Дифференциал работает с трансмиссией, чтобы передать мощность от двигателя к оси, которая вращает колеса.

    Из каких частей состоит дифференциал?

    Детали дифференциала:

    • Комплекты подшипников
    • Отдельные уплотнения и подшипники
    • Комплекты колец и шестерен
    • Оси полуосей комплекты внутреннего редуктора
    • Держатели корпуса
    • Это лишь некоторые из компонентов, имеющихся на складе.У нас даже есть бывшие в употреблении детали для большинства дифференциальных приложений.

    Какие существуют типы дифференциалов?

    В автомобилях используются четыре общих дифференциала: открытые, блокируемые, с ограниченным проскальзыванием и с вектором крутящего момента.

    Дифференциал такой же, как коробка передач?

    В автомобилях с передним приводом коленчатый вал двигателя и валы коробки передач, как правило, расположены поперечно, а шестерня на конце промежуточного вала коробки передач и дифференциала заключены в тот же корпус, что и коробка передач.На каждое колесо установлены отдельные карданные валы.

    Какова функция дифференциала в транспортных средствах?

    Дифференциал работает с трансмиссией для передачи мощности от двигателя на ось, которая вращает колеса. Это также помогает вашему автомобилю поворачивать правильно. Чтобы автомобиль мог поворачивать, внешние колеса должны вращаться быстрее внутренних.

    Как работает дифференциал в автомобиле?

    Что произойдет, если не использовать дифференциал?

    Если бы на оси не было дифференциала, оба колеса вращались бы с одинаковой скоростью.Следовательно, они будут иметь тенденцию преодолевать одинаковое расстояние друг с другом, что приведет к тенденции идти по прямой линии. Автомобиль с задним приводом толкал бы передние колеса, а их шины беспомощно скользили.

    Что такое дифференциальное объяснение?

    Дифференциал представляет собой систему шестерен, которая позволяет различным ведущим колесам (колесам, на которые передается мощность от двигателя) на одной оси вращаться с разными скоростями, например, при повороте автомобиля.

    Где дифференциал?

    Дифференциал находится между колесами, где приводной вал соединяется с осью. В зависимости от того, является ли ваш автомобиль переднеприводным, заднеприводным или полноприводным, дифференциал находится на передней, задней или обеих осях. Помимо дифференциалов, полноприводные автомобили имеют раздаточную коробку.

    Сколько существует типов дифференциалов?

    Существует четыре типа автомобильных дифференциалов, и сегодня сертифицированные ASE технические специалисты компании Christian Brothers Automotive Independence расскажут о них.Наши специалисты расскажут о различных типах автомобильных дифференциалов и о том, чего ожидать от каждого из них.

    Где используется дифференциал?

    Дифференциальная передача в автомобильной механике, механизм передачи, который позволяет передавать мощность от двигателя на пару ведущих колес, распределяя усилие поровну между ними, но позволяя им следовать по траекториям разной длины, например, при повороте на повороте или перемещении неровная дорога.

    У всех автомобилей есть дифференциалы?

    Все автомобили имеют либо передний дифференциал, либо задний дифференциал как часть моста в сборе.Переднеприводная машина будет иметь передний дифференциал, а заднеприводная – задний дифференциал. Если у автомобиля полный привод, то он может иметь как передний, так и задний дифференциалы.

    Сколько стоит замена дифференциала?

    Если нужны новые шестерни, цена может быть не менее 1500 долларов. Переходя к наихудшему сценарию, если дифференциал не подлежит ремонту, вам потребуется полностью заменить компонент. Вы можете ожидать, что замена заднего дифференциала будет стоить до 4000 долларов.

    Есть ли у автомобилей с автоматической коробкой передач дифференциал?

    Нередко специалисты по автоматическим коробкам передач или коробкам передач также работают над дифференциалами, поскольку компоненты выполняют аналогичную задачу: коробка передач или коробка передач адаптируют мощность двигателя к подходящей скорости и крутящему моменту, которые должны передаваться на колеса.

    Как выглядит дифференциал?

    Что произойдет, если дифференциал выйдет из строя?

    Когда задний дифференциал выходит из строя, это может вызвать вибрацию, шум и утечки жидкости, которые влияют на ускорение и управляемость автомобиля.Водитель должен проконсультироваться с сертифицированным механиком, чтобы устранить неисправность заднего дифференциала и предотвратить дальнейшее повреждение систем управления автомобилем.

    Как я узнаю, что мой дифференциал выходит из строя?

    Одним из наиболее очевидных признаков является громкий жужжащий звук, который возникает, когда ваш автомобиль замедляется. Вы также можете услышать вой или визг при ускорении. Это может быть признаком плохого дифференциала.

    Как узнать, что у вас плохой дифференциал?

    Симптомы неисправности заднего дифференциала

    • Вибрации .Плохой дифференциал может вызвать вибрации, интенсивность которых увеличивается при увеличении скорости и уменьшается при замедлении.
    • Шлифовальные шестерни. Шлифовальные шестерни — еще один важный признак того, что ваш дифференциал выходит из строя и что шестерни изнашиваются.
    • Скулящие звуки.

    Может ли автомобиль ездить без дифференциала?

    Если бы на оси не было дифференциала, оба колеса вращались бы с одинаковой скоростью. Следовательно, они будут иметь тенденцию преодолевать одинаковое расстояние друг с другом, что приведет к тенденции идти по прямой линии.Автомобиль с задним приводом толкал бы передние колеса, а их шины беспомощно скользили.

    Является ли передний дифференциал таким же, как трансмиссия?

    При переднем приводе (FWD) дифференциал находится рядом с коробкой передач внутри корпуса, и этот блок называется коробкой передач. При заднем приводе (RWD) дифференциал находится между задними колесами, связанным с трансмиссией карданным валом.

    Зачем автомобилям дифференциалы?

    В автомобилях и других колесных транспортных средствах дифференциал позволяет внешнему ведущему колесу вращаться быстрее внутреннего ведущего колеса во время поворота.Это необходимо, когда автомобиль поворачивает, заставляя колесо, движущееся за пределами кривой поворота, катиться дальше и быстрее, чем другое.

    Является ли дифференциал тем же самым, что и задняя часть?

    Дифференциал является частью переднего и/или заднего моста в сборе. Ось — это центральный вал, вокруг которого вращаются колеса автомобиля.

    Сколько стоит обслуживание заднего дифференциала?

    Это легкие ремонтные работы, которые будут стоить от 200 до 400 долларов США в зависимости от марки и модели вашего автомобиля.Но если у вас есть более серьезные повреждения дифференциала, которые требуют его демонтажа или капитального ремонта, то вы рассчитываете на затраты на ремонт от 400 до 800 долларов.

    Что происходит, когда выходит из строя задний дифференциал?

    Обычно дифференциал начинает издавать странные звуки, когда выходит из строя или выходит из строя подшипник. Вы услышите жужжание, скулящий шум, рычащий шум или воющий шум.

    Вы можете починить задний дифференциал?

    Полная замена заднего дифференциала включает замену корпуса, шестерен, подшипников и уплотнений.Среднее время, затрачиваемое сертифицированным механиком на ремонт дифференциала в мастерской, обычно составляет от трех до пяти часов. Восстановление коммерческого автомобиля кем-то без предварительного опыта может занять гораздо больше времени.

    Как долго служат дифференциалы?

    Обслуживание заднего дифференциала заключается в снятии крышки заднего дифференциала, очистке корпуса дифференциала от старой жидкости, повторной герметизации крышки и добавлении чистой жидкости. После замены жидкости заднего дифференциала большинство автомобилей проезжают от 20 000 до 40 000 миль, прежде чем она снова наступит.

    Как звучит плохой дифференциал?

    Наиболее распространенным звуком неисправного дифференциала является скулящий шум. Это часто происходит из-за плохой смазки внутри дифференциала, а это означает, что существует большая вероятность того, что жидкость дифференциала протекает. Если вы обнаружите красноватую жидкость под дифференциалом, это, безусловно, утечка.

    СВЯЗАННЫЕ ПОСТЫ

    Что такое дифференциал? | УТИ

    1) UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

    2) Для получения информации о результатах программы и другой информации посетите сайт www.uti.edu/disclosures.

    3) Приблизительно 8000 из 8400 выпускников UTI в 2019 году были готовы к работе. На момент составления отчета около 6700 человек были трудоустроены в течение одного года после выпуска, что в общей сложности составляет 84%. Эта ставка не включает выпускников, недоступных для трудоустройства в связи с продолжающимся образованием, военной службой, состоянием здоровья, лишением свободы, смертью или статусом иностранного студента.В рейтинг входят выпускники, прошедшие программы повышения квалификации для производителей, и лица, занятые на должностях которые были получены до или во время обучения в области ИМП, при этом основные должностные обязанности после его окончания совпадают с образовательными и учебными целями программы. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

    5) Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставляемое обучение, в первую очередь в качестве техников для автомобилей, дизельных двигателей, ремонта после столкновений, мотоциклов и морских техников.Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от в качестве техника, например: помощник по запчастям, автор услуг, производитель, покраска и подготовка к покраске, а также владелец / оператор магазина. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

    6) Достижения выпускников УТИ могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату.ИМП это учебное заведение и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

    7) Для прохождения некоторых программ может потребоваться более одного года.

    10) Финансовая помощь, стипендии и гранты доступны тем, кто соответствует требованиям. Награды различаются в зависимости от конкретных условий, критериев и штата.

    11) См. сведения о программе, чтобы узнать о требованиях и условиях, которые могут применяться.

    12) На основе данных, собранных Бюро статистики труда США, прогнозы занятости (2016–2026 гг.), www.bls.gov, просмотрено 24 октября 2017 г. Прогнозируемое количество вакансии по классификации должностей: Техники и механики по обслуживанию автомобилей, 75 900; Специалисты по механике автобусов и грузовиков и дизельным двигателям, 28 300 человек; Кузовные и смежные ремонтные мастерские, 17 200. Вакансии включают вакансии в связи с ростом и чистые замены.

    14) Программы поощрения и права сотрудников определяются работодателем и доступны в определенных местах. Могут действовать особые условия.Поговорите с потенциальными работодателями, чтобы узнать больше о программах, доступных в вашем регионе.

    15) Оплачиваемые производителем программы повышения квалификации проводятся UTI от имени производителей, которые определяют критерии и условия приемки. Эти программы не являются частью аккредитации UTI. Программы доступны в некоторых местах.

    16) Не все программы аккредитованы ASE Education Foundation.

    20) Пособия по программе VA могут быть доступны не во всех кампусах.

    21) GI Bill® является зарегистрированным товарным знаком США.С. Департамент по делам ветеранов (ВА). Дополнительную информацию о льготах на образование, предлагаемых VA, можно найти на официальном сайте правительства США.

    22) Грант Salute to Service предоставляется всем ветеранам, имеющим на это право, во всех кампусах. Программа Yellow Ribbon утверждена в наших кампусах в Эйвондейле, Далласе/Форт-Уэрте, Лонг-Бич, Орландо, Ранчо Кукамонга и Сакраменто.

    24) Технический институт NASCAR готовит выпускников для работы в качестве автомехаников начального уровня.Выпускники, изучающие факультативы, посвященные NASCAR, также могут иметь возможность трудоустройства в отраслях, связанных с гонками. Из выпускников 2019 года, сдавших факультативы, примерно 20% нашли возможности, связанные с гонками. Общий уровень занятости в NASCAR Tech в 2019 году составил 84%.

    25) Ориентировочная медианная годовая заработная плата техников и механиков по обслуживанию автомобилей по данным Бюро статистики труда США по профессиональной занятости и заработной плате, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.Достижения выпускников UTI могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Зарплата начального уровня ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставляемое обучение, в первую очередь в качестве автомобильных техников. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от техников, таких как сервисный писатель, инспектор смога и менеджер по запчастям.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве техников и механиков по обслуживанию автомобилей в Содружестве Массачусетс (49-3023), составляет от 32 140 до 53 430 долларов США (Массачусетс Labour and Workforce Development, данные за май 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированных автомобильных техников в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов.59. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 14,55 и 11,27 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, Профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г. Техники и механики автомобильного обслуживания, просмотрено 2 июня 2021 г.) Статистика занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 г.UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Зарплата начального уровня ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставляемое обучение, в первую очередь в качестве техников-сварщиков. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, таких как инспектор и контроль качества.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих сварщиками, резчиками, паяльниками и сварщиками в Содружестве Массачусетса (51-4121), составляет от 36 160 до 50 810 долларов США (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, май Данные за 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасового заработка средних 50% квалифицированных сварщиков в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов.28. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 16,97 и 14,24 доллара соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г. Welders, Cutters, Solderers, and Brazers, просмотрено 2 июня 2021 г.)

    27) Не включает время, необходимое для прохождения квалификационной предварительной программы 18 недель плюс дополнительные 12 недель или 24 недели обучения для конкретного производителя, в зависимости от производителя.

    28) Ориентировочная средняя годовая заработная плата специалистов по ремонту автомобильных кузовов и связанных с ними ремонтных мастерских согласно данным Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Зарплата начального уровня ниже.Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников по ремонту после столкновений. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, например, оценщик, оценщик и инспектор. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве ремонтников автомобильных кузовов и связанных с ними автомобилей (49-3021) в Содружестве Массачусетс, составляет от 30 400 до 34 240 долларов США (Развитие труда и рабочей силы Массачусетса, данные за май 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасового заработка средних 50% квалифицированных техников по ДТП в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 23,40 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 17,94 и 13,99 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Automotive Body and Related Repairers, просмотрено 2 июня 2021 г.)

    29) Ориентировочная средняя годовая заработная плата механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям в отчете Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. UTI является образовательным учреждения и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату.Зарплата начального уровня ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставляемое обучение, в первую очередь в качестве техников-дизелистов. Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от должности техника по дизельным грузовикам, например, техник по техническому обслуживанию, техник по локомотивам и техник по морским дизельным двигателям. Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям (49-3031) в штате Массачусетс, составляет от 32 360 до 94 400 долларов США (Massachusetts Labor and Workforce Development, Данные за 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированных дизельных техников в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 23,20 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 19,41 и 16,18 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Механики автобусов и грузовиков и специалисты по дизельным двигателям, просмотрено 2 июня 2021 г.)

    30) Ориентировочная средняя годовая заработная плата механиков мотоциклов в отчете Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. MMI является образовательным учреждением и не может гарантировать занятость или заработную плату. Достижения выпускников ММИ могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату.Зарплата начального уровня ниже. Программы MMI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставляемого обучения, в первую очередь в качестве техников по мотоциклам. Некоторые выпускники MMI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от техников, например, автор услуг, техническое обслуживание оборудования и помощник по запчастям. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средняя годовая заработная плата начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков мотоциклов (49-3052) в Содружестве Массачусетс, составляет 30 660 долларов США (Развитие труда и рабочей силы Массачусетса, данные за май 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://лми.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасового заработка средних 50% квалифицированных специалистов по ремонту мотоциклов в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 15,94 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 12,31 и 10,56 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Мотоциклетная механика, просмотрено 2 июня 2021 г.)

    31) Расчетная средняя годовая заработная плата механиков моторных лодок и техников по обслуживанию в отчете Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. MMI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или зарплата. Достижения выпускников ММИ могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату.Зарплата начального уровня ниже. Программы MMI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставляемого обучения, в первую очередь в качестве морских техников. Некоторые выпускники MMI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от техников, например, по обслуживанию оборудования, инспектору и помощнику по запчастям. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков моторных лодок и техников по обслуживанию (49-3051) в Содружестве Массачусетс, составляет от 32 760 до 42 570 долларов США (Развитие труда и рабочей силы Массачусетса, данные за май 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированного морского техника в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 18,61 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 15,18 и 12,87 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Механики моторных лодок и техники по обслуживанию, просмотрено 2 июня 2021 г.)

    33) Курсы различаются в зависимости от кампуса. Для получения подробной информации свяжитесь с представителем программы в кампусе, в котором вы заинтересованы.

    34) Расчетная медианная годовая заработная плата операторов станков с числовым программным управлением в отчете Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут различаться.Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Зарплата начального уровня ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников по обработке с ЧПУ. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от техников, таких как оператор станков с ЧПУ, ученик машиниста и инспектор по обработанным деталям.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средняя годовая заработная плата начального уровня для лиц, работающих в качестве операторов станков с компьютерным управлением по металлу и пластмассе (51-4011) в Содружестве Массачусетса, составляет 35 140 долларов США (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, май 2020 г.). данные, просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированных станков с ЧПУ в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов.24. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 16,56 и 13,97 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г. Операторы станков с числовым программным управлением, просмотрено 2 июня 2021 г.)

    36) Учащиеся, обучающиеся по некоторым программам UTI, имеют право подать заявку на раннее трудоустройство. Программа. Участвующие работодатели свяжутся с отобранными кандидатами для проведения собеседований.Решения о найме, удержании сотрудников и компенсации принимаются исключительно потенциальным работодателем. Участие работодателей и детали программы могут быть изменены. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с Career Services. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

    37) Курсы Power & Performance не предлагаются в Техническом институте NASCAR. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Для получения информации о результатах программы и другой раскрытой информации посетите сайт www.uti.edu/раскрытия.

    38) Бюро трудовой статистики США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость в стране по каждой из следующих профессий составит: Техники и механики автомобильного обслуживания, 705 900 человек; Сварщики, резчики, паяльщики и паяльщики — 452 400 человек; Автобус и грузовик Специалисты по механике и дизельным двигателям — 296 800 человек; Кузовные и связанные с ними ремонтные мастерские — 161 800; и операторы станков с числовым программным управлением, 154 500 человек. См. Таблицу 1.2. Занятость по профессиям, 2020 г. и прогноз на 2030 г., США.S. Бюро статистики труда, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

    39) Повышение квалификации доступно для выпускников только при наличии курса и свободных мест. Студенты несут ответственность за любые другие расходы, такие как плата за лабораторные работы, связанные с курсом.

    41) Бюро статистики труда США прогнозирует ежегодное открытие в среднем 69 000 вакансий в период с 2020 по 2030 год для специалистов по обслуживанию автомобилей и механиков.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. таблицу 1.10 Профессиональные увольнения и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI — это образовательное учреждение. и не может гарантировать занятость или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

    42) Бюро статистики труда США прогнозирует ежегодное открытие в среднем 49 200 вакансий для сварщиков, резчиков, паяльников и сварщиков в период с 2020 по 2030 год.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. таблицу 1.10 Профессиональные увольнения и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI — это образовательное учреждение. и не может гарантировать занятость или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

    43) Согласно прогнозам Бюро статистики труда США, для механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям в период с 2020 по 2030 год ежегодно будет открываться в среднем 28 100 вакансий.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. Таблицу 1.10. Увольнения по профессиям и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. учреждения и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

    44) Бюро статистики труда США прогнозирует ежегодное открытие в среднем 15 200 вакансий в период с 2020 по 2030 год в сфере кузовного ремонта и связанных с ними ремонтных мастерских.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. Таблицу 1.10. Профессиональные увольнения и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI — это образовательное учреждение. и не может гарантировать занятость или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

    45) Согласно прогнозам Бюро статистики труда США, для операторов станков с числовым программным управлением в период с 2020 по 2030 год ежегодно будет открываться в среднем 16 500 вакансий.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. Видеть Таблица 1.10. Увольнения по профессиям и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. учреждения и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

    46) Учащиеся должны поддерживать минимальный средний балл 3,5 и посещаемость 95%.

    47) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость техников и механиков автомобильного обслуживания в стране составит 705 900 человек.См. Таблицу 1.2. Занятость по роду занятий, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

    48) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость в стране для механиков автобусов и грузовых автомобилей и специалистов по дизельным двигателям составит 296 800 человек. У.S. Бюро статистики труда, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

    49) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 г. общая занятость в автомобильных кузовных и смежных ремонтных мастерских составит 161 800 человек. Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.Обновлено в ноябре 18, 2021.

    50) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость сварщиков, резчиков, паяльщиков и сварщиков в стране составит 452 400 человек. Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено в ноябре 18, 2021.

    51) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость операторов станков с числовым программным управлением в стране составит 154 500 человек.См. Таблицу 1.2. Занятость по роду занятий, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

    52) Бюро статистики труда США прогнозирует среднегодовое количество вакансий по стране в каждой из следующих профессий в период с 2020 по 2030 год: техников и механиков по обслуживанию автомобилей, 69 000; Механика автобусов и грузовиков и дизельный двигатель Специалисты — 28 100 человек; и сварщики, резчики, паяльщики и паяльщики — 49 200 человек.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. Таблицу 1.10 Увольнения и вакансии, прогнозируемые на 2020–2030 годы, Бюро США. of Labor Statistics, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 года. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Утверждено 18 ноября 2021 г.

    53) Бюро статистики труда США прогнозирует, что общая занятость в стране по каждой из следующих профессий к 2030 г. составит: Техники и механики автомобильного обслуживания, 705 900; Сварщики, резчики, паяльщики и паяльщики — 452 400 человек; Автобус и грузовик Специалисты по механике и дизельным двигателям, 296 800 человек.См. Таблицу 1.2. Занятость по профессиям, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

    Универсальный технический институт штата Иллинойс, Inc. одобрен Отделом частного бизнеса и профессиональных школ Совета высшего образования штата Иллинойс.

    Что такое дифференциал автомобиля и почему это важно?

     Добавлено 27 февраля 2018 г.  Колесо новостей автомобильная терминология , определяющая лексика , определения , дифференциал , трансмиссия , дифференциал повышенного трения Quaife

    Нет комментариев

    Существует целый словарь технической лексики, относящейся к машине, которой вы ежедневно управляете, — терминов, которые большинство людей слышат, но понятия не имеют, что они означают.Одним из таких важных, но упускаемых из виду терминов является дифференциал автомобиля. Давайте разберемся, что означает этот термин и как он работает.


    Ответы на дополнительные вопросы по обслуживанию : От масла до тормозов – в этом руководстве часто задаваемых вопросов рассматриваются все вопросы


    Понимание функции и важности дифференциала

    Согласно Merriam-Webster, дифференциал определяется как «узел шестерни трансмиссии, соединяющий два коллинеарных вала или оси (например, задние колеса автомобиля) и позволяющий одному валу вращаться быстрее, чем другому.Проще говоря, это означает, что дифференциал — это устройство, которое берет мощность двигателя и разделяет ее, позволяя противоположным колесам вращаться с разной скоростью. Механически дифференциал состоит из входа ведущего вала и двух колесных выходов.

    Существует три основных типа дифференциалов:

    • Открытый дифференциал: разделяет крутящий момент на разные скорости (наиболее распространенный тип)
    • Блокируемый дифференциал: позволяет колесам вращаться с той же скоростью при блокировке (в основном в грузовиках)
    • Дифференциал повышенного трения: блокируется при пробуксовке колес (в некоторых спортивных автомобилях)

    Причина, по которой дифференциал имеет значение, заключается в том, что он необходим для поворота вашего автомобиля: внешние колеса должны вращаться быстрее, чем внутренние колеса.Эта концепция существовала на протяжении тысячелетий, задолго до того, как были изобретены автомобили, и ее можно увидеть в вагонах и телегах на протяжении всего времени.

    Чтобы дифференциал вашего автомобиля работал должным образом, меняйте масло в дифференциале каждые 30 000–50 000 миль.


    Цены на бензин растут: Получите максимальную отдачу от своих денег, следуя этим советам по экономии топлива


    Источники:   Автомобиль и водитель , Popular Mechanics

    The News Wheel — это цифровой автомобильный журнал, предлагающий читателям свежий взгляд на последние автомобильные новости.Мы находимся в самом сердце Америки (Дейтон, штат Огайо), и наша цель — предоставить развлекательный и информативный взгляд на то, что происходит в автомобильном мире. Смотрите другие статьи из The News Wheel.

    Дифференциал (механическое устройство)

    Другие значения см. в разделе Дифференциал.

    Вид в разрезе главной автомобильной передачи с дифференциалом. Входной крутящий момент подается на зубчатый венец (синий), который вращает весь водил (синий). Водило соединено с обеими полуосевыми шестернями (красная и желтая) только через планетарную шестерню (зеленую) (несмотря на внешний вид на схеме).Крутящий момент передается на боковые шестерни через планетарную передачу. Планетарная передача вращается вокруг оси водила, приводя в движение боковые шестерни. Если сопротивление обоих колес одинаково, планетарная передача вращается, не вращаясь вокруг своей оси, и оба колеса вращаются с одинаковой скоростью. Если левая шестерня (красная) встречает сопротивление, планетарная шестерня (зеленая) вращается так же, как и вращается, позволяя левой шестерне замедляться с равным ускорением правой шестерни (желтая).

    Дифференциал — это устройство, обычно, но не обязательно, использующее зубчатые передачи, способное передавать крутящий момент и вращение через три вала, почти всегда используемое одним из двух способов: в одном случае оно получает один вход и обеспечивает два выхода— это встречается в большинстве автомобилей — и, с другой стороны, он объединяет два входа для создания выхода, который представляет собой сумму, разность или среднее значение входов.

    В автомобилях и других колесных транспортных средствах дифференциал позволяет каждому из ведущих опорных колес вращаться с разной скоростью.

    Назначение

    Колеса автомобиля вращаются с разной скоростью, в основном при поворотах. Дифференциал предназначен для привода пары колес, позволяя им вращаться с разной скоростью. В транспортных средствах без дифференциала, таких как карты, оба ведущих колеса вынуждены вращаться с одинаковой скоростью, обычно на общей оси, приводимой в движение простым механизмом цепного привода.При прохождении поворотов внутреннему колесу необходимо пройти меньшее расстояние, чем внешнему колесу, поэтому при отсутствии дифференциала результатом является пробуксовка внутреннего колеса и/или волочение внешнего колеса, что приводит к сложному и непредсказуемому управлению, повреждению шин и дороги и нагрузку (или возможный выход из строя) всей трансмиссии.

    История

    Есть много заявлений об изобретении дифференциала, но возможно, что он был известен, по крайней мере, в некоторых местах, в древние времена.Некоторые исторические вехи дифференциала включают:

    • 1050 г. до н.э. – 771 г. до н.э.: Книга песен (которая сама была написана между 502 и 557 гг. н.э.) утверждает, что Колесница, указывающая на юг, в которой, возможно, использовалась дифференциальная передача, была изобретена во времена династии Западная Чжоу в Китай.
    • 150–100 гг. до н.э.: гипотетическое использование, теперь опровергнутое, в греческом антикитерском механизме
    • 30 г. до н.э. — 20 г. до н.э.: Системы дифференциала, возможно, используемые в Китае
    • 227–239 гг. н.э.: Несмотря на сомнения со стороны коллег-министров при дворе, Ма Цзюнь из Королевства Вэй в Китае изобретает первую исторически поддающуюся проверке Колесницу, указывающую на юг, которая указывала основные направления как немагнитный механизированный компас.В некоторых таких колесницах могли использоваться дифференциалы.
    • 658, 666 год нашей эры: два китайских буддийских монаха и инженера создают колесницы, направленные на юг, для императора Японии Тэндзи.
    • 1027, 1107 г. н.э.: Задокументированные китайские репродукции колесницы, указывающей на юг, созданные Яном Су, а затем У Дэрэном, в которых подробно описаны механические функции и передаточные числа устройства, чем в более ранних китайских записях. Дополнительную информацию см. В статье о колеснице, указывающей на юг.
    • 17:20: Джозеф Уильямсон использует дифференциал в часах.
    • 1810: Рудольф Аккерман из Германии изобретает четырехколесную систему рулевого управления для вагонов, которую некоторые более поздние авторы ошибочно называют дифференциалом.
    • 1827: современный автомобильный дифференциал, запатентованный часовщиком Онесифором Пеккером (1792–1852) из ​​ Conservatoire des Arts et Métiers во Франции для использования на паровой тележке. (Источники: Britannica Online и [1] )
    • 1832: Ричард Робертс из Англии патентует «компенсационную шестерню», дифференциал для дорожных локомотивов.
    • 1876: Джеймс Старли из Ковентри изобретает дифференциал с цепным приводом для использования на велосипедах; изобретение, позже использованное Карлом Бенцем в автомобилях.
    • 1897: первое использование дифференциала на австралийском паровом автомобиле Дэвидом Ширером.
    • 1913: Packard представляет дифференциал со спиральной шестерней, снижающий шум шестерен.
    • 1926: Packard представляет гипоидный дифференциал, который позволяет опустить карданный вал и его выступ в салоне автомобиля.
    • 1958: Вернон Глисман патентует дифференциал двойного привода Torsen, тип дифференциала повышенного трения, который основан исключительно на действии зубчатой ​​передачи, а не на комбинации муфт и шестерен.

    Примечание. Антикитерский механизм (150–100 гг. до н. э.), обнаруженный на затонувшем древнем корабле недалеко от греческого острова Антикифера, когда-то предполагалось использовать дифференциальную передачу. С тех пор это было опровергнуто. Другие возможные варианты использования дифференциалов до часов Джозефа Уильямсона 1720 года являются гипотетическими.

    Функциональное описание

    Следующее описание дифференциала применимо к «традиционным» заднеприводным легковым или грузовым автомобилям с «открытым» дифференциалом или дифференциалом повышенного трения в сочетании с понижающей передачей:

    Крутящий момент передается от двигателя через трансмиссию на приводной вал (британский термин: «карданный вал», обычно и неофициально сокращенно «карданный вал»), который проходит к блоку главной передачи, содержащему дифференциал.Спиральная коническая шестерня приводится в движение с конца карданного вала и заключена в корпус узла конечной передачи. Это зацепление с большим спиральным коническим зубчатым колесом , известным как коронное колесо. Ведомое колесо и шестерня могут зацепляться в гипоидной ориентации, что не показано. Шестерня венца прикреплена к водилу или клетке дифференциала , которая содержит «солнечное» и «планетарное» колеса или шестерни, которые представляют собой группу из четырех противоположных конических шестерен в перпендикулярной плоскости, поэтому каждая коническая шестерня входит в зацепление с двумя соседними. , и вращается против третьего, с которым он сталкивается и не пересекается.Две солнечные шестерни выровнены по той же оси, что и коронная шестерня, и приводят в движение полуоси оси, соединенные с ведущими колесами автомобиля. Две другие планетарные шестерни выровнены по перпендикулярной оси, которая меняет ориентацию при вращении зубчатого венца. На двух приведенных выше рисунках показана только одна планетарная шестерня (зеленая), однако в большинстве автомобильных приложений используются две противоположные планетарные шестерни. В других конструкциях дифференциалов используется разное количество планетарных шестерен в зависимости от требований к долговечности.Когда водило дифференциала вращается, изменяющаяся ориентация оси планетарных шестерен передает движение зубчатого венца движению солнечных шестерен, нажимая на них, а не вращаясь против них (то есть одни и те же зубья остаются в том же зацеплении или контактное положение), но поскольку планетарные шестерни не ограничены от вращения друг против друга, внутри этого движения, солнечные шестерни могут вращаться в противоположных направлениях относительно зубчатого венца и друг к другу под действием одной и той же силы (в этом случае одинаковая зубы не соприкасаются).

    Таким образом, например, если автомобиль поворачивает направо, главная коронная шестерня может сделать 10 полных оборотов. За это время левое колесо совершит больше оборотов, потому что ему нужно проехать дальше, а правое колесо совершит меньше оборотов, поскольку ему нужно проехать меньшее расстояние. Солнечные шестерни (которые приводят в движение полуоси оси) будут вращаться в противоположных направлениях относительно зубчатого венца, скажем, на 2 полных оборота каждая (4 полных оборота относительно друг друга), в результате чего левое колесо сделает 12 оборотов, а правое колесо делает 8 оборотов.

    Обороты шестерни венца всегда являются средними оборотами боковых солнечных шестерен. Вот почему, если ведомые опорные катки приподнять над землей при выключенном двигателе и удерживать приводной вал (скажем, оставив трансмиссию «включенной», предотвращая вращение зубчатого венца внутри дифференциала), вручную вращая одно ведомое опорное колесо заставляет противоположное опорное колесо вращаться в противоположном направлении на ту же величину.

    Когда транспортное средство движется по прямой линии, не будет дифференциального движения планетарной системы шестерен, кроме незначительных движений, необходимых для компенсации небольших различий в диаметре колес, неровностей дороги (которые делают более длинным или коротким колесный путь) и т. д.

    Потеря тяги

    Одним из нежелательных побочных эффектов обычного дифференциала является то, что он может ограничивать тягу в далеко не идеальных условиях. Величина тяги, необходимая для движения транспортного средства в любой данный момент, зависит от нагрузки в этот момент — насколько тяжелое транспортное средство, насколько велико сопротивление и трение, уклон дороги, импульс транспортного средства и так далее.

    Крутящий момент, приложенный к каждому ведущему колесу, является результатом того, что двигатель, трансмиссия и ведущие мосты прикладывают крутящую силу к сопротивлению тяги на этом опорном колесе.На более низких передачах и, следовательно, на более низких скоростях, и если только нагрузка не является исключительно высокой, трансмиссия может обеспечить столько крутящего момента, сколько необходимо, поэтому ограничивающим фактором становится тяговое усилие под каждым колесом. Поэтому удобно определить сцепление как величину крутящего момента, который может быть создан между шиной и поверхностью дороги до того, как колесо начнет проскальзывать. Если крутящий момент, приложенный к ведущим колесам, не превышает порога тяги, автомобиль будет двигаться в нужном направлении; если нет, то одно или несколько колес просто будут крутиться.

    Обычный «открытый» (неблокируемый или иным образом усиленный тяговым усилием) дифференциал всегда обеспечивает почти равный (из-за внутреннего трения) крутящий момент на каждую сторону. [2] Чтобы проиллюстрировать, как это может ограничить крутящий момент, прикладываемый к ведущим колесам, представьте себе простой заднеприводный автомобиль с одним задним опорным колесом на асфальте с хорошим сцеплением, а другим — на участке скользкого льда. Для вращения борта на скользком льду требуется очень небольшой крутящий момент, а поскольку дифференциал распределяет крутящий момент поровну на каждую сторону, крутящий момент, прикладываемый к стороне, находящейся на асфальте, ограничен этой величиной. [3] [4]

    В зависимости от нагрузки, уклона и т. д. транспортному средству требуется определенный крутящий момент, прилагаемый к ведущим колесам для движения вперед. Поскольку открытый дифференциал ограничивает общий крутящий момент, прикладываемый к обоим ведущим колесам, величиной, используемой нижним ведущим колесом, умноженной на коэффициент 2, когда одно колесо находится на скользкой поверхности, общий крутящий момент, прикладываемый к ведущим колесам, может быть меньше, чем минимальный крутящий момент, необходимый для движения автомобиля. [2]

    Предлагаемый способ распределения мощности на колеса заключается в использовании концепции безредукторного дифференциала , обзор которого был опубликован Проватидисом, [5] , но различные конфигурации, по-видимому, соответствуют либо «скользящему штифты и кулачки», такие как ZF B-70, доступный для ранних VW, или являются разновидностью шарового дифференциала.

    Многие новые автомобили оснащены системой контроля тяги, которая частично смягчает плохие тяговые характеристики открытого дифференциала за счет использования антиблокировочной тормозной системы для ограничения или прекращения проскальзывания колеса с низким сцеплением, увеличивая крутящий момент, который может быть приложен к обоим колесам. Хотя он не так эффективен при движении автомобиля в условиях плохой тяги, как дифференциал с усилением тяги, он лучше, чем простой механический открытый дифференциал без электронного усиления тяги.

    Устройства, помогающие тяге

    ARB, Дифференциал с воздушной блокировкой

    Существуют различные устройства для увеличения полезной тяги автомобилей с дифференциалами.

    • Одним из решений является система Positive Traction (Posi), наиболее известным из которых является сцепление. В этом дифференциале боковые шестерни соединены с водилом через многодисковую муфту, которая позволяет передавать дополнительный крутящий момент на колесо с более высоким сопротивлением, чем на другое ведущее опорное колесо, когда на этом другом колесе достигается предел трения.Ниже предела трения больший крутящий момент передается более медленному (внутреннему) колесу.
    • Дифференциал повышенного трения (LSD) или антипробуксовочная система — это еще один тип устройства, способствующего тяге, в котором используется механическая система, которая активируется под действием центробежной силы для надежной блокировки левой и правой крестовин вместе, когда одно колесо вращается на определенную величину быстрее, чем другой. Этот тип ведет себя как открытый дифференциал, если только одно колесо не начинает пробуксовывать и не превышает этот порог. В то время как блоки позиционирования могут иметь различную силу, некоторые из них имеют достаточно высокое трение, чтобы заставить внутреннюю шину пробуксовывать или внешнюю шину тянуть в поворотах, как дифференциал с катушкой, LSD будет оставаться открытым, пока не будет приложен достаточный крутящий момент, чтобы заставить одно колесо пробуксовывать. потерять тягу и закрутиться, и в этот момент он включится.LSD может использовать муфты, такие как позиция, при включении, или также может быть прочным механическим соединением, таким как замок или катушка. Это называется ограниченным проскальзыванием, потому что оно делает именно это; он ограничивает величину, на которую одно колесо может «скользить» (вращаться).
    • Дифференциал с блокировкой, такой как дифференциал, использующий дифференциальные передачи при нормальной эксплуатации, но использующий механическую систему с пневматическим или электрическим управлением, которая при блокировке не допускает разницы в скорости между двумя колесами на оси. В них используется механизм, позволяющий блокировать оси друг относительно друга, заставляя оба колеса вращаться с одинаковой скоростью независимо от того, какое из них имеет большее сцепление; это эквивалентно эффективному полному обходу дифференциальных передач.В других системах блокировки могут даже не использоваться дифференциалы, а вместо этого приводиться в движение одно колесо или оба, в зависимости от значения крутящего момента и направления. Автоматические механические блокираторы действительно допускают некоторую дифференциацию при определенных условиях нагрузки, в то время как выбираемый блокиратор обычно соединяет обе оси с помощью прочного механического соединения, такого как катушка, при включении.
    • Дифференциал с высоким коэффициентом трения «Automatic Torque Biasing» (ATB), такой как дифференциал Torsen, где трение происходит между зубьями шестерни, а не в дополнительных муфтах.Это прикладывает больший крутящий момент к ведущему опорному колесу с самым высоким сопротивлением (сцеплению или тяге), чем к другому ведущему опорному колесу, когда на этом другом колесе достигается предел трения. При испытании с колесами, оторванными от земли, если одно колесо вращается с удерживаемым корпусом дифференциала, другое колесо будет по-прежнему вращаться в направлении, противоположном направлению открытого дифференциала, но с некоторыми потерями на трение, и крутящий момент будет распределяться по другим чем 50/50. Хотя он позиционируется как «чувствительный к крутящему моменту», он работает так же, как дифференциал повышенного трения.3D-анимация дифференциала Torsen
    • Дифференциал с очень высоким коэффициентом трения, такой как тип ZF со скользящими штифтами и кулачками, так что происходит блокировка из-за очень высокого внутреннего трения. При испытании с колесами, оторванными от земли, с крутящим моментом, приложенным к одному колесу, оно заблокируется, но дифференциальное действие все еще возможно при эксплуатации, хотя и со значительными потерями на трение, и с дорожными нагрузками на каждое колесо в противоположных направлениях. чем то же самое (действующее с действием «блокировка и освобождение», а не с распределенным крутящим моментом).
    • Электронные системы контроля тяги обычно используют датчики скорости опорного колеса антиблокировочной тормозной системы (ABS) для обнаружения вращающегося опорного колеса и торможения этого колеса. Это постепенно увеличивает реактивный крутящий момент на этом опорном колесе, а дифференциал компенсирует это, передавая больший крутящий момент через другое опорное колесо — то, которое имеет лучшее сцепление с дорогой. В автомобилях Volkswagen Group эта конкретная функция называется «Электронная блокировка дифференциала» (EDL).
    • Катушка — это именно то, на что это похоже.Он может заменить шестерни крестовины в корпусе дифференциала или весь корпус. Катушка блокирует обе полуоси вместе на 100% для максимального сцепления. Обычно это используется только в дрэг-рейсинге, когда транспортное средство должно двигаться по прямой с приложением огромного крутящего момента к обоим колесам.
    • В полноприводных автомобилях вискомуфта может полностью заменить межосевой дифференциал или использоваться для ограничения проскальзывания в обычном «открытом» дифференциале.Он работает по принципу, позволяющему двум выходным валам вращаться в противоположных направлениях относительно друг друга с помощью системы пластин с прорезями, которые работают в вязкой жидкости, часто силиконовой. Жидкость допускает медленные относительные движения валов, например, при прохождении поворотов, но будет сильно сопротивляться высокоскоростным движениям, например, вызванным вращением одного колеса. Эта система похожа на самоблокирующийся дифференциал.

    Автомобиль с полным приводом (4WD) будет иметь как минимум два дифференциала (по одному на каждую ось для каждой пары ведущих опорных катков) и, возможно, межосевой дифференциал для распределения крутящего момента между передней и задней осями.В некоторых случаях (например, Lancia Delta Integrale, Porsche 964 Carrera 4 1989 года выпуска [6] ) межосевой дифференциал представляет собой планетарный дифференциал (см. Ниже), чтобы распределять крутящий момент асимметрично, но с фиксированной скоростью между передней и задней осью. В других методах используется межосевой дифференциал с автоматическим смещением крутящего момента (ATB), такой как Torsen, который Audi использует в своих автомобилях quattro (с продольными двигателями).

    Полноприводные автомобили без межосевого дифференциала не должны двигаться по сухим дорогам с твердым покрытием в режиме полного привода, так как небольшая разница в скорости вращения между передними и задними колесами вызывает передачу крутящего момента на трансмиссию.Это явление известно как «накручивание» и может привести к значительному повреждению трансмиссии или трансмиссии. На рыхлых поверхностях эти различия поглощаются проскальзыванием шин по дорожному полотну.

    Раздаточная коробка может также включать межосевой дифференциал, позволяющий приводным валам вращаться с разной скоростью. Это позволяет полноприводному автомобилю двигаться по дорогам с твердым покрытием, не испытывая «накручивания».

    Планетарный дифференциал

    Планетарная передача используется здесь для асимметричного распределения крутящего момента.Входной вал — зеленый полый, желтый — низкий крутящий момент, а розовый — высокий крутящий момент. Сила, прикладываемая к желтой и розовой шестерням, одинакова, но поскольку плечо розовой шестерни в 2–3 раза больше, крутящий момент будет в 2–3 раза выше.

    В планетарном дифференциале используется планетарная передача для асимметричного разделения и распределения крутящего момента между передней и задней осями. Планетарный дифференциал лежит в основе автомобильной трансмиссии Toyota Prius, где он соединяет двигатель, мотор-генераторы и ведущие колеса (которые, как обычно, имеют второй дифференциал для распределения крутящего момента).Его преимущество заключается в том, что он относительно компактен по длине своей оси (то есть вала солнечной шестерни).

    Планетарные шестерни также называют планетарными, потому что оси планетарных шестерен вращаются вокруг общей оси солнечной и кольцевой шестерен, с которыми они зацепляются и катятся между собой. На изображении желтый вал несет солнечную шестерню, которая почти скрыта. Синие шестерни называются планетарными шестернями, а розовая шестерня — кольцевой шестерней.

    Цилиндрический дифференциал

    Это еще один тип дифференциала, который использовался в некоторых ранних автомобилях, совсем недавно в Oldsmobile Toronado, а также в других неавтомобильных устройствах.Он состоит только из прямозубых шестерен.

    Цилиндрический дифференциал имеет две цилиндрические шестерни одинакового размера, по одной на каждую полуось, с промежутком между ними. Вместо конической шестерни, также известной как угловая шестерня, в сборе («паук») в центре дифференциала имеется вращающееся водило на той же оси, что и два вала. Крутящий момент от первичного двигателя или трансмиссии, такой как приводной вал автомобиля, вращает это водило.

    В этом водиле установлены одна или несколько пар одинаковых шестерен, длина которых обычно превышает их диаметр, и обычно меньше, чем прямозубые шестерни на отдельных полуосях.Каждая пара шестерен свободно вращается на штифтах, поддерживаемых водилом. Кроме того, пары шестерен смещены в осевом направлении, так что они входят в зацепление только на части своей длины между двумя прямозубыми шестернями и вращаются в противоположных направлениях. Оставшаяся длина данной шестерни зацепляется с ближайшей цилиндрической шестерней на ее оси. Таким образом, каждая шестерня соединяет эту прямозубую шестерню с другой шестерней и, в свою очередь, с другой цилиндрической шестерней, так что, когда приводной вал вращает водило, его взаимосвязь с шестернями для отдельных колесных осей такая же, как и в конической шестерне. -зубчатый дифференциал.

    Неавтомобильные приложения

    Когда-то считалось, что самым старым из известных примеров дифференциала является антикитерский механизм. Предполагалось, что такой поезд будет использоваться для получения разницы между двумя входными данными, один вход связан с положением солнца на зодиаке, а другой вход связан с положением луны на зодиаке; выход дифференциала давал величину, связанную с фазой луны. В настоящее время доказано, что предположение о существовании дифференциальной передачи было неверным. [7] [ оригинальное исследование? ]

    Китайские колесницы, указывающие на юг, также могли быть очень ранним применением дифференциалов. У колесницы был указатель, который постоянно указывал на юг, независимо от того, как колесница поворачивала во время движения. Поэтому его можно было использовать в качестве компаса. Широко распространено мнение, что дифференциальный механизм реагировал на любую разницу между скоростями вращения двух колес колесницы и соответствующим образом поворачивал стрелку.Однако в этом есть значительная неопределенность.

    Самое раннее точно подтвержденное использование дифференциала было в часах, сделанных Джозефом Уильямсоном в 1720 году. Дифференциал использовался для добавления уравнения времени к местному среднему времени, определяемому часовым механизмом, для получения солнечного времени, которое имело бы был таким же, как чтение солнечных часов. В 18 веке считалось, что солнечные часы показывают «правильное» время, поэтому обычные часы часто приходилось перенастраивать, даже если они работали идеально, из-за сезонных изменений в уравнении времени.Часы Уильямсона показывали время по солнечным часам, не нуждаясь в регулировке. В настоящее время мы считаем часы «правильными», а солнечные часы обычно неверными, поэтому многие солнечные часы содержат инструкции о том, как использовать их показания для получения времени на часах.

    В первой половине двадцатого века были сконструированы механические аналоговые компьютеры, называемые дифференциальными анализаторами, в которых для сложения и вычитания использовались дифференциальные зубчатые передачи. Компьютер управления огнем пушки Mk.1 ВМС США использовал около 160 дифференциалов конического типа.

    Дифференциальная зубчатая передача может использоваться для обеспечения разницы между двумя входными осями. Мельницы часто использовали такие шестерни для приложения крутящего момента на необходимой оси. Дифференциалы также используются в часовом деле для связи двух отдельных систем регулирования с целью усреднения погрешностей. Greubel Forsey использует дифференциал для соединения двух систем с двойным турбийоном в своих часах Quadruple Differential Tourbillon.

    Активные дифференциалы

    Относительно новой технологией является «активный дифференциал» с электронным управлением.Электронный блок управления (ECU) использует входные данные от нескольких датчиков, включая скорость рыскания, угол поворота рулевого колеса и поперечное ускорение, и регулирует распределение крутящего момента, чтобы компенсировать нежелательное поведение при управлении, например недостаточную поворачиваемость. Раньше активные дифференциалы играли большую роль в чемпионате мира по ралли, но в сезоне 2006 года FIA ограничила использование активных дифференциалов только теми гонщиками, которые не участвовали в чемпионате мира по ралли в течение последних пяти лет.

    Полностью интегрированные активные дифференциалы используются на Ferrari F430, Mitsubishi Lancer Evolution и на задних колесах Acura RL.Версия, изготовленная ZF, также предлагается на новейших Audi S4 и Audi A4. [8]

    Второе ограничение дифференциала пассивное — оно приводится в действие кинематической цепью трения по грунту. Разница в крутящем моменте опорных катков и шин (вызванная поворотами или неровной поверхностью) приводит в действие вторую степень свободы (преодоление крутящего момента внутреннего трения), чтобы уравнять крутящий момент на шинах. Чувствительность дифференциала зависит от внутреннего трения по второй степени свободы.Все дифференциалы (так называемые «активные» и «пассивные») используют муфты и тормоза для ограничения второй степени свободы, поэтому все имеют один и тот же недостаток — пониженную чувствительность к динамически изменяющейся среде. Чувствительность управляемого ЭБУ дифференциала также ограничена временной задержкой, вызванной датчиками, и временем отклика исполнительных механизмов.

    Автомобили без дифференциала

    Хотя в подавляющем большинстве автомобилей в развитых странах используются дифференциалы, есть и такие, в которых они отсутствуют.Существует несколько различных типов:

    • Транспортные средства с одним ведущим колесом. Помимо мотоциклов, которые обычно не относятся к автомобилям, в эту группу входит большинство трехколесных автомобилей. Они были довольно распространены в Европе в середине 20-го века, но теперь стали там редкостью. Они все еще распространены в некоторых регионах развивающегося мира, таких как Индия. Некоторые ранние четырехколесные автомобили также имели только одно ведущее колесо, чтобы избежать необходимости в дифференциале. Однако такое расположение привело к множеству проблем.Система была разбалансирована, ведущее колесо легко прокручивалось и т. д. Из-за этих проблем таких машин было выпущено немного.
    • Автомобили с двумя муфтами свободного хода. Механизм свободного хода, используемый, например, на педальном велосипеде, позволяет опорному колесу вращаться быстрее, чем механизм, который его приводит в движение, позволяя велосипедисту перестать крутить педали при спуске. В некоторых ранних автомобилях двигатель приводил в движение две муфты свободного хода, по одной на каждое ведущее опорное колесо. Когда автомобиль поворачивал, двигатель продолжал вращать колесо внутри кривой, но колесо снаружи могло вращаться быстрее за счет свободного хода.Таким образом, при повороте машина имела только одно ведущее колесо.
    • Автомобили с бесступенчатой ​​трансмиссией, такие как DAF Daffodil. Daffodil и другие подобные автомобили, которые производились до 1970-х годов голландской компанией DAF, имели тип трансмиссии, в котором использовалось расположение ремней и шкивов для обеспечения бесконечного числа передаточных чисел. Двигатель приводил в движение две отдельные трансмиссии, которые приводили в движение два ведущих колеса. Когда автомобиль поворачивал, два колеса могли вращаться с разной скоростью, заставляя две трансмиссии переключаться на разные передаточные числа, таким образом, функционально заменяя дифференциал.Медленнее движущееся колесо получало больший крутящий момент, чем более быстрое, поэтому система имела характеристики ограниченного проскальзывания. Дублирование также обеспечило избыточность. В случае обрыва одного ремня транспортным средством можно было продолжать движение.
    • Транспортные средства с отдельными двигателями для ведущих колес. Электромобили могут иметь отдельный двигатель для каждого ведущего колеса, что устраняет необходимость в трансмиссии и дифференциале. Гибридные автомобили, в которых главная передача электрическая, могут быть сконфигурированы аналогичным образом.

    См. также

    Ссылки

    Внешние ссылки

    7 лучших производителей автомобильных дифференциалов

    В мире много любителей двигателей, но мало кто знает о его близком родственнике — автомобильном дифференциале. Все современные автомобили оснащены этой замечательной технологией, разработанной производителями автомобильных дифференциалов. Это механическое устройство изменило траекторию автомобильной промышленности.

    Этот встроенный инструмент помогает управлять колесами, а также позволяет им вращаться вокруг своей оси.Производители автомобильных дифференциалов добавили новую функцию, позволяющую колесам вращаться с разной скоростью. Это можно рассматривать как крупный прорыв в более безопасном повороте за угол.

    Если кто-то разбирается в автомобилестроении, этот термин для него не нов. Чтобы все было в курсе, давайте рассмотрим изобретение производителей автомобильных дифференциалов. Эти бренды разработали механизм для передачи крутящего момента двигателя на все четыре колеса.

    С запасом мощности дифференциал распределяет мощность, заставляя все колеса вращаться с разной скоростью.Теперь возникает вопрос, зачем нужно крутить все колеса с разной скоростью одно от другого.

    Поскольку передние и задние колеса соединены с их параллельными колесами, они должны вращаться с разными скоростями, чтобы преодолевать разные расстояния при повороте. Эта уникальная способность транспортных средств стала возможной благодаря ведущим производителям автомобильных дифференциалов.

    На высоких скоростях эта технология очень удобна. С изобретением производителей автомобильных дифференциалов люди могут безопасно и надежно поворачивать за угол.Это охватывает основные принципы дифференциала. Теперь давайте разберем эту отрасль дальше, узнав больше о существующих игроках.

    7 лучших производителей автомобильных дифференциалов, использующих ретро-методы

    Когда производители автомобилей познакомились с дифференциальной технологией, она быстро привлекла внимание. Благодаря огромному притоку наличности производители автомобильных дифференциалов вскоре становятся шоу-стопорами.

    Согласно исследованию рынка, в 2019 году он был оценен в 2,77 миллиарда долларов США .Проверенные эксперты Market Research изучили его рост и пришли к выводу, что к 2027 году он достигнет 3,83 миллиарда долларов США .

    Ознакомьтесь с Глобальным отчетом производителей автомобильных дифференциалов о рынке , чтобы узнать о среднегодовом темпе роста в размере 4,10% с 2020 по 2027 год . В образце отчета читатели могут просмотреть факты о конкурентах.

    American Axle

    American Axle была основана Ричардом Э. Даухом в 1994 году. Компания специализируется на автомобильных трансмиссиях и компонентах и ​​системах трансмиссии.Штаб-квартира компании находится в Детройте, штат Мичиган, США, а AAM do Brasil Ltd является одной из ее дочерних компаний.

    Компания American Axle стремится построить более экологичное будущее для своих потребителей. Он следует специальному подходу к созданию самой уникальной линейки продуктов. Высокоскоростные производственные подразделения и научно-исследовательский отдел мирового класса помогли компании добиться преимущества над другими производителями автомобильных дифференциалов.

    BorgWarner

    BorgWarner — один из известных поставщиков автомобилей, основанный в 1928 году.Штаб-квартира корпорации находится в Оберн-Хиллз, штат Мичиган, США, и ею руководит Фредерик Лиссальд в качестве генерального директора. Delphi Technologies, Haldex Traction и Akasol являются дочерними компаниями.

    BorgWarner — один из самых инновационных брендов в списке производителей автомобильных дифференциалов. Его возможности независимого мышления помогли в разработке всех форм двигательных установок. Эта организация вышла на рынки разных континентов. Теперь он также стремится доминировать в отрасли вторичного рынка.

    Continental

    Любое обсуждение автомобильной промышленности будет неполным без упоминания Continental . Штаб-квартира компании находится в Ганновере, Германия, и была основана в 1871 году. Компания специализируется на тормозных и автомобильных системах. Schaeffler Group владеет компанией с ContiTech, Barum, Matador и другими в качестве дочерних компаний.

    Эта компания известна своей беспрецедентной инженерной деятельностью. От шин, вторичного рынка до осей, Continental стала лидером во всех продуктах, связанных с автомобилями.Теперь компания планирует улучшать мобильные решения по всему миру.

    Dana Inc.

    Dana Inc. была основана группой гениев Кларенса В. Спайсера, Чарльза А. Дана, Дж. Б. Лонга, Хьюго Рейнца и Джозефа Виктора. Компания была основана в 1904 году и имеет штаб-квартиру в Моми, штат Огайо, США.

    Dana Inc. считается лидером в сегменте трансмиссии. Наряду с этим, он также внес заметный вклад в системы электронных двигателей.Dana занимается разработкой деталей для всех видов транспортных средств — обычных, гибридных и электромобилей. Его миссия заключается в разработке новых и улучшенных технологий, основанных на мобильности.

    Корпорация Eaton

    Корпорация Eaton является технологическим лидером в области электрических систем и была основана Джозефом Ориелом Итоном, Хеннингом О Таубе и Вигго В. Торбенсеном. Компания была основана в 1911 году и имеет штаб-квартиру в Дублине, Ирландия.

    Корпорация Eaton — одна из самых успешных организаций, включенных в этот список.Эта транснациональная корпорация стоимостью в миллиард долларов стала воплощением устойчивых решений по управлению питанием. Компания пообещала стать углеродно-нейтральной к концу этого десятилетия. Eaton разумно разместилась на международном рынке, что упрощает создание гидравлических и механических систем (для разумного решения вопросов управления питанием).

    GKN

    GKN была основана Тони Вандервеллом в 1902 году и имеет штаб-квартиру в Реддиче, Великобритания. Melrose Industries является ее головной организацией, а GKN Driveline, Fokker Technologies и другие являются ее дочерними компаниями.

    GKN является старейшим членом этого списка. GKN достигла многих важных вех за сто лет своей деятельности. Когда во всем мире формировалась новая эра автомобильной промышленности, это изменило правила игры. Его корни можно отнести к начальным этапам промышленной революции (более двух столетий назад). Его превосходное мастерство никогда не было скомпрометировано на протяжении всей его истории.

    Корпорация JTEKT

    Корпорация JTEKT со штаб-квартирой в 1935 году и штаб-квартирой в Кария, Аити, Япония.Она была образована в результате слияния Koyo Seiko и Toyoda Machine Works. Toyota Group является его головной организацией.

    Компания JTEKT известна демонстрацией своих японских корней во всех своих продуктах. Он доминирует в азиатском сегменте, особенно на рынке автомобильных дифференциалов. От ветроэнергетики, аэронавтики до автомобильных дифференциалов, JTEKT предлагает самый разнообразный ассортимент продукции.

     

    Самые популярные блоги —
      Лучшие производители аккумуляторов для электромобилей 
    
      Ведущие производители полуприцепов  

    Дифференциал (механическое устройство) | Hot Rod Wiki

    Дифференциалы — это разновидность коробки передач, почти всегда используемая одним из двух способов.В одном из них он получает один вход и обеспечивает два выхода; это можно найти в каждом автомобиле. В другом, менее распространенном, он объединяет два входа для создания выхода, который представляет собой сумму (или разность) входов.

    В автомобилях и других колесных транспортных средствах дифференциал позволяет каждому из ведущих колес вращаться с разной скоростью, обеспечивая при этом равный крутящий момент для каждого из них. В автомобильных приложениях дифференциал и его корпус иногда вместе называют «тыквой» (потому что корпус напоминает тыкву).

    Назначение[]

    Колеса автомобиля вращаются с разной скоростью, особенно при поворотах. Дифференциал предназначен для привода колесной пары с равным усилием, при этом позволяя им вращаться с разной скоростью. В транспортных средствах без дифференциала, таких как карты, оба ведущих колеса вынуждены вращаться с одинаковой скоростью, обычно на общей оси, приводимой в движение простым механизмом цепного привода. При прохождении поворотов внутреннее колесо проходит меньшее расстояние, чем внешнее, что приводит к пробуксовке внутреннего колеса и/или пробуксовке внешнего колеса.Это приводит к сложному и непредсказуемому управлению, повреждению шин и дорог, а также к нагрузке (или возможному выходу из строя) всей трансмиссии.

    Колеса железнодорожных локомотивов и вагонов не имеют дифференциалов; колеса крепятся к оси. Это означает, что колеса должны проскальзывать при движении по криволинейным путям. На крутых поворотах, например, на общественном транспорте, проскальзывание колес может быть очень шумным.

    История[]

    Есть много заявлений об изобретении дифференциала, но вполне вероятно, что он был известен, по крайней мере, в некоторых местах, в древние времена.Вот некоторые вехи в истории этого устройства.

    • 1050 г. до н.э.-771 г. до н.э.: Книга Песен утверждает, что колесница, указывающая на юг, которая использует дифференциал, была изобретена во времена династии Западная Чжоу.
    • 150 г. до н.э. — 100 г. до н.э. — Антикифера, обнаруженная на месте древнего кораблекрушения недалеко от греческого острова Антикитера, когда-то считалась использовавшей дифференциальную передачу. С тех пор это было опровергнуто.
    • 227 — 239 гг. н.э. — Несмотря на сомнения со стороны коллег-министров при дворе, Ма Цзюнь из Королевства Вэй в Китае изобретает первую исторически поддающуюся проверке Колесницу, указывающую на юг, которая указывала стороны света как немагнитный механизированный компас.
    • 658, 666 г. н.э. — два китайских буддийских монаха и инженера создают колесницы, направленные на юг, для императора Японии Тэндзи.
    • 1027, 1107 г. н.э. — Задокументированные китайские репродукции колесницы, указывающей на юг, созданные Яном Су, а затем Ву Дэрэном, в которых подробно описаны механические функции и передаточные числа устройства, чем в более ранних китайских записях.
    • 17:20 — Джозеф Уильямсон использует дифференциал в часах.
    • 1810 г. — Рудольф Аккерманн из Германии изобретает систему управления четырьмя колесами для вагонов, которую некоторые более поздние авторы ошибочно называют дифференциалом.
    • 1827 — современный автомобильный дифференциал, запатентованный часовщиком Онесифором Пеккером (1792-1852) из ​​ Conservatoire des Arts et Métiers во Франции для использования на паровой машине. Источники: Britannica Online и [1]
    • .
    • 1832 г. — Ричард Робертс (инженер) из Англии патентует «компенсационную шестерню», дифференциал для дорожных локомотивов.
    • 1876 г. — Джеймс Старли из Ковентри изобретает дифференциал с цепным приводом для использования на велосипедах; изобретение, позже использованное Карлом Бенцем в автомобилях.
    • 1897 г. — первое использование дифференциала на австралийском паровом автомобиле Дэвидом Ширером.
    • 1913 г. — Packard представляет дифференциал со спиральной шестерней, снижающий шум шестерен.
    • 1926 г. — Packard представляет гипоидный дифференциал, который позволяет опустить карданный вал и его выступ в салоне автомобиля.

    Функциональное описание[]

    Следующее описание дифференциала относится к «традиционным» задним или передним приводам автомобиля или грузовика: Мощность подается от двигателя через шестерню на карданный вал (британский термин: карданный вал), который идет к ведущему мосту.Шестерня на конце карданного вала заключена в корпус самого дифференциала и входит в зацепление с большим зубчатым венцом (британский термин: зубчатое колесо), показанным на схемах. Зубчатый венец прикреплен к водилу , на котором установлен набор из трех малых планетарных шестерен. Три планетарные шестерни установлены таким образом, что две внешние шестерни (боковые шестерни) могут вращаться в противоположных направлениях друг относительно друга. Пара боковых шестерен приводит в движение полуоси к каждому из колес.Все водило вращается в том же направлении, что и зубчатый венец, но в пределах этого движения боковые шестерни могут вращаться в противоположных направлениях относительно друг друга. Совокупность планетарных и боковых шестерен иногда вместе называют крестовиной.

    (Термин «планетарная (или планетарная) шестерня» происходит от планетарного расположения, описанного далее в этой статье. В эпициклическом дифференциале планетарная шестерня (или шестерни) окружает солнечную шестерню.)


    Так, например, если автомобиль поворачивает направо, главный зубчатый венец может сделать 10 полных оборотов, и за это время левое колесо сделает больше оборотов, потому что ему нужно пройти дальше, а соответственно правое колесо сделает меньше оборотов, так как ему нужно пройти меньшее расстояние.Боковые шестерни будут поворачиваться в противоположных направлениях относительно друг друга, скажем, на 2 полных оборота каждая (4 полных оборота относительно друг друга), в результате чего левое колесо сделает 12 оборотов, а правое колесо сделает 8 оборотов.

    Когда транспортное средство движется по прямой линии, не будет дифференциального движения планетарной системы шестерен, кроме незначительных движений, необходимых для компенсации небольших различий в диаметре колес, неровностей дороги (которые делают более длинным или более короткий путь колеса) и т. д.

    Потеря тяги[]

    Один нежелательный побочный эффект дифференциала заключается в том, что он может уменьшить общий крутящий момент — силу вращения, которая приводит в движение автомобиль. Величина крутящего момента, необходимая для движения транспортного средства в любой момент, зависит от нагрузки в этот момент — насколько тяжелое транспортное средство, насколько велико сопротивление и трение, уклон дороги, импульс транспортного средства и так далее. Для целей этой статьи мы будем называть эту величину крутящего момента «пороговым крутящим моментом».

    Крутящий момент на каждом колесе является результатом того, что двигатель и трансмиссия применяют крутящую силу (механика) против сопротивления тяги на этом колесе. Если нагрузка не является исключительно высокой, двигатель и трансмиссия обычно могут обеспечить столько крутящего момента, сколько необходимо, поэтому ограничивающим фактором обычно является сцепление под каждым колесом. Поэтому удобно определить сцепление как величину крутящего момента, который может быть создан между шиной и землей до того, как колесо начнет проскальзывать.Если суммарная тяга под всеми ведущими колесами превышает пороговый крутящий момент, автомобиль будет двигаться вперед; если нет, то одно или несколько колес просто будут крутиться.

    Чтобы проиллюстрировать, как дифференциал может ограничивать общий крутящий момент, представьте себе простой заднеприводный автомобиль с одним задним колесом на асфальте с хорошим сцеплением, а другим на участке скользкого льда. При нагрузке, уклоне и т. д. транспортному средству требуется, скажем, 2000 Нм крутящего момента для движения вперед (т. е. пороговый крутящий момент). Примем далее, что безоткатная тяга на льду равняется 400 Нм, а на асфальте – 3000 Нм.

    Если бы два колеса приводились в движение без дифференциала, каждое колесо давило бы на землю с максимальной силой. Колесо на льду быстро достигает предела сцепления (400 Нм), но не может вращаться, потому что другое колесо имеет хорошее сцепление с дорогой. Сцепление с асфальтом плюс небольшое дополнительное сцепление со льдом превышают пороговое значение, поэтому автомобиль движется вперед.

    С дифференциалом, однако, как только «ледяное колесо» достигает 400 Нм, оно начинает крутиться, а затем развивать тягу меньше ~300 Нм.Планетарные передачи внутри корпуса дифференциала начнут вращаться, потому что «асфальтовое колесо» встречает большее сопротивление. Вместо того, чтобы вращать асфальтовое колесо с большей силой, дифференциал позволит ледяному колесу вращаться быстрее, а асфальтовое колесо оставаться неподвижным, компенсируя остановку колеса дополнительной скоростью вращающегося ледяного колеса. Крутящий момент на обоих колесах будет одинаковым — ограничен тягой меньшего по 300 Нм каждое. Поскольку 600 Нм меньше требуемого порогового крутящего момента в 2000 Нм, автомобиль не сможет двигаться.

    Наблюдатель просто увидит одно неподвижное колесо и одно вращающееся колесо. Не будет очевидно, что оба колеса генерируют одинаковый крутящий момент (т.е. оба колеса на самом деле толкают одинаково, несмотря на разницу в скорости вращения). Это привело к широко распространенному заблуждению, что автомобиль с дифференциалом на самом деле является только «одноколесным». На самом деле, обычный дифференциал всегда обеспечивает одинаковый крутящий момент на оба ведущих колеса (если только он не блокируется, смещает крутящий момент или ограничивает проскальзывание).

    При замене дифференциала важно отслеживать пробег, чтобы найти оптимальное время для добавления новой жидкости. Полагаться на внешний вид и запах дифференциала во многих случаях может быть неверно и неправильно. Потребители также должны знать, что многие автомобили оснащены дифференциалами с маслом, которое никогда не нужно заменять. Дифференциальное масло, как правило, гипоидное синтетическое, но всегда следует обращаться к руководству по эксплуатации.

    Устройства, добавляющие тягу[]

    Существуют различные устройства для увеличения полезной тяги автомобилей с дифференциалами.

    • Одним из решений является дифференциал повышенного трения (LSD), наиболее известным из которых является LSD муфтового типа. В этом дифференциале боковые шестерни соединены с водилой через пакет дисков сцепления, который ограничивает разницу в скорости между двумя колесами.
    • В блокируемом дифференциале используется механизм, позволяющий блокировать планетарные передачи относительно друг друга, заставляя оба колеса вращаться с одинаковой скоростью независимо от того, какое из них имеет большее сцепление; это эквивалентно полному удалению дифференциала.
    • Дифференциал Torsen продолжает передавать крутящий момент на колесо с большим сопротивлением
    • Системы электронной тяги
    • обычно используют систему ABS для обнаружения пробуксовывающего колеса и применения тормоза к этому колесу. Это постепенно увеличивает реактивный крутящий момент на этом колесе, а дифференциал компенсирует это, передавая больший крутящий момент на другое колесо — то, которое имеет лучшее сцепление с дорогой.
    • Вискомуфта может полностью заменить межосевой дифференциал или использоваться для ограничения проскальзывания в обычном дифференциале.Он работает по принципу, позволяющему двум выходным валам вращаться в противоположных направлениях относительно друг друга в вязкой жидкости. Жидкость допускает медленные относительные движения валов, например, при прохождении поворотов, но будет сильно сопротивляться высокоскоростным движениям, например, вызванным вращением одного колеса.

    Полноприводный автомобиль должен иметь не менее двух дифференциалов (по одному на каждую пару колес) и, возможно, межосевой дифференциал для распределения мощности между передней и задней осями.Во многих случаях (например, Lancia Delta Integrale, Porsche 964 Carrera 4 1989 года [2]) межосевой дифференциал представляет собой эпициклический дифференциал для асимметричного распределения крутящего момента между передней и задней осью. Автомобили без межосевого дифференциала не должны двигаться по сухим дорогам с твердым покрытием в режиме полного привода, так как небольшая разница в скорости вращения передних и задних колес приводит к тому, что крутящий момент передается на трансмиссию (механику). Это явление известно как «накручивание» и может привести к повреждению трансмиссии или трансмиссии.На рыхлых поверхностях эти различия поглощаются проскальзыванием шин по дорожному полотну.

    Раздаточная коробка может также включать межосевой дифференциал, позволяющий приводным валам вращаться с разной скоростью. Это позволяет полноприводному автомобилю двигаться по дорогам с твердым покрытием, не испытывая «накручивания».

    Планетарный дифференциал[]

    В эпициклическом дифференциале используются планетарные передачи для асимметричного распределения крутящего момента между передней и задней осями. Планетарный дифференциал лежит в основе автомобильной трансмиссии Toyota Prius, где он соединяет двигатель, мотор-генераторы и ведущие колеса (которые, как обычно, имеют второй дифференциал для распределения крутящего момента).Его преимущество заключается в том, что он относительно компактен по длине своей оси (то есть вала солнечной шестерни).

    На изображении желтый вал несет солнечную шестерню, которая серого цвета и почти скрыта. Синие шестерни называются планетарными шестернями.

    Цилиндрический дифференциал[]

    Это еще один тип дифференциала, который использовался в некоторых ранних автомобилях (и совсем недавно в Oldsmobile Toronado), а также в других неавтомобильных устройствах. Он состоит только из прямозубых шестерен.

    Что касается автомобильных дифференциалов, показанных в этой статье, у которых валы идут к колесам, дифференциал с цилиндрическими зубьями имеет две прямозубые шестерни одинакового размера, по одной на каждый вал, с промежутком между ними.Вместо угловых шестерен («пауков») в центре показанных дифференциалов имеется вращающееся водило на той же оси, что и два вала. В автомобиле приводной вал от трансмиссии вращает это водило, в некоторых случаях через конические шестерни, такие как в дифференциалах с угловой передачей.

    В этом держателе установлены одна или несколько пар так называемых длинных шестерен, обычно длиннее их диаметра; они обычно меньше, чем прямозубые шестерни на отдельных валах колес.Обе эти шестерни свободно вращаются на осях, поддерживаемых водилом; они имеют одинаковый размер и сцепляются друг с другом. В водиле две шестерни смещены вдоль своих валов, поэтому они входят в зацепление только на части своей длины. Оставшаяся длина данной шестерни зацепляется с ближайшей цилиндрической шестерней на ее оси. Это означает, что каждая шестерня соединяет эту цилиндрическую шестерню с другой шестерней (и, следовательно, с другой цилиндрической шестерней).

    Когда карданный вал заставляет вращаться водило, его взаимосвязь с шестернями отдельных колесных осей такая же, как и в дифференциале с угловой передачей — он работает практически так же.

    Обширный поиск изображений в Google, к сожалению, не дал изображений, достаточно четких, чтобы объяснить это.

    Неавтомобильные приложения[]

    Дифференциальная зубчатая передача также может использоваться для создания разницы между двумя входными осями. Мельницы часто использовали такие шестерни для приложения крутящего момента на необходимой оси. Он также используется в прекрасных механических часах со стрелкой, чтобы показать величину запаса мощности в главной пружине.

    Когда-то считалось, что самый старый известный пример дифференциала находится в Антикитере.Предполагалось, что такой поезд будет использоваться для получения разницы между двумя входными данными, один вход связан с положением Солнца на зодиаке, а другой вход связан с положением Луны на зодиаке; выход дифференциала давал величину, связанную с фазой луны. В настоящее время доказано, что предположение о существовании дифференциальной передачи было неверным.

    В первой половине двадцатого века были сконструированы механические аналоговые компьютеры, называемые дифференциалами, которые использовали дифференциальные зубчатые передачи для выполнения операций сложения и вычитания.Компьютер управления огнем орудия ВМС США Mk.1 использовал около 160 дифференциалов углового типа.

    Активные дифференциалы[]

    Относительно новой технологией является активный дифференциал с электронным управлением. Компьютер использует входные данные от нескольких датчиков, включая скорость рыскания, угол поворота рулевого колеса и поперечное ускорение, и регулирует распределение крутящего момента, чтобы компенсировать нежелательное поведение при управлении, например недостаточную поворачиваемость. Раньше активные дифференциалы играли большую роль в чемпионате мира по ралли, но в сезоне 2006 года FIA ограничила использование активных дифференциалов только теми гонщиками, которые не участвовали в чемпионате мира по ралли в течение последних пяти лет.

    Полностью интегрированные активные дифференциалы используются на Ferrari F430 и на задних колесах в Acura RL.

    Второе ограничение дифференциала пассивное – приводится в действие кинематической цепью трения через грунт. Разница в крутящем моменте на шинах (вызванная поворотами или ухабистым грунтом) вызывает вторую степень свободы (инженерную) (преодоление крутящего момента внутреннего трения), чтобы уравнять крутящий момент на шинах. Чувствительность дифференциала зависит от внутреннего трения по второй степени свободы.Все дифференциалы (так называемые «активные» и «пассивные») используют муфты и тормоза для ограничения второй степени свободы, поэтому все имеют один и тот же недостаток — пониженную чувствительность к динамически изменяющейся среде. Чувствительность управляемого компьютером дифференциала также ограничена временной задержкой, вызванной датчиками, и временем отклика исполнительных механизмов.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.