logo1

logoT

 

Как работает дифференциал автомобиля


Дифференциал автомобиля - предназначение, устройство, как работает

Дифференциал – один из важнейших элементов трансмиссии автомобиля. Его основное предназначение заключается в распределении, изменении и передачи крутящего момента, а при необходимости, для обеспечения вращения двух потребителей с различными угловыми скоростями.

Межколесный дифференциал – это дифференциал, предназначенный для привода ведущих колес, если же он установлен между ведущими мостами в полноприводном автомобиле – межосевой интервал.

Как правило, дифференциал автомобиля располагается в следующим местах:

  • Привод ведущих мостов в полноприводном автомобиле – в раздаточной коробке
  • Привод ведущих колес в полноприводном автомобиле – в картере заднего и переднего моста
  • Привод ведущих колес в переднеприводном автомобиле — в коробке передач
  • Привод ведущих колес в заднеприводном автомобиле – картер заднего моста

В основе дифференциала лежит планетарный редуктор. Используемый в редукторе вид зубчатой передачи условно делит дифференциал на три следующих вида:

  • Червячный
  • Цилиндрический
  • Конический

Червячный – самый универсальный дифференциал и может быть установлен как между осями, так и между колесами. Цилиндрический тип, как правило, располагается в полноприводных автомобилях между осями. Конический тип применяется в основном как межколесный.

Различают также несимметричный и симметричный дифференциалы автомобиля. Несимметричный тип устанавливается между двумя приводными осями и позволяет передавать крутящий момент в различных пропорциях. Симметричный тип, как правило, устанавливается на главных передачах и позволяет передает на два колеса равный по значению крутящий момент.

Устройство автомобильного дифференциала

Основными элементами дифференциала являются:

  • Полуосевые шестерни
  • Шестерни сателлитов
  • Корпус

Схема дифференциала переднеприводного автомобиля:
1 — ведомая шестерня главной передачи; 2 — фрагмент ведущей шестерни главной передачи; 3 — ось сателлитов; 4 — сателлит; 5 — корпус дифференциала; 6 — правый фланцевый вал; 7 — сальник; 8 — конический роликовый подшипник; 9 — полуосевая шестерня; 10 — левый фланцевый вал; 11 — фрагмент картера коробки передач.

Шестерни сателлитов по своему принципу работы напоминают планетарный редуктор и служат для соединения между собой корпуса и полуосевой шестерни. Последние в свою очередь соединяются с помощью шлицов с ведущими колесами. В различных конструкциях используются четыре или два сателлита, в легковых автомобилей чаще используется второй вариант.

Чашка дифференциала или корпус – ее основное предназначение заключается в том, чтобы передавать через сателлиты крутящий момент от главной передачи к полуосевым шестерням. Внутри него располагаются оси для вращения сателлит.

Солнечные или полуосевые шестерни – предназначены для передачи крутящего момента с помощью полуосей на ведущие колеса. Левая и правая шестерни могут иметь как одинаковое, так и различное между собой число зубцов. В свою очередь шестерни с различным число зубов используются для образование несимметричного дифференциала, а с одинаковым количеством – для симметричного.

Принцип работы автомобильного дифференциала

Работает дифференциал следующим образом: вращая одно из ведущих колес автомобиля, второе начнет вращаться в противоположном направлении, но при этом должно выполняться условие неподвижности карданного вала. В данном случае стеллиты вращаются в свих осях, играя роль шестерни.

Если завести двигатель и включить сцепление и любую из передач, начнет свое вращение карданный вал, передающий свой крутящий момент через цилиндрические и конические шестерни коробке дифференциала.

Таким образом, во время движения автомобиля по кривой траектории одно колесо замедляет свой ход, второе наоборот увеличивает его. В результате устраняется пробуксовка и скольжение колес и каждое из них вращается с той скоростью, которая необходима для безопасного движения.

Во время движения автомобиля по прямой, ничего особенного не происходи и дифференциал передает крутящий момент на оба колеса в одинаковом соотношении. Шестерни полуосевые вращаются с одинаковой угловой скоростью, так как сателлиты в этом случае находятся в неподвижном состоянии.

При движении на скользких покрытиях дифференциал обладает одним существенным недостатком – он может вызвать боковой занос машины, так как на буксующем колесе низкая сила сцепления с покрытием и оно начинает вращаться в холостую.

Самые простейшие дифференциалы автомобиля обладают еще одним недостатком. При попадании грязи или прочих сторонних элементов между шлицами крутящий момент может передаваться в различном соотношении, даже 0 к 100. Таким образом, одно колесо останется в абсолютно статичном положение.

Современные модели практически лишены данного недостатка. Их устройство отличается ручной или автоматической более жесткой блокировкой. Более того, во многих легковых современных машинах устанавливаются системы стабилизации и курсовой устойчивости, позволяющие оптимизировать в зависимости от траектории движения автомобиля распределение крутящего момента.

Как работает дифференциал — видео:

На этом всё, теперь вы знаете устройство дифференциала.

Загрузка...

Как работает дифференциал при движении автомобиля. Дифференциалы автомобилей - типы

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

Разная скорость вращения ведущим колесам, проходящим разный путь на поворотах и неровных дорогах, необходима для их качения без скольжения и буксования. В противном случае повысится сопротивление движению автомобиля, увеличатся расход топлива и износ шин. В зависимости от типа и назначения автомобилей на них применяются различные типы дифференциалов (рисунок 1).

Рисунок 1 — Типы дифференциалов, классифицированных по различным признакам

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

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

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

Симметричный дифференциал распределяет поровну крутящий момент. Его передаточное число равно единице (uД = 1), т.е. полуосевые шестерни 3 и 4 (рисунок 2, а, б) имеют одинаковые диаметры и равное число зубьев. Симметричные дифференциалы применяются на автомобилях обычно в качестве межколесных и реже — межосевых, когда необходимо распределять крутящий момент поровну между ведущими мостами.

Рисунок 2 — Кинематические схемы шестеренных дифференциалов

а, б — симметричных; в, г — несимметричных; 1 — корпус, 2 — сателлит; 3, 4 — шестерни

Несимметричный дифференциал распределяет не поровну крутящий момент. Его передаточное число не равно единице, но постоянно (uД ≠ 1 = const), т.е. полуосевые шестерни 3 и 4 имеют неодинаковые диаметры и разное число зубьев. Несимметричные дифференциалы применяют, как правило, в качестве межосевых, когда необходимо распределять крутящий момент пропорционально нагрузкам, приходящимся на ведущие мосты.

Межколесный конический симметричный дифференциал (см. рисунок 2, а) состоит из корпуса 1, сателлитов 2, полуосевых шестерен 3 и 4, которые соединены полуосями с ведущими колесами автомобиля. Дифференциал легкового автомобиля имеет два свободно вращающихся сателлита, установленных на оси, закрепленной в корпусе дифференциала, а у грузового автомобиля — четыре сателлита, размещенных на шипах крестовины, также закрепленной в корпусе дифференциала.

Принцип работы дифференциала

Работу дифференциала при движении автомобиля поясняет рисунок 3.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге (рисунок 3, а) ведущие колеса одного моста проходят одинаковые пути, встречают одинаковое сопротивление движению и вращаются с одной и той же скоростью. При этом корпус дифференциала, сателлиты и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. В этом случае сателлиты 3 не вращаются вокруг своих осей, заклинивают полуосевые шестерни 4 и на оба ведущих колеса передаются одинаковые крутящие моменты.

Рисунок 3 — Работа дифференциала при движении автомобиля

а — по прямой; б — на повороте; 1, 4 — шестерни; 2 — корпус; 3 — сателлит; 5 — полуось

При повороте автомобиля (рисунок 3, б) внутреннее по отношению к центру поворота колесо встречает большее сопротивление движению, чем наружное колеса, вращается медленнее, и вместе с ним замедляет свое вращение полуосевая шестерня внутреннего колеса. При этом сателлиты 3 начинают вращаться вокруг своих осей и ускоряют вращение полуосевой шестерни наружного колеса. В результате ведущие колеса вращаются с разными скоростями, что и необходимо при движении на повороте.

При движении автомобиля по неровной дороге ведущие колеса также встречают различные сопротивления и проходят разные пути. В соответствии с этим дифференциал обеспечивает им разную скорость вращения и качения без проскальзывания и буксования.

Одновременно с изменением скоростей вращения происходит изменение крутящего момента на ведущих колесах. При этом крутящий момент уменьшается на колесе, вращающемся с большей скоростью. Так как симметричный дифференциал распределяет крутящий момент на ведущих колесах поровну, то в этом случае на колесе с меньшей скоростью вращения момент тоже уменьшается и становится равным моменту на колесе с большей скоростью вращения. В результате суммарный крутящий момент и тяговая сила на ведущих колесах падают, а тяговые свойства и проходимость автомобиля ухудшаются.

Особенно это проявляется, когда одно из ведущих колес попадает на скользкий участок дороги, а другое находится на твердой сухой дороге. Если суммарного крутящего момента будет недостаточно для движения автомобиля, то автомобиль остановится. При этом колесо на сухой твердой дороге будет неподвижным, а колесо на скользкой дороге — буксовать.

Для устранения этого недостатка применяют принудительную блокировку (выключение) дифференциала, жестко соединяя одну из полуосей с корпусом дифференциала. При заблокированном дифференциале крутящий момент, подводимый к колесу с лучшим сцеплением, увеличивается. В результате создается большая суммарная тяговая сила на обоих ведущих колесах автомобиля. При этом суммарная тяговая сила увеличивается на 20...25% во время движения в реальных дорожных условиях.

Конический симметричный дифференциал является дифференциалом малого трения, так как имеет небольшое внутреннее трение.

Трение в дифференциале повышает проходимость автомобиля, так как оно позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший — на буксующее, что может предотвратить буксование. При этом суммарная тяговая сила на ведущих колесах достигает максимального значения.

Однако в дифференциале малого трения увеличение суммарной тяговой силы на ведущих колесах составляет всего 4...6%, что также не способствует повышению тяговых свойств и проходимости автомобиля.

Конический симметричный дифференциал малого трения прост по конструкции, имеет небольшие размеры и массу, высокие КПД и надежность. Он обеспечивает хорошие управляемость и устойчивость, уменьшает изнашивание шин и расход топлива. Этот дифференциал также называется простым дифференциалом.

Межосевой дифференциал распределяет крутящий момент между главными передачами ведущих мостов многоприводных автомобилей. Дифференциал устанавливается в раздаточной коробке или в приводе главных передач. Межосевой дифференциал исключает циркуляцию мощности в трансмиссии автомобиля, которая очень сильно нагружает трансмиссию, особенно при движении по ровной дороге. В качестве межосевых на автомобилях применяются и конические, и цилиндрически дифференциалы.

Кулачковые дифференциалы

Кулачковые (сухарные) дифференциалы могут быть с горизонтальным (рисунок 4, а) или радиальным (рисунок 4, б) расположением сухарей. Сухари 3 размещаются в один или два ряда в отверстиях обоймы 2 корпуса 1 дифференциала между полуосевыми звездочками 4 и 5, которые установлены на шлицах полуосей. Сухари в дифференциале выполняют роль сателлитов.

Рисунок 4 — Кинематические схемы кулачковых (а, б) и червячных (в, г) дифференциалов

1 — корпус, 2 — обойма, 3 — сухарь; 4, 5 — звездочки; 6, 8 — червяки; 7 — сателлит; 9, 10 — шестерни

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге сухари неподвижны относительно обоймы и полуосевых звездочек. Своими концами они упираются в профилированные кулачки полуосевых звездочек и расклинивают их. Все детали дифференциала вращаются как одно целое, и оба ведущих колеса автомобиля вращаются с одинаковыми скоростями.

При движении автомобиля на повороте или по неровной дороге сухари перемещаются в отверстиях обоймы и обеспечивают ведущим колесам автомобиля разную скорость вращения без проскальзывания и буксования.

Кулачковые дифференциалы являются дифференциалами повышенного трения, так как имеют значительное внутреннее трение, которое позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший на буксующее колесо. При этом суммарная тяговая сила на ведущих колесах автомобиля достигает максимального значения. Так, за счет повышенного внутреннего трения суммарная тяговая сила на ведущих колесах увеличивается на 10...15%, что способствует повышению тяговых свойств и проходимость автомобиля. Кулачковые дифференциалы относительно просты по конструкции и имеют небольшую массу. Они широко применяются на автомобилях повышенной и высокой проходимости.

Червячные дифференциалы

Червячные дифференциалы могут быть с сателлитами или без сателлитов. В червячном дифференциале с сателлитами (рисунок 4, в) крутящий момент от корпуса 1 дифференциала через червячные сателлиты 7 и червяки 6 и 8 передается полуосевым червячным шестерням 9 и 10, которые установлены на шлицах полуосей, связанных с ведущими колесами автомобиля.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге корпус, сателлиты, червяки и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. При движении автомобиля на повороте или по неровностям дороги разная скорость вращения ведущих колес обеспечивается за счет относительного вращения сателлитов, червяков и полуосевых шестерен.

В червячном дифференциале без сателлитов (рисунок 4, г) полуосевые червячные шестерни 9 и 10 находятся в зацеплении с червяками 6 и 8, которые находятся также в зацеплении между собой. Крутящий момент от корпуса 1 дифференциала передается полуосевым шестерням 9 и 10 через червяки.

Червячные дифференциалы обладают повышенным внутренним трением, которое увеличивает суммарную тяговую силу на ведущих колесах автомобиля на 10...15%. Это способствует повышению тяговых свойств и проходимости автомобиля. Однако червячные дифференциалы наиболее сложные по конструкции. Они самые дорогостоящие из всех дифференциалов, так как их сателлиты и полуосевые шестерни изготавливают из оловянистой бронзы. В связи с этим в настоящее время червячные дифференциалы на автомобилях применяются очень редко.

Другие статьи по теме

Для чего нужна и как работает блокировка дифференциала в автомобиле | Автомеханик

Наличие у автомобиля блокировки дифференциала существенно улучшает проходимость такой машины, позволяя выбраться из разъезженной колеи, топкого грунта и глубокого снега.

Многие автомобили сегодня оснащаются свободным дифференциалом, который позволяет не только исключить пробуксовку колес, но и улучшает показатели проходимости на скользком покрытии и топком грунте. Подобные устройства улучшают передачу крутящего момента на ведущую ось, поэтому свободный дифференциал с возможностью его блокировки устанавливается не только на внедорожниках, но и на различные спортивные автомобили.

Особенности конструкции

Первоначально возможность блокировки дифференциала появилась на внедорожниках, что позволяло преодолевать сложные участки проселочных дорог, когда водитель мог самостоятельно заблокировать одно из колёс, перекинув весь доступный ему крутящий момент на колесо, которое имеет качественное сцепление с дорогой. Тем самым обеспечивалась отличная проходимость, машина не увязает в грязи, а даже если внедорожник садился глубокий снег, то вызволить такой автомобиль можно было, не прибегая к трактору или эвакуатору.

В последующем продвинутые конструкции свободного дифференциала с возможностью его блокировки стали использоваться и на спортивных автомобилях, которые получили возможность лучшей реализации мощности мотора и полную передачу крутящего момента на ведущую ось. У такого автомобиля исключается пробуксовка, соответственно облегчается старт с места, а в поворотах упрощается управление машиной даже на экстремально высоких скоростях. Сегодня на спорткарах используются различные типы свободных дифференциалов, в том числе с полностью автоматическим управлением.

Системы с полной блокировкой

Под полной блокировкой дифференциала принято считать такую конструкцию, которая обеспечивает жесткое соединение всех элементов дифференциала, гарантируя полную передачу крутящего момента непосредственно на колесо с лучшим сцеплением. Многие специалисты называют такую конструкцию первым поколением дифференциалов с осевой блокировкой, которые в последующем уступили место электронно-управляемым системам.

Однако даже сегодня, когда появились высокотехнологичные автомобили с полной блокировкой дифференциала, такая система также популярна, что объясняется простотой ее конструкции, надежностью и функциональностью. Чаще всего такой полной блокировкой оснащаются внедорожники и универсалы повышенной проходимости. Это объясняется тем, что на такие машины в процессе эксплуатации приходятся повышенные нагрузки и электронная муфта попросту не в состоянии справиться с такой техникой. Поэтому электронная система в таких условиях будет часто ломаться, а единственным оптимальным решением станет использование жёсткого блокирующего дифференциала.

Частичная блокировка дифференциала

Такие конструкции появились в начале девяностых годов, они постоянно совершенствуются, позволяя обеспечить отличные эксплуатационные характеристики современных полноприводных седанов и кроссоверов. При частичной блокировке передаваемое усилие на ведущую ось и крутящиеся колеса ограничивается электроникой, причём система самостоятельно принимает решение в каком соотношении ей перебрасывать мощность с одной оси на другую и с одного колеса на другое.

Преимуществом использования таких систем с частичной блокировкой дифференциала является универсальность, функциональность и скорость реакции. Однако назвать такую конструкцию по-настоящему надёжной всё же затруднительно. Часто из строя выходят различные валы и приводы, которые по прошествии 50-70 тысяч километров пробега требуется менять на новые, что существенно увеличивает расходы на эксплуатацию машины. Также подобные системы с частичной блокировкой дифференциала не слишком хорошо проявляют себя в тех случаях, когда автомобиль эксплуатируется в по-настоящему тяжёлых условиях, быстро выходя из строя.

Механический ручной и самоблокирующийся дифференциал

Конструкции с принудительной блокировкой используют кулачковую муфту, которая отвечает за жесткую сцепку дифференциала с каждой из полуосей. Привод сцепления может быть механическим, гидравлическим, пневматическим или электрическим. В механических конструкциях используются специальные рычаги и тросы, что позволяет по желанию водителя блокировать частично или полностью те или иные колёса, что в свою очередь вызволяет автомобиль из глубокого снега или топкой колеи.

Самоблокирующийся дифференциал — это промежуточное решение между полной блокировкой и свободным дифференциалом. Впервые такие конструкции появились ещё в 60-х годах прошлого века, однако, в силу своей сложности, они изначально не получили популярности, и лишь в девяностых годах стали активно применяться на современных автомобилях.

Самоблокирующиеся дифференциалы могут выполняться следующим образом:

1) с электронной блокировкой;

2) с дисковым дифференциалом;

3) с вязкостной муфтой.

Управление системой осуществляется как механически водителем, так и с помощью специальных блоков управления, которые учитывают угловые скорости колес и разность крутящего момента на переднем и заднем приводе. Полностью автоматические системы позволяют экономить топливо, обеспечивают улучшение проходимости автомобиля, облегчая его управление на высокой скорости и лучше реализуют мощность мотора.

Сегодня подобные системы самоблокирующихся дифференциалов зарекомендовали себя с наилучшей стороны, они отличаются прочностью, надежностью и долговечностью, не требуя в процессе эксплуатации какого-либо сложного обслуживания и ремонта.

Дифференциал Торсена

Червячный дифференциал Торсена - это конструкция, которая отличается чувствительностью к показателям крутящего момента. По сути, это планетарный редуктор, внутри которого располагаются многочисленным ведомые и ведущие червячные шестерни. Отличительной особенностью такой конструкции является свойство червяных шестерён вращать другие валы, при этом оставаясь полностью неподвижными.

Такие конструкции получились надежными, долговечными, функциональными и способными выдерживать существенные нагрузки в процессе эксплуатации автомобиля. Сегодня эти системы устанавливаются на полноприводные седаны и универсалы, лёгкие кроссоверы и тяжёлые внедорожники. Рассматривать дифференциал Торсена как полноценную блокировку дифференциала всё же не следует, однако такая система существенно улучшает управляемость, позволяя эффективно перебрасывать крутящий момент между осями и отдельными колёсами на автомобиле.

Дифференциал автомобиля - устройство, фото, типы.

Многие покупатели при выборе внедорожника наверняка сталкивались в описании той или иной модели с термином «электронная блокировка дифференциала». Но что это такое, и как работает этот самый дифференциал, знают далеко не все потенциальные владельцы автомобилей этого класса. В нашем сегодняшнем материале мы подробно расскажем, для чего машине дифференциал, каковы его разновидности и на какие автомобили он устанавливается.

На фото самоблокирующиеся дифференциалы

История создания и назначение дифференциала

На автомобилях, оснащенных двигателем внутреннего сгорания, дифференциал появился через несколько лет после их изобретения. Дело в том, что первые экземпляры машин, приводимых в действие двигателем, имели очень плохую управляемость. Оба колеса на одной оси при повороте вращались с одинаковой угловой скоростью, что приводило к пробуксовке колеса, идущего по внешнему, большему, чем внутренний, диаметру. Решение проблемы было найдено просто: конструкторы первых автомобилей с ДВС позаимствовали у паровых повозок дифференциал – механизм, изобретенный в 1828 году французским инженером Оливером Пекке-Ром. Он представлял собой устройство, состоящее из валов и шестерней, через которые крутящий момент от двигателя передается на ведущие колеса. Но после установки на автомобиль дифференциала обнаружилась еще одна проблема – пробуксовка колеса, утратившего сцепление с дорогой.

Обычно это проявлялось, когда автомобиль двигался по дороге, покрытой участками льда. Тогда колесо, попавшее на лед, начинало вращаться с большей скоростью, чем то, которое находилось на грунте или бетоне, что в итоге приводило к заносу автомобиля. Тогда конструкторы задумались об усовершенствовании дифференциала с тем, чтобы при подобных условиях оба колеса вращались с одинаковой скоростью и автомобиль не заносило. Первым, кто проводил эксперименты с созданием дифференциала с ограниченным проскальзыванием, стал Фердинанд Порше.

Фердинанд Порше

Ему понадобилось три года, чтобы разработать, протестировать и выпустить на рынок так называемый кулачковый дифференциал – первый механизм с ограниченным проскальзыванием, который устанавливался на первые модели марки Volkswagen. Впоследствии инженеры разработали различные виды дифференциалов, о которых речь пойдет ниже.

В автомобиле дифференциал выполняет три функции: 1) передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам, 2) задает колесам разные угловые скорости, 3) служит понижающей передачей в сочетании с главной передачей.

Устройство дифференциала

Усовершенствованный автомобильными конструкторами дифференциал устроен в виде планетарной передачи, где крутящий момент от двигателя передается через карданный вал и коническую зубчатую передачу на корпус дифференциала. Тот, в свою очередь, направляет крутящий момент на две шестерни, а уже они распределяют момент между полуосями. Сцепление между шестернями-сателлитами и полуосями имеет две степени свободы, что позволяет им вращаться с разными угловыми скоростями.

Устройство дифференциала.

Таким образом, дифференциал обеспечивает разную скорость вращения колес, расположенных на одной оси, что предотвращает и пробуксовку при повороте. После того, как был изобретен полный привод, у автомобиля появилось два, а впоследствии и три (с межосевым) дифференциала, которые распределяли крутящий момент между ведущими осями.

Уже понятно, что без дифференциала не обходится ни один автомобиль. В передне- и заднеприводных автомобилях он расположен на ведущей оси. Если у автомобиля сдвоенная ведущая ось, то здесь в конструкции трансмиссии применяют два дифференциала — по одному на каждую ось. В полноприводных машинах дифференциалов два (для моделей с подключаемым полным приводом – по одному на каждую ось) или три (для моделей с постоянным полным приводом – по одному на каждую ось, плюс межосевой дифференциал, который распределяет крутящий момент между осями). Кроме количества механизмов, устанавливаемых на автомобили с разными типами приводов, дифференциалы различают по виду блокировки.

Разновидности дифференциалов

По виду блокировки дифференциалы делятся на два – ручная и электронная блокировка. Ручная, как следует из названия, производится водителем вручную при помощи кнопки или тумблера. В этом случае шестерни-сателлиты механизма блокируются, ведущие колеса двигаются с одинаковой скоростью. Обычно ручная блокировка дифференциала предусмотрена на внедорожниках.

Ее рекомендуется включать при преодолении сложного бездорожья и отключать при выезде на обычные дороги.

Электронная или автоматическая блокировка дифференциала осуществляется при помощи электронного блока управления, который, анализируя состояние дорожного покрытия (используется информация с датчиков ABS и антипробуксовочной системы), сам блокирует шестерни-сателлиты.

Задний дифференциал с электронным управлением Range Rover Sport

По степени блокировки это устройство делится на дифференциал с полной блокировкой и дифференциал с частичной блокировкой шестерен-сателлитов.

Полная блокировка дифференциала предполагает 100%-ную остановку вращения шестерен-сателлитов, при которой сам механизм начинает выполнять функцию обычной муфты, передавая равнозначный крутящий момент на обе полуоси. Вследствие этого оба колеса вращаются с одинаковой угловой скоростью. Если же одно из колес теряет сцепление с дорогой, весь крутящий момент передается на колесо с лучшим сцеплением, что позволит преодолеть бездорожье. Такое устройство дифференциала используется на внедорожниках Toyota Land Cruiser, Mercedes-Benz G-Class и других.

Полная блокировка дифференциала

Частичная блокировка дифференциала предполагает неполную остановку вращения шестерен-сателлитов, то есть с проскальзыванием. Достигается такой эффект за счет так называемых самоблокирующихся дифференциалов. В зависимости от того, каким образом срабатывает этот механизм, их делят на два вида: Speed sensitive (функционируют при разнице в угловых скоростях вращения полуосей) и Torque sensitive (функционируют при уменьшении крутящего момента на одной из полуосей). Такое устройство дифференциала используется на внедорожниках Mitsubishi Pajero, Audi с системой полного привода Quattro, BMW с системой X-Drive и так далее.

Дифференциалы, относящиеся к группе Speed sensitive, имеют разную конструкцию. Существует механизм, в котором роль дифференциала играет вискомуфта. Она представляет собой резервуар, расположенный между полуосью и ротором карданного вала, заполненный специальной вязкой жидкостью, в которую, в свою очередь, погружены диски, сочлененные с полуосью и ротором. Когда угловая скорость вращения колес разнится (одно колесо вращается быстрее другого), диски в резервуаре тоже начинают вращаться с разными скоростями, но вязкая жидкость постепенно выравнивает их скорость, и, соответственно, крутящий момент. Как только угловые скорости обоих колес сравняются, вискомуфта отключается. По своим характеристикам вискомуфта менее надежна, чем фрикционный дифференциал, поэтому ее устанавливают на машины, предназначенные для преодоления бездорожья средней степени или спортивные модификации автомобилей.

Еще один механизм дифференциала, относящийся к группе Speed sensitive – героторный дифференциал. Здесь роль блокировки, в отличие от вискомуфты, играет масляный насос и фрикционные пластины, которые монтируются между корпусом дифференциала и шестерней-сателлитом полуосей. Но принцип действия во многом схож с таковым у вискомуфты: при возникновении разницы в угловых скоростях ведущих колес насос нагнетает масло на фрикционные пластины, которые под давлением блокируют корпус дифференциала и шестерню полуоси до тех пор, пока скорости вращения колес не сравняются. Как только это происходит, насос перестает работать и блокировка отключается.

Дифференциалы, относящиеся к группе Torque sensitive, тоже имеют разную конструкцию. К примеру, есть механизм, в котором используется фрикционный дифференциал. Его особенностью является разность угловых скоростей вращения колес при движении автомобиля на прямой и в повороте. При езде по прямой дороге угловая скорость обоих колес одинаковая, а при прохождении поворота ее значение различно для каждого колеса. Это достигается за счет установки между корпусом дифференциала и шестерней-саттелитом фрикциона, который способствует улучшению передачи крутящего момента на колесо, утратившее сцепление с дорогой.

Еще один тип дифференциалов — с гипоидным (червячным или винтовым) и косозубым зацеплением. Их условно делят на три группы.

Первая – с гипоидным зацеплением, в которой у каждой полуоси есть собственные шестерни-сателлиты. Они объединятся между собой при помощи прямозубого зацепления, причем ось шестерни располагается по отношению к полуоси перпендикулярно. При возникновении разницы в угловых скоростях ведущих колес, шестерни полуосей расклиниваются, образуется трение между корпусом дифференциала и шестернями. Происходит частичная блокировка дифференциала и крутящий момент передается на ту ось, угловая скорость вращения которой меньше. Как только угловые скорости колес выровняются, происходит деактивация блокировки.

Вторая – с косозубым зацеплением, в которой у каждой полуоси также есть свои шестерни-сателлиты (они винтовые), но их оси располагаются параллельно полуосям. А объединяются эти агрегаты между собой при помощи косозубого зацепления. Сателлиты в этой механизме установлены в специальных нишах на корпусе дифференциала. Когда угловая скорость вращения колес различается, происходит расклинивание шестерен, и они, сопрягаясь с шестернями в нишах корпуса дифференциала, частично блокируют его. При этом крутящий момент направляется на ту полуось, скорость вращения которой меньше.

Третья – с косозубыми шестернями полуосей и винтовыми шестернями сателлитов, которые располагаются параллельно друг другу. Такой тип используется в конструкции межосевого дифференциала. Благодаря планетарной конструкции дифференциала, имеется возможность посредством частичной блокировки смещать крутящий момент на ту ось, угловая скорость вращения колес которой меньше. Диапазон такого смещения весьма широк – от 65/35 до 35/65. При установлении равнозначной угловой скорости вращения колес передней и задней оси дифференциал разблокируется.

Эти группы дифференциалов получили самое широкое применение в автомобилестроении: их устанавливают как на «гражданские» модели, так и на спортивные.

Блокировки дифференциала

Одним из составных элементов трансмиссии является дифференциал, выполняющий достаточно важную функцию. Во время движения на авто создаются разные условия для вращения колес, что может повлиять на степень нагрузки узлов трансмиссии, управляемость авто.

Вращение от коробки передач передается на главную передачу, которая перераспределяет его на приводы колес. Если бы эта передача велась напрямую, то в любых условиях ведущие колеса будут вращаться с одной и той же скоростью. На ровных участках дороги такое распределение крутящего момента и нужно. Но при вхождении в поворот колеса ведущей оси двигаются по разной траектории и проходят неодинаковый путь. Поэтому и скорость вращения колес должна изменяться в соответствии с условиями движения.

Проблема с правильным распределением крутящего момента между колесами и устраняется дифференциалом. Этот узел меняет соотношение момента в зависимости от условий, причем делает он это самостоятельно, без какого-либо вмешательства. Функционирует дифференциал за счет сопротивления, которые встречают колеса.

При равномерном движении колеса встречают одинаковое сопротивление, поэтому дифференциал распределяет момент равномерно. При вхождении же в поворот, сопротивление на колесе, идущему по внутреннему радиусу, возрастает. Повышение усилия на одном из колес приводит к тому, что дифференциал «перебрасывает» часть момента на колесо с меньшим сопротивлением. В результате колеса начинают двигаться с разной скоростью – внутреннее замедляется, а внешнее – ускоряется.

Назначение блокировки

Особенность функционирования дифференциала имеет одну негативную сторону – чем меньше сопротивление встречает колесо, тем больше вращения узел передаст на него. Выливается это в то, что попавшее на скользкую поверхность или вывешенное колесо получает 100% крутящего момента, в то время как второе колесо оси, стоящее на твердой поверхности, остается без вращения. В итоге автомобиль обездвиживается. Из-за дифференциала преодоление даже незначительного бездорожья может обернуться проблемой, авто просто станет в грязи и все.

Не стоит на легковом автомобиле выезжать на бездорожье

Если обычные легковые машины не рассчитаны на движение по бездорожью, то дифференциалы на внедорожниках не дают раскрыть их возможности в полной мере. Устраняется негативное качество дифференциала его блокировкой. Но как работает блокировка дифференциала и что она из себя вообще представляет, знают не все автолюбители.

Блокировка представляет собой специальный механизм, добавленный в конструкцию дифференциала и обеспечивающий принудительное распределение момента по колесам в определенном соотношении. То есть блокировка исключает вероятность подачи вращения только на одно колесо ведущей оси. В результате даже при попадании одного из колес на скользкую поверхность, момент будет подаваться и на второе, поэтому автомобиль сохранит возможность движения.

Конструкторами разработаны самые разные виды блокировок дифференциала. Несмотря на конструктивно отличия все они выполняют одну и ту же задачу – сохраняют распределение крутящего момента по осям в заданном соотношении.

В целом существующие блокировки делятся на три типа:

  1. Жесткая
  2. Частичная
  3. Электронная

Первые два типа включают множество вариантов, отличающихся по конструктивному исполнению, но используют единый принцип работы.

Жесткая блокировка

Основная особенность жесткого типа блокировки заключается в том, что после задействования она распределяет момент между осями поровну. То есть, ведущий мост начинает работать как будто дифференциала в его конструкции вовсе нет.

Самым простым конструктивным исполнением полной блокировки является создание жесткой связи между корпусом дифференциала, закрепленного на ведомой шестерне главной передачи, и одной из полуосей. В результате такой связи дифференциал теряет возможность распределения вращения и передачи его только на одно колесо.

Простейшее конструктивное исполнение полной блокировки сводится к посадке на шлицы полуоси дополнительной муфты с механизмом управления. На этой муфте, а также на корпусе дифференциала проделаны зубья, которыми осуществляется зацепление этих элементов.

Для блокировки достаточно лишь ввести в зацепление муфту с корпусом и полуось получается жестко связанной с главной передачей.

Механическая блокировка

Полная блокировка используется как на межколесных, так и межосевых дифференциалах внедорожников и имеет исключительно принудительное ручное включение. При этом нередко этот механизм на переднем мосту не используется, чтобы не влиять на управляемость авто.

Принцип работы механизмов полной блокировки идентичен для всех вариантов, отличия заключаются лишь в конструктивном исполнении. А вот приводы их могут быть разными:

  • механический;
  • гидравлический;
  • пневматический;
  • электрический.

При этом все виды приводов выполняют одну задачу – вводят в зацепление муфту с корпусом.

Механический тип привода представлен в виде системы тяг и рычагов, гидравлический — двумя цилиндрами (главным и рабочим), соединенных между собой трубопроводной магистралью, пневматический – пневмоцилиндром с рабочей камерой, электрический – электродвигателем.

Достоинством жесткой блокировки является обеспечение высокой проходимости авто, поскольку при любых условиях колеса всегда двигаются с одной скоростью.

Но есть и недостатки:

  • Повышенная нагрузка на трансмиссию;
  • Невозможность движения по дорогам с твердым покрытием;
  • Не допускаются высокие скорости передвижения;
  • Ручное управление.

Несмотря на это многие любители полноценных внедорожников предпочитают именно этот тип блокировки.

Механизмы частичной блокировки

Частичная блокировка отличается тем, что перераспределение момента выполняется в соотношении, меняющемся от условий движения. То есть, такой механизм при потере сцепления одного из колес лишь частично его замедляет, «перебрасывая» момент на другое колесо.

Механизмы частичной блокировки могут работать как в полностью автоматическом режиме (так называемые самоблокирующиеся дифференциалы), так и с принудительным включением.

К этому типу блокировки относятся различные виды муфт:

  • Повышенного трения;
  • Вискомуфты;
  • Электромагнитные.

Все эти муфты построены по одному принципу. Основными их рабочими элементами являются пакеты дисков. Одна часть этого пакета жестко связана с полуосью, а вторая – с корпусом дифференциала. Диски обоих пакетов чередуются между собой.

Принцип работы рассмотрим на примере муфты повышенного трения. В таком узле фрикционные диски прижаты друг к другу с определенным усилием, в одних за счет пружин, а в других за счет нажимных колец с пружинами в центре. При движении на ровном участке фрикционные пакеты вращаются с одной скоростью, поскольку моменты по колесам распределяются равномерно. Но как только одно из колес теряет сопротивление, один фрикционный пакет начинает вращаться быстрее второго. Поскольку полуосевые шестерни конусные дополнительно возникает осевая сила смещения, которая стремится их развести. А так как диски прижаты друг к другу, возникающая сила трения «притормаживает» полуось, перебрасывая момент на второе колесо.

Дифференциал повышенного трения

В вискомуфте диски механизма не контактируют между собой, но пространство между ними заполнено специальной жидкостью, у которой при перемешивании возрастает вязкость, вплоть до полного затвердевания. Несмотря на конструктивные отличия принцип действия вискомуфты не отличается от узла повышенного трения. То есть, пока нет разницы в скоростях вращения пакетов, муфта является разблокированной. А как только один из пакетов дисков начинается крутиться быстрее, вязкость жидкости возрастает, «притормаживая» ускорившийся пакет дисков, тем самым меняется распределение момента по осям.

И виско-, и муфта повышенного трения являются самоблокирующимися. А вот электромагнитная муфта может быть, как автоматической, так и с ручным управлением. Конструктивно она схожа с узлом повышенного трения, но в ней прижатие пакетов дисков осуществляется за счет магнитов. В ручном варианте при включении блокировки в муфте создается электромагнитное поле, сжимающее пакеты между собой.

Муфта повышенного трения может устанавливаться как на межколесном, так и межосевом дифференциалах в системах постоянного полного привода. Вискомуфта из-за значительных габаритов используется только между осями, а в конструкции ведущих мостов не применяется.

Электромагнитная муфта может устанавливаться как на ведущих осях, так и в качестве межосевого дифференциала системы привода с ручным и электронным управлением, поскольку позволяет делать все колеса ведущими только при надобности.

Отдельно в качестве частичной блокировки стоит упомянуть червячные автоматические дифференциалы, ярким представителем которых являются узлы Torsen. Его особенность заключается в использовании червячных шестерен в конструкции дифференциала. В червячных передачах при определенных условиях появляется эффект «расклинивания», который и использовали при создании планетарного редуктора Torsen.

У всех механизмов частичной блокировки есть один существенный недостаток – они не способы работать длительный срок с повышенной нагрузкой. Поэтому не стоит пытаться преодолеть серьезное бездорожье с ними, поскольку это приведет к поломке узлов. Частичные блокировки по большей части устанавливаются на кроссоверы.

Электронная система

Напоследок упомянем об электронной блокировке. Она не входит в конструкцию трансмиссии, и по сути, не является механизмом. Поэтому этот вариант нередко называют «системой имитации блокировки дифференциала». Но электронная блокировка выполняет ту же функцию – замедляет колесо, потерявшее сопротивление, чтобы перебросить момент на второе колесо. И делает это система путем воздействия на тормозные механизмы.

В целом электронная блокировка является лишь функцией системы ABS. Суть работы очень проста – датчики контролируют скорость вращения ведущих колес и при обнаружении, что одно из них ускорилось, блок управления АБС задействует исполнительный механизм, чтобы притормозить колесо.

Несмотря на то, что электронная блокировка не является механизмом, ее используют все чаще.

Виды дифференциалов | Справочная информация

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

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

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

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

Устройство дифференциала

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

  • конический;
  • цилиндрический;
  • червячный.

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

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

Дифференциальный механизм конического типа состоит из следующих элементов:

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

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

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

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

Функциональность дифференциального устройства

Симметричный дифференциал может функционировать в одном из трех доступных режимов.

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

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

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

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

Подборка б/у автомобилей Cadillac

Виды современных дифференциалов

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

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

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

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

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

  • Механизм с дисковой блокировкой

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

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

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

  • Дифференциал кулачкового типа

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

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

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

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

  • Вискомуфта (вязкостная муфта)

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

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

Два типа принудительной блокировки дифференциала

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

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

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

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

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


Самоблокирующийся дифференциал: принцип действия

Термин «блокировка дифференциала», или «самоблокирующейся дифференциал» (самоблок), слышали многие автомобилисты, а вот как этот процесс выглядит на практике, знают лишь некоторые. И если раньше такой «опцией» автопроизводители оборудовали преимущественно внедорожники, то сейчас ее можно встретить и на вполне городском автомобиле. Кроме того, зачастую владельцы машин не оборудованных самоблоками, поняв, какую пользу они приносят, устанавливают их самостоятельно.

Но прежде чем разбираться с тем, как работает самоблокирующийся дифференциал, нужно понять, как он функционирует без блокировки.

Что такое дифференциал

Дифференциал (дифф) по праву можно считать одним из главных элементов конструкции трансмиссии автомобиля. С его помощью происходит передача, изменение, а также распределение выдаваемого двигателем крутящего момента между парой потребителей: колесами, расположенными на одной оси машины или же между ее мостами. Причем сила потока распределяемой энергии при необходимости может быть различной, а значит, и скорость вращения колес - разной.

В трансмиссии автомобиля дифф может быть установлен: в картере заднего моста, КПП и в раздаточной коробке, в зависимости от устройства привода(ов).

Те диффы, которые установлены в мосту или КПП, называются межколесными, а который находится между осями машины, соответственно – межосевым.

Назначение дифференциала

Как известно, автомобиль во время движения совершает различные маневры: повороты, перестроения, обгоны и т. д. Кроме того, поверхность дороги может содержать неровности, а это значит, что колеса автомобиля, в зависимости от ситуации, в одно и то же время могут проходить различное расстояние. Поэтому, например, при повороте, если скорость вращения колес на оси будет одинаковой, то одно из них неминуемо станет пробуксовывать, что приведет к ускоренному износу покрышек. Но это не самое страшное. Гораздо хуже то, что у транспортного средства значительно снижается управляемость.

Вот для решения подобных проблем и придумали дифференциал – механизм, который будет перераспределять энергию, поступающую от двигателя, между осями автомобиля в соответствии с величиной сопротивления качению: чем оно меньше, тем больше будет скорость вращения колеса, и наоборот.

Механизм дифференциала

На сегодняшний день существует множество разновидностей диффов, и их устройство довольно сложное. Однако принцип работы в целом одинаков, поэтому будет проще для понимания рассмотреть самый простой тип – открытый дифференциал, который состоит из следующих элементов:

  1. Шестеренок, закрепленных на полуосях.
  2. Ведомой (коронной) шестерни, выполненной в виде усеченного конуса.
  3. Ведущей шестерни, закрепленной на конце ведущего вала, которая в совокупности с коронной образует главную передачу. Так как ведомая шестерня по размерам больше ведущей, то последней придется сделать несколько оборотов вокруг своей оси, прежде чем коронная выполнит только один. Следовательно, именно эти два элемента дифференциала снижают величину энергии (скорости), которая в итоге дойдет до колес.
  4. Сателлитов, которые образуют планетарный механизм, играющий ключевую роль в обеспечении необходимой разности в скорости вращения колес.
  5. Корпуса.

Как работает дифференциал

Во время прямолинейного движения автомобиля его полуоси, а значит, и колеса, вращаются с такой же скоростью, как и ведущий вал со своей косозубой шестерней. Но во время поворота воздействующая нагрузка на колеса становится различной (одно из них пытается крутиться быстрей), и за счет этой разницы освобождаются сателлиты. Теперь энергия двигателя проходит через них, а так как пара сателлитов – это две отдельные, независимые шестерни, то к полуосям передается разная по величине частота вращения. Таким образом, мощность, вырабатываемая двигателем, распределяется между колесами, но неравномерно, а в зависимости от действующей на них нагрузки: то, что двигается по внешнему радиусу, испытывает меньшее сопротивление качению, поэтому дифф передает на него больше энергии, раскручивая быстрее.

Разницы в том, как работает межосевой дифференциал и межколесный, нет: принцип действия аналогичен, только в первом случае распределенный крутящий момент направлен к осям автомобиля, а во втором - к его колесам, расположенным на одной оси.

Потребность в межосевом диффе особенно становится заметна во время движения машины по пересеченной местности, когда ее вес давит на ту ось, которая находится ниже другой, например, на подъеме или спуске.

Проблема дифференциала

Несмотря на то что дифференциал, безусловно, играет большую роль в конструкции автомобиля, его работа иногда создает проблемы для водителя. А именно: когда одно из колес оказывается на скользком участке дороги (грязи, льду или снегу), то другое, находящееся на более твердом грунте, начинает испытывать повышенную нагрузку, дифф старается это исправить, перенаправляет энергию двигателя на скользящее колесо. Таким образом, выходит, что оно получает максимальное вращение, в то время как другое, имеющее плотное сцепление с грунтом, попросту остается неподвижным.

Как работает дифференциал на

Вот именно для решения подобных проблем была придумана блокировка (отключение) дифференциала.

Принцип блокировки и ее виды

Поняв принцип работы дифференциала, можно заключить, что если заблокировать его, то увеличится крутящий момент на том колесе или оси, которое имеет лучшее сцепление. Это можно сделать, если соединить его корпус с одной из двух полуосей или же остановить вращение сателлитов.

Блокировка может быть полной – когда части дифференциала соединяются жестко. Осуществляется, как правило, при помощи кулачковой муфты и управляется водителем через специальный привод из кабины автомобиля. Или же она может быть частичной, в этом случае на колеса передается только ограниченное усилие – так работает самоблокирующийся дифференциал, которому участие человека не требуется.

Как работает самоблокирующийся дифференциал

Самоблокирующийся дифференциал, по сути, представляет собой компромисс между полным блоком и свободным диффом и позволяет снизить пробуксовку колес машины в случае возникновения между ними разницы в коэффициенте сцепления с грунтом. Таким образом, значительно повышается проходимость, управляемость на бездорожье, а также динамика разгона автомобиля, причем независимо от качества дороги.

Самоблок исключает полную блокировку колес, что защищает полуоси от критических нагрузок, которые могут возникнуть на дифференциалах с принудительным выключением.

Блокировка с полуосей снимается автоматически, если при прямолинейном движении скорости вращения колес выравнивается.

Самые распространенные типы самоблоков

Дисковый самоблок – это набор фрикционных (трущихся) дисков, установленных между корпусом диффа и шестерней полуоси.

Понять, как работает дифференциал с таким блоком, несложно: пока машина едет по прямой, корпус диффа и обе полуоси крутятся вместе, как только в скоростях вращения появляется разница (колесо попало на скользкий участок), между дисками возникает трение, снижающее ее. То есть колесо, оставшееся на твердом грунте, продолжит вращаться, а не остановится, как в случае свободного дифференциала.

Вискомуфта, или иначе вязкостная муфта, так же как и предыдущий дифф, содержит два пакета дисков, только на этот раз перфорированных, установленных между собой с небольшим зазором. Одна часть дисков имеет сцепление с корпусом, другая – с валом привода.

Как работает блокировка дифференциала на

Диски, помещены в емкость, заполненную кремнийорганической жидкостью, которая при равномерном их вращении остается в неизменном состоянии. Как только между пакетами появляется отличие в скорости, жидкость начинает быстро и сильно густеть. Между перфорированными поверхностями возникает сопротивление. Чересчур раскрутившийся пакет таким образом притормаживается, и скорость вращения выравнивается.

Зубчатый (винтовой, червячный) самоблок. Его работа базируется на способности червячной пары расклиниваться и тем самым блокировать полуоси при возникновении на них разницы в крутящих моментах.

Кулачковый самоблок. Чтобы понять, как работает дифференциал такого типа, достаточно представить открытый дифф, в котором вместо планетарного шестеренчатого механизма установлены зубчатые (кулачковые) пары. Кулачки проворачиваются (перескакивают), когда скорости вращения колес практически одинаковы, и жестко блокируются (заклиниваются), как только какое-то из них начинает пробуксовывать.

Разницы в том, как работает блокировка межосевого дифференциала и межколесного, нет – принцип действия одинаков, отличия только в конечных точках: в первом случае – два моста, во втором – два колеса, установленных на одной оси.

Отечественная «Нива» и ее дифференциалы

В линейке отечественных ВАЗов «Нива» занимает особенное место: в отличие от своих «родственников» по конвейеру, эта машина оборудована не выключаемым полным приводом.

В трансмиссии ВАЗовского внедорожника установлено три дифференциала: межколесные – в каждом мосту, и межосевой – в раздатке. Несмотря на такое количество, разбираться заново в том, как работают дифференциалы на «Ниве», не придется. Все точно так же, как описывалось выше. То есть, во время прямолинейного движения машины, при условии отсутствия пробуксовок на колесах, тяговое усилие между ними распределено равномерно и имеет одинаковую величину. Когда какое-то из колес начинает буксовать, то вся энергия от двигателя, пройдя через диффы, направляется к этому колесу.

Блокировка дифференциалов «Нивы»

Прежде чем говорить о том, как работает блокировка дифференциалов на «Ниве», следует отметить один момент, а именно уточнить назначение передней (маленькой) ручки раздаточной коробки.

Некоторые водители полагают, что с ее помощью у машины включается передний привод – это не так: и передний, и задний приводы у «Нивы» задействованы всегда, а этой ручкой осуществляется управление дифференциалом раздатки. То есть пока она установлена в положении «вперед», дифф работает в штатном режиме, а когда «назад» – отключается.

А теперь непосредственно о блокировке: при выключении дифференциала валы раздаточной коробки замыкаются между собой муфтой, тем самым принудительно выравнивая скорости их вращения, то есть суммарная скорость колес передней оси приравнивается к суммарной скорости задней. Распределение тяги происходит в сторону большего сопротивления. Допустим, буксует заднее колесо, если включить блокировку, тяговое усилие уйдет на переднюю ось, колеса которой вытянут машину, но если одновременно с задним забуксует и переднее колесо, то самостоятельно «Нива» уже не выберется.

Чтобы такого не случалось, автолюбители в мосты устанавливают самоблоки, которые помогут вытянуть застрявшую машину. На сегодняшний день самым популярным среди владельцев «Нивы» является дифференциал Нестерова.

Самоблок Нестерова

Именно в том, как работает дифференциал Нестерова, и заключен секрет его популярности.

Конструкция дифа позволяет не только оптимально регулировать угловую скорость колес машины при совершении маневров, но и в случае пробуксовок или вывешивании колеса устройство отдает ему минимальное количество энергии от двигателя. Причем реакция самоблока на изменение дорожной ситуации практически мгновенная. Кроме того, дифференциал Нестерова значительно улучшает управляемость машины даже на скользких поворотах, повышает курсовую устойчивость, повышает динамику разгона (особенно в зимний период), снижает расход горючего. А монтаж устройства не требует никаких изменений в конструкции трансмиссии и устанавливается точно так же, как классический дифф.

Дифференциал нашел применение не только в автомобильной технике, он оказался весьма полезен и на мотоблоках, значительно облегчив жизнь его владельцам.

Дифференциал для мотоблока

Мотоблок - агрегат довольно тяжелый, и, чтобы его просто повернуть, требуется немало усилий, а при нерегулируемой угловой скорости вращения колес это становится еще сложнее. Поэтому владельцы этих машин, если диффы не предусматривались изначально конструкцией, приобретают и устанавливают их самостоятельно.

Как работает дифференциал мотоблока? По сути, он лишь обеспечивает легкий разворот машины, останавливая одно из колес.

Другая его функция никак не связанная с перераспределением мощности – это увеличение базы колес. Конструкция дифференциала предусматривает его использование как удлинителя осей, что делает мотоблок более маневренным и устойчивым к опрокидываниям, особенно на поворотах.

Словом, дифференциал – вещь весьма полезная и незаменимая, а его блокировка в разы повышает проходимость автомобиля.

Как работает дифференциал? | Из архива Auto Swiat |

Без наличия дифференциала доходы производителей шин были бы в несколько десятков раз выше.Это связано с тем, что колеса одной оси поворачиваются в повороте с разной скоростью, потому что внешнему колесу в повороте предстоит пройти большее расстояние, чем внутреннему колесу.

Сколько еще? это легко вычислить.Например, если автомобиль движется по кругу с максимальным поворотом колес, внешнее переднее колесо образует окружность со средним диаметром 11,5 м (в среднем для легковых автомобилей). При ширине колеи 1,4 м (средняя заниженная) и умноженной на число Пи (прим. 3,14), получаем разницу в длинах окружностей, очерченных передними колесами, составляющую примерно 4,4 м, т.е. ок. 2,5 колесо поворачивается.

Фото: архив / Auto Świat Как работает дифференциал?

Так как эта проблема была уже хорошо известна первопроходцам автомобилестроения - и речь шла не только об износе шин, которые распределяли бы пробуксовку поровну между собой, но прежде всего об огромных напряжениях в трансмиссии - предпринимались только попытки проехать только на одно колесо.

Оптимальным решением оказался только дифференциал. Важнейшим его элементом является корзина-сателлит с вращающимися коническими шестернями, которые выравнивают вращение внутри.При движении прямо спутники не работают. Движущая сила передается на дисковое колесо, а оттуда через полуосевую корзину.

В повороте кольцевое колесо и корзина продолжают вращаться, потому что они постоянно связаны друг с другом с постоянной скоростью.С другой стороны, уравнительные колеса сателлитов начинают вращаться вокруг своей оси в противоположных направлениях.

Это позволяет одному из карданных валов вращаться быстрее, чем другому.Однако их суммарная скорость вращения остается неизменной. В крайнем случае — например, после засыпания снегом — при полной остановке одного другое вращается с удвоенной скоростью, теоретически передаваемой дисковому колесу.

Дифференциал для этого и предназначен - но кто попытается использовать эти способности силой и попытается выехать из сугроба в такой конфигурации привода, должен помнить, что более длительная такая работа может вызвать перегрев и разрушение сателлитных колес.

.

Дифференциал - мы ясно объясняем работу

На первый взгляд конструкция может показаться сложной даже тому, кто не раз имел контакт с шестернями. Тема дифференциала обсуждается очень часто, но по сей день многие из моих знакомых, интересующихся автомобилестроением, понятия не имеют, как он работает.

В ситуации, когда мне предстоит объяснить, почему, например, на снегу, при большой пробуксовке ведущих колес, пробуксовывает только одно из них, необходимо знание устройства этого механизма. Постараюсь максимально доступно описать, а в конце подкреплю себя фильмом.

В этой статье уже несколько раз писалось общее назначение дифференциала - позволяющий колесам на одной оси иметь разные скорости вращения относительно друг друга. Описание дифференциальной операции невозможно без знания ее структуры. Он состоит из нескольких типов шестерен и для облегчения понимания остального текста я введу их названия.

Дифференциальная конструкция

Дисковое колесо (1) главной передачи жестко закреплено на корпусе. Они приводятся в движение шестерней, которая передает крутящий момент опосредованно от двигателя. Кольцевое колесо на самом деле не способствует распределению крутящего момента между колесами. Внутри корпуса есть два других типа шестерен. Зубчатые венцы (3) соединены шлицами с карданными валами (4), поэтому при вращении любой из них (левой или правой) будет вращаться и карданный вал, прикрепленный к этой шестерне.

Остальные конические шестерни называются сателлитами (5). Они соединены с зубчатым венцом и вращаются вокруг центрирующих штифтов (6), на которых они закреплены. Крестовина вращается вместе с корпусом (2). Так, если колеса автомобиля вращаются с одинаковой скоростью, работа дифференциала не нужна, зубчатые венцы вращаются с одинаковой скоростью относительно друг друга, а сателлиты движутся вместе с ними, а не вокруг оси автомобиля. поперечные шарниры.

Единственным способом настройки коронных колес является использование сателлитов. Ведущие колеса не связаны напрямую ни с чем другим. Оба зубчатых венца вращаются с одинаковой скоростью, в результате назовем их "толкаемыми" сателлитами (эти не вращаются вокруг своей оси), которые получают движение от крестовины, одна от корпуса, а другая от коронное колесо.

При разнице в скорости вращения колес автомобиля начинают работать сателлиты. Помимо того, что они еще двигаются вместе с коронной шестерней (это движение является естественным следствием того, что приводится в движение коронная шестерня, которая вращается вместе с корпусом дифференциала, а вместе с ней вращается и крестовина с сателлитами), разница в числе оборотов правого и левого венца заставляет сателлиты вращаться вокруг собственной оси - вокруг рычагов люльки. Чтобы было легче понять, представьте, что установлен только один спутник. Тогда дифференциал тоже будет работать.

Благодаря вращению сателлитов возможны различные скорости вращения зубчатого венца . Легко представить, что если бы мы постоянно приваривали сателлиты к ведущим шестерням, им всегда приходилось бы снова вращаться с той же скоростью. При вращении сателлитов вокруг креста скорость вращения второго колеса уменьшится на столько же, на сколько увеличилась скорость первого колеса.

Планетарные передачи также можно найти в дифференциалах. Принцип действия тот же, за исключением того, что вместо сателлитов используются пары цилиндрических шестерен.

Планетарная передача как дифференциал

Каждый сателлит частью длины своих зубьев взаимодействует с цилиндрической шестерней одной полуоси, а остальной частью длины зубьев - со вторым, идентичным сателлитом. Она, в свою очередь, находится в зацеплении с цилиндрической шестерней второй полуоси. Это решение используется несколько реже из-за сложности, использования большого количества сателлитов и соответственно увеличения веса всего дифференциала.

А как это работает на практике?

Что происходит, когда колеса пробуксовывают, например, на снегу? Крутящий момент распределяется между колесами равномерно, но субъективно кажется, что он ударяется о колесо с меньшим сопротивлением. Например, когда он поднят или находится на очень скользкой поверхности, сателлиты «бегают» по периметру неподвижного зубчатого венца, приводя его в движение, когда он стоит на месте с хорошим сцеплением. Он стоит, потому что... момент распределяется равномерно, поэтому он получает такой же момент, как и скользящее колесо, так что немного.Недостаточно, чтобы двигаться.

Пробуксовывающее колесо вращается быстрее, чем при движении обоих колес. Эта ситуация во многих случаях является неблагоприятной, поэтому используются самоблокирующиеся дифференциалы или блокировки дифференциалов.

Если вы еще не до конца поняли принцип работы дифференциала, посмотрите видео ниже. Вы можете перемотать его примерно до 2 минут. Это, вероятно, самое ясное объяснение того, как работает дифференциал , с которым я сталкивался.

.

Дифференциал - что это и как работает? Мы объясняем

Поворот – это настоящая проблема для любой оси. Внешнее и внутреннее колеса вращаются с разной скоростью. Это связано с тем, что внешнее колесо проходит большее расстояние до поворота, чем внутреннее колесо. Для того чтобы оба колеса катились по своей траектории без заноса, достигая разных скоростей вращения, используется дифференциал, также известный как дифференциал. Это также направлено на снижение износа шин.

Как устроен дифференциал?

Центральным элементом дифференциала является обойма сателлитов с коническими шестернями, уравновешивающими вращение. При движении прямо спутники не работают. Движущая сила поступает на дисковые колеса и оттуда через корзину приводного вала. В повороте кольцевое колесо и корзина продолжают вращаться с постоянной скоростью. Шестерня постоянно прикреплена к корпусу. В свою очередь уравнительные колеса сателлитов начинают вращаться вокруг своей оси в противоположных направлениях.

Это позволяет одному из карданных валов вращаться быстрее, чем другому. Однако их суммарная скорость вращения остается неизменной. В крайнем случае, например, на снегу, когда один из карданных валов полностью остановлен, другой может иметь вдвое большую скорость, чем теоретически передается ведущему колесу. Однако следует помнить, что перегрузка дифференциала, вызванная, например, слишком частыми внезапными попытками выезда из снега, может привести к перегреву дифференциала и, как следствие, к разрушению сателлитов.

Что такое блокировка дифференциала?

Также есть блокировка дифференциала. В основном используется во внедорожниках, грузовиках, тракторах и некоторых внедорожниках. Его задача – уравнять скорость колес на блокируемой оси. Применяется, когда, например, есть проблема с сцеплением на скользкой или грязной поверхности. Однако жесткая блокада требует обслуживания – включите ее в нужный момент и не забудьте выключить после езды по ровному асфальту.

Дифференциалы повышенного трения

Мы также различаем дифференциалы с повышенным трением, называемые по-английски LSD (limited-slip Differential) или дифференциалы (от немецкого sperдифференциал). Это своего рода фрикционная муфта, встроенная внутрь дифференциала и соединяющая оба карданных вала (вторичные валы).

На полноприводной машине только один дифференциал. Однако в случае с полноприводными автомобилями используется два, а то и три дифференциала.Два из них расположены на каждой оси. Третий, т.е. межосевой, применяется в автомобилях с постоянным приводом 4×4 (например, во внедорожниках).

4,7 / 5 (количество голосов: 4) 9000 3 .

Что такое активный дифференциал?

Дифференциал – обязательный элемент любого автомобиля, передвигающегося по дорогам общего пользования. Его задача — дать возможность ведущим колесам самостоятельно поворачиваться на поворотах, когда каждое из них проходит дорогу разной протяженности. Относительно простая планетарная передача, широко известная как дифференциал, очень хорошо работает в этой роли.


Обычный дифференциал работает по назначению в нормальных условиях движения.Однако проблемы начинаются, когда крутящий момент, приложенный к колесам, приводит к тому, что одно из колес теряет сцепление с дорогой, например, на скользкой поверхности или во время гонок. Тогда потерявшее сцепление колесо начинает проскальзывать и может поворачиваться на месте, а другое колесо на цепком грунте остается неподвижным или медленно поворачивается, не обеспечивая ожидаемого ускорения. Это связано с тем, что в такое время подавляющая часть крутящего момента передается на колесо с меньшим сцеплением.Упрощая, можно сказать, что при потере сцепления с одним из ведущих колес ньютон-метры просто «убегают». Точное устройство и принцип работы «открытого» дифференциала можно увидеть на видео ниже.

Есть несколько способов решить эту проблему. Самым простым и дешевым, применяемым сегодня в большинстве легковых автомобилей, является антипробуксовочная система — электронная система, использующая элементы системы АБС.Когда во время ускорения обнаруживается занос одного колеса, оно замедляется, так что на другое колесо передается большая часть крутящего момента.

См. также: Битурбо, твин турбо, твин прокрутка турбо — что это значит и в чем отличия?

Цена простоты - некоторая ограниченность динамики, ведь на карту поставлено торможение. Поэтому автомобили с лучшими характеристиками используют дифференциалы повышенного трения, например.Тип Torsen, конструкция которого предотвращает выход всего крутящего момента через скользящее колесо — определенная часть крутящего момента всегда приводит в движение другое колесо. В некоторых транспортных средствах, например, в дрифт-карах, дифференциалы приварены неразъемно, что обеспечивает эффективный и точный занос. Блокировка дифференциала также используется, например, в внедорожники, что улучшает способность автомобиля передвигаться в сложных условиях.

Последним решением в области дифференциалов является т.н.активный дифференциал. Чем отличается этот элемент? Например, рассмотрим механизм, используемый в Lexus RC F и GS F. TVD (дифференциал с вектором крутящего момента) управляется компьютером, который регулирует распределение крутящего момента во время движения. Использование двух многодисковых муфт с электрическим управлением обеспечивает точное распределение крутящего момента между левым и правым колесами. На основе данных множества различных датчиков - угла поворота руля, скорости, перегрузки и т.д.- ЭБУ регулирует крутящий момент, передаваемый на оба колеса, таким образом, чтобы исключить недостаточную и избыточную поворачиваемость. Это позволяет автомобилям максимально эффективно использовать всю мощность и крутящий момент.

Фото Лексус .

Дифференциал

Дифференциал задач

Дифференциал расположен в месте передачи привода двигателя на ведущую ось. Его задача — компенсировать разницу в пути, проходимом колесами одной оси при движении по кривой. Необходимость его использования связана с тем, что при движении по кривой внутреннее колесо проходит меньшее расстояние, чем внешнее. Благодаря дифференциальному механизму на колеса при повороте действуют неравные силы, соответствующие каждому из них.Это предотвращает образование высоких нагрузок на соединительную ось и износ шин. Дифференциал заставляет колесо, которое вращается более свободно, получать большее сцепление с дорогой. Работу дифференциала поддерживают системы блокировки и антиблокировочная система тормозов. Необходимость их использования обусловлена ​​рабочими свойствами дифференциала, который вращает только колесо на менее цепкой поверхности. В таких условиях машина не сможет завестись.Дифференциал используется и в полноприводных. В этом случае его задачей является компенсация межосевых напряжений.

Дифференциальная конструкция

Дифференциал представляет собой набор шестерен. Зубчатый венец является элементом главной передачи. Он принимает привод от двигателя. Он связан с крестовиной, на которой расположены сателлиты, т.е. маленькие шестерни, отвечающие за постоянную компенсацию вращения карданных валов. Карданные валы, в свою очередь, соединяются с венцами.В автомобилях с поперечным расположением двигателя и одновременно с передним приводом дифференциал блокируется с коробкой передач и ее картером.

Дифференциальный режим

Привод от двигателя передается на ведущее колесо главной передачи. Он включает в себя крестовину, на плечах которой размещены сателлиты, входящие в зацепление с коронными шестернями. Они соединены с карданными валами. Зубчатые венцы приводятся в движение исключительно сателлитами.Вращение сателлитов компенсирует разницу в скорости вращения зубчатого венца.

.

Автомобильный дифференциал: устройство, поломки и способ выбора

В технической документации полноценных внедорожников, некоторых кроссоверов и полноприводных городских автомобилей встречается словосочетание «блокировка дифференциала». Узнаем, что это такое, каково его назначение в автомобиле, как он работает и как выбрать новый взамен сломанного.

Что такое дифференциал

Дифференциал вашего автомобиля является частью трансмиссии. Он обеспечивает независимое вращение ведущих колес, но при этом передает на каждое из них одинаковый крутящий момент.

Этот компонент особенно важен для устойчивости автомобиля на поворотах. Из физики мы знаем, что при повороте колесо внутри полукруга движется по более короткому пути, чем колесо вне колеса. В случае с ведущими колесами это вообще не чувствуется.

Что касается ведущих колес, то если бы в коробке передач не было дифференциалов, то любая машина сильно теряла бы устойчивость на поворотах. Проблема в том, что внешнее и внутреннее колеса должны вращаться с разной скоростью при прохождении поворотов, чтобы сохранить сцепление с дорогой.В противном случае одно из колес пробуксовывало или буксовало.

Дифференциал устанавливается на ведущую ось. Для полноприводных автомобилей (класса SUV или 4x4) этот механизм имеется на всех осях.

На некоторых автомобилях дифференциал специально приваривается, чтобы машина дрифтовала. Примером тому являются полноприводные раллийные автомобили со сварным дифференциалом. Однако для обычной городской езды лучше использовать заводской дифференциал или, как его еще называют, открытый дифференциал.

История и назначение дифференциала

Конструкция дифференциала появилась почти одновременно с началом производства автомобилей, оснащенных двигателем внутреннего сгорания. Разница была всего в несколько лет.

Первые автомобили были настолько неустойчивыми в поворотах, что инженерам пришлось задаться вопросом, как передать одинаковую тягу на ведущие колеса, но при этом сделать их такими, чтобы они могли поворачиваться в поворотах с разной скоростью.

Хотя нельзя сказать, что сам механизм был разработан уже после появления автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.Дело в том, что для решения проблемы обслуживания первых автомобилей была заимствована разработка, ранее использовавшаяся на паровых автомобилях.

Сам механизм был разработан инженером из Франции - Онесифором Пеккером в 1825 году. Фердинанд Порше продолжал работать над противоскользящим колесом автомобиля. В сотрудничестве с его компанией и ZF AG (Фридрихсхафен) был разработан кулачковый дифференциал (1935 г.).

Массовое использование дифференциалов LSD началось в 1956 году. Эту технологию использовали все автопроизводители, поскольку она открыла новые возможности для четырехколесных транспортных средств.

Дифференциальное устройство

Дифференциал основан на планетарной передаче. Простая коробка передач состоит из двух шестерен, имеющих разное количество зубьев одинакового размера (для постоянного зацепления).

По мере того, как большая шестерня вращается, меньшая шестерня делает больше оборотов вокруг своей оси. Планетарная модификация не только передает крутящий момент на ведущую ось, но и трансформирует ее так, что скорости ведущего и ведомого валов различны.Помимо обычной передачи, в планетарных передачах используется несколько дополнительных элементов, взаимодействующих с тремя основными.

Дифференциал использует весь потенциал планетарных передач. Поскольку такой механизм имеет две степени свободы и допускает переключение передач, такие механизмы доказали свою эффективность в обеспечении устойчивости ведущих колес, вращающихся с разной скоростью.

Дифференциальное устройство включает:

  • Корпус или чашку дифференциала.В нем закреплена вся планетарная передача и шестерни;
  • Шестерни полуосевые (чаще всего используется солярного типа). Получать крутящий момент от сателлитов и передавать его на ведущие колеса;
  • Шестерни ведомые и ведущие главной передачи;
  • Спутники. Они работают как планетарные передачи. Если машина легковая, таких деталей в одном механизме будет две. У внедорожников и грузовиков планетарная передача имеет 4 сателлита.

Схема работы дифференциала

Различают два типа дифференциала - симметричный и несимметричный дифференциал.Первая модификация способна равномерно передавать крутящий момент на карданный вал. На их работу не влияют угловые скорости ведущих колес.

Вторая модификация обеспечивает регулировку крутящего момента между колесами ведущего моста, если они начинают вращаться с разной скоростью. Часто такой дифференциал устанавливают между осями полноприводного автомобиля.

Подробнее о режимах работы дифференциала. В таких ситуациях механизм работает по-разному:

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

Вот как работает разница:

При прямолинейном движении

Когда автомобиль движется прямо, сателлиты являются лишь связующим звеном между осями. Колеса автомобиля вращаются с одинаковой скоростью, поэтому чашка вращается как единая трубка, соединяющая два карданных вала.

Крутящий момент равномерно распределяется между двумя колесами. Вращение колеса соответствует вращению шестерни.

При повороте

Когда машина маневрирует, колесо на внешнем радиусе поворота будет поворачиваться больше, чем на внутреннем радиусе поворота.Внутреннее колесо испытывает большое сопротивление, так как крутящий момент для внешнего колеса увеличивается, а дорога не позволяет ему вращаться с правильной скоростью.

В этом случае в игру вступают спутники. Шестерня внутреннего карданного вала замедляется, заставляя планетарную шестерню в чашке вращаться в противоположном направлении. Этот механизм позволяет автомобилю оставаться устойчивым даже в крутых и крутых поворотах. Это также предотвращает чрезмерный износ шин на тормозном колесе.

При заносе

Третья ситуация, когда дифференциал полезен, это занос.Так бывает, например, когда машина стоит в грязи или едет по льду. В этом режиме дифференциал работает совершенно иначе, чем при прохождении поворотов.

Дело в том, что при заносе подвешенное колесо начинает свободно вращаться, что приводит к потере крутящего момента на колесе, имеющем достаточное сцепление с дорожным покрытием. Если бы дифференциал работал в режиме поворота, въезжая в грязь или лед, автомобиль полностью останавливался бы, так как сцепление с дорогой полностью терялось бы.

Чтобы решить эту проблему, инженеры разработали дифференциал повышенного трения. О его работе мы поговорим чуть позже. Во-первых, стоит рассмотреть существующие модификации модификаций и их отличия.

Типы дифференциалов

Если автомобиль имеет одну ведущую ось, он будет оснащен межосевым дифференциалом. В полноприводном автомобиле используется межосевой дифференциал. В переднеприводных автомобилях этот механизм также называют передним дифференциалом, а в заднеприводных моделях автомобилей - задним дифференциалом.

Механизмы делятся на три категории по типу передачи:

  • Разность фаз;
  • Дифференциал с червячной передачей;
  • Цилиндрический дифференциал.

Отличаются формой главной и осевой шестерен. Конические модификации устанавливаются на передне- и заднеприводные автомобили. Цилиндрические используются в полноприводных моделях, а червячные подходят для всех типов трансмиссий.

В зависимости от модели автомобиля и дорожных условий, в которых эксплуатируется автомобиль, будут полезны следующие типы дифференциалов:

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

Дифференциалы с механической блокировкой

В этой модификации сателлиты блокируются самим водителем с помощью специальных переключателей на колесах. Когда машина движется по прямой или поворачивает, дифференциал работает нормально.

Всякий раз, когда автомобиль наезжает на неустойчивую дорогу, например, в раскисший лес или на заснеженную дорогу, водитель переводит рычаги в нужное положение, тем самым блокируя сателлиты.

В этом режиме планетарная передача не работает и машина практически без дифференциала. Все ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью для предотвращения заноса, а сцепление сохраняется на всех колесах.

Такие механизмы имеют более простое устройство и устанавливаются на некоторые бюджетные внедорожники, например отечественный УАЗ.Так как шины не изнашиваются чрезмерно при медленной езде по грязи, такая конструкция не наносит вреда шинам автомобиля.

Самоблокирующийся дифференциал

В эту категорию входят несколько типов механизмов. Примеры таких устройств:

  • LSD. В таких коробках передач при слишком высоких оборотах одного из карданных валов происходит автоматическая блокировка сателлитов. Это предотвращает потерю сцепления с устойчивым колесом;
  • Липкое сцепление. В этих отличиях используется липкое вещество на силиконовой основе.В холодном состоянии он остается в жидком состоянии. Как только оно начинает нагреваться и перемешиваться, свойства вещества меняются, приобретая липкую структуру, что увеличивает его вязкость. Эта характеристика увеличивается с увеличением дифференциала частоты вращения полуоси. Вискомуфты имеют ряд существенных недостатков. Во-первых, они не ремонтируются. Когда вещество теряет свои свойства, весь блок подлежит замене. Во-вторых, блокировка происходит в случае сильного заноса колес, из-за чего автомобиль не всегда эффективен в условиях бездорожья.Несмотря на эти недостатки, механизм отличается бюджетной ценой. Большинство дешевых кроссоверов оснащены именно такими дифференциалами.
  • Торсен. Торс использует замок червя. Когда передаточное отношение крутящего момента на одной полуоси увеличивается или уменьшается по отношению к другой полуоси, блокировка активируется. Эта технология используется, например, в автомобилях Audi. Устройство также можно отнести к механически запирающим механизмам. Он считается самым надежным из всех видов дифференциалов и отличается своей простотой.По этой причине они дороги.

Электрическая блокировка

Эти дифференциалы связаны с электроникой автомобиля. Они считаются самыми дорогими, так как имеют сложную конструкцию и запорный привод. Этот механизм связан с ЭБУ автомобиля, который получает данные от систем контроля вращения колес, таких как ABS. Автоматическое запирание можно отключить на некоторых автомобилях. Для этого на панели управления есть специальная кнопка.

Преимущество электронных опций в том, что они позволяют установить несколько степеней запирания.Еще одним преимуществом таких механизмов является то, что они очень хорошо справляются с избыточной поворачиваемостью. В таких моделях крутящий момент передается на полуосевую шестерню, которая вращается с меньшей скоростью.

Подробнее о блокировке дифференциала

У любого межосевого дифференциала есть существенный недостаток - крутящий момент автоматически подается на колесо, которое мощнее вращается. Из-за этого второе колесо, обладающее достаточным сцеплением, теряет сцепление с дорогой. По этой причине такая коробка передач не даст возможности самостоятельно выбраться из грязи или сугроба.

Как упоминалось ранее, спутниковая привязка решает эту проблему. Предусмотрено два режима блокировки:

  • Полная блокировка осуществляется благодаря тому, что все элементы редуктора жестко связаны. Это гарантирует, что колесо с лучшим сцеплением получит достаточный крутящий момент;
  • Возможна частичная блокировка путем изменения коэффициента блокировки. Когда автомобиль движется по прямой, коэффициент становится равным 1. Как только сателлиты блокируются на симметричный дифференциал, коэффициент изменяется на значение от 3 до 5.В этом случае скользящее колесо продолжает вращаться, но получает меньший крутящий момент.

Вот видео, объясняющее, почему блокируется разница:

Неисправности дифференциала

Учитывая, что в конструкции любого дифференциала используется взаимодействие шестерен и осей, такой механизм подвержен быстрому износу и поломкам. Элементы планетарного механизма находятся под большой нагрузкой, поэтому без должного обслуживания быстро выйдут из строя.

Хотя шестерни изготовлены из прочных материалов, на механизм стоит обратить внимание, если во время движения вы испытываете повышенный шум, стук и вибрации, которых раньше не было.Утечка смазки также является тревожным моментом. Хуже всего, если механизм заклинило. Однако при правильном уходе такое случается редко.

Необходимо обратиться в автосервис при обнаружении течи масла из картера коробки передач. Проверить узел можно самостоятельно. Помимо визуального осмотра, после поездки можно проверить температуру масла в коробке передач. При нормальной работе механизма это число будет примерно равно 60 градусам. Если разница становится намного горячее, обратитесь к специалисту.

Уровень и качество смазки следует проверять в рамках планового технического обслуживания. У каждого производителя трансмиссионного масла свои правила его замены. Не пренебрегайте этой рекомендацией, так как масло может содержать мелкие абразивные частицы, способные повредить зубья шестерни, а также разрушить масляную пленку, препятствующую трению о металлические детали.

Если в результате визуального осмотра обнаружена течь в межосевом дифференциале или подобная проблема у аналогов переднеприводного автомобиля, сальник подлежит замене.Снижение уровня смазки приводит к повышенному трению деталей, что значительно снижает срок службы устройства. Работа коробки передач всухую делает бесполезными сателлиты, подшипники и полуоси.

Дифференциальная самодиагностика выполняется следующим образом. Сначала поднимите ведущий мост автомобиля. Коробка передач переведена в нейтральное положение. Одно колесо вращается сначала в одну сторону, а затем в другую. Та же процедура выполняется с другим колесом.

При работающем дифференциале колеса будут вращаться без люфта и шума. Кроме того, вы можете исправить некоторые неисправности самостоятельно. Для этого снимите и разберите коробку передач, и промойте все ее элементы бензином (для выявления дефектных мест). Во время этой процедуры вы можете обнаружить люфт сателлитов и развитие рейки.

Изношенные детали удаляются, а на их место устанавливаются новые детали. В основном меняют сателлиты, подшипники и сальники, так как они быстрее ломаются.Сателлиты регулируются подбором шестерен с минимальным зазором между зубьями.

Вот еще видео, показывающее, как отрегулировать преднатяг подшипников дифференциала:

Поиск нового дифференциала

Хотя межколесный или межосевой дифференциал легко найти на рынке автозапчастей, его стоимость довольно высока (новая деталь может стоить от сотен до тысяч долларов). По этой причине большинство водителей редко соглашаются на полную замену механизма.

Новый механизм или его отдельные элементы можно найти так же, как и обычные детали автомобиля. Самый простой способ — пойти в магазин и попросить конкретную деталь для данного автомобиля. Однако это применимо, если автомобиль не был дооснащен. В противном случае деталь подбирается по коду сборки или модели автомобиля, с которого она была снята.

Детали лучше всего искать по данным автомобиля, а не по коду товара, потому что эти символы можно найти только после разборки механизма.Этот узел имеет множество модификаций. Даже в автомобилях одной марки могут использоваться разные дифференциалы.

Учитывая этот момент, найти идеальный аналог от другого автомобиля крайне сложно. Когда дело доходит до покупки вторичного дифференциала, то это риск и риск самого автовладельца, так как никто не будет разбирать и проверять состояние деталей. Это увеличивает риск покупки сильно изношенного механизма.

Подводя итог, стоит сказать, что без дифференциала невозможно создать безопасный и экономичный автомобиль, хотя с этим и поспорят любители делать вмятины на сухом асфальте.

Вопросы и ответы:

Что такое дифференциал в автомобиле? Это механический элемент, который монтируется между карданными валами ведущих мостов. Крутящий момент через карданный вал передается на корпус дифференциала, а затем через независимые шестерни направляется на колеса.

Для чего нужен дифференциал в машине? Этот механизм передает крутящий момент на ведущие колеса, но позволяет колесам вращаться с разной скоростью при маневрировании или наезде на неровности.

Где находится дифференциал в машине? Этот механизм установлен на ведущем мосту между карданными валами. На моделях XNUMXWD и подключаемом модуле XNUMXWD он установлен на каждой оси.

Какой автомобиль имеет межосевой дифференциал? Все автомобили имеют межосевой дифференциал (он стоит между осями). Межосевой дифференциал используется только на полноприводных моделях автомобилей (монтируется между осями).

.

Дифференциал переднего привода. Как работают различия. Видео: GPS-навигатор

Дифференциал предназначен для передачи, изменения и распределения крутящего момента между двумя потребителями и обеспечения при необходимости их вращения с разными угловыми скоростями.

Дифференциал является одним из основных узлов трансмиссии. Расположение дифференциала в коробке передач автомобиля:

Дифференциал это нечто более сложное, не учитывая уже существующее разнообразие, от механики до электроники.На базе автомобиля с одноосной тягой, как задней, так и передней, мы можем найти от открытого дифференциала до электронного, проходящего через самотормозящую гусеницу или самотормозящегося электронного.

Видео: Блокировка дифференциала на УАЗ, тип и принцип работы

Когда мы едем по прямой, то есть оба колеса перемещаются на одинаковое расстояние, дифференциал, образованный разными шестернями, удерживает последние на одной скорости. Когда вы входите в поворот, внешнее колесо, на котором стоит автомобиль, проходит больше метра, чем внутреннее колесо.Поэтому есть разница. Этот механизм, как мы уже говорили ранее, распределяет мощность двигателя между колесами, позволяя им двигаться с разной скоростью.

Дифференциалы, используемые для привода ведущих колес, называются поперечными мостами. Между ведущими мостами полноприводного автомобиля установлен межосевой дифференциал.

Конструктивно дифференциал основан на планетарной передаче. В зависимости от типа шестерни, используемой в коробке передач, различают следующие типы дифференциалов: конические, цилиндрические и червячные.

Подавляющее большинство уличных автомобилей, не становясь спортивными, имеют знаменитые открытые дифференциалы. При достижении поворота внешнее колесо получает небольшую мощность двигателя, поскольку дифференциал отправляет большую часть ее на внутреннее колесо с меньшей поддержкой из-за объекта, который должен туда попасть.

Как работает дифференциал

Это не проблема в нормальных условиях, но при быстрой езде, будь то по контуру или по извилистой дороге, внутреннее колесо, если у нас нет контроля тяги и устойчивости, может выйти из-под контроля , приводящее к заносу или убытку с вытекающими отсюда последствиями.

Конический дифференциал в основном используется в качестве межосевого дифференциала. Цилиндрический дифференциал чаще устанавливают между осями полноприводных автомобилей. Благодаря своей универсальности червячный дифференциал можно монтировать как между колесами, так и между осями.

Устройство дифференциала рассмотрено на примере самого распространенного конического дифференциала. Дифференциальные компоненты также характерны для других типов дифференциалов.Конический дифференциал представляет собой планетарную передачу и включает в себя боковые шестерни с сателлитами, размещенными в корпусе.

Его работы, как и все остальные, сосредоточены на кривых. Таким образом, шаг кривой значительно увеличивается. Реальные виды спорта имеют такие отличия, хотя и вошли в моду в последние годы, в основном из-за простоты управления ими через компьютер, электронные дифференциалы.

Между половиной из двух описанных выше типов являются хорошо известные дифференциалы типа Thorsen.Они дают значительное преимущество перед другими системами. Это не дифференциал, он самоблокирующийся точно, потому что полностью его заблокировать нельзя, но он передает крутящий момент на колесо, что, пожалуй, лучший способ отправить его на землю. Перед лицом самоблокирующегося дифференциала Thorsen избегает заноса одного колеса, способствуя только тому, что оно может отправить на землю, перенаправляя излишки на другое.

Корпус (другое название - чашка дифференциала) принимает крутящий момент от главной передачи и передает его через сателлиты на боковые колеса.Ведомая шестерня жестко закреплена на корпусе главной передачи. Внутри корпуса установлены оси, на которых вращаются сателлиты.

Сателлиты планетарной передачи соединяют корпус с боковыми колесами. В зависимости от величины передаваемого крутящего момента в конструкции дифференциала используются два или четыре сателлита. В автомобилях обычно используются два спутника.

Мы подробно рассмотрим различные типы дифференциалов и наиболее часто используемые автомобили, которые можно найти на рынке, а также их преимущества и недостатки.Эта система, обеспечивающая вращение двух колес, прикрепленных к одной оси, с разной скоростью, позволила снизить количество аварий и износ шин на всех транспортных средствах с момента ее появления.

работа дифференциала

Дифференциал — это система, обеспечивающая лучшее сцепление движущихся колес при прохождении поворотов. То есть, когда мы делаем поворот, колесо, которое он дает наружу, перемещается на большее расстояние. Дифференциал позволяет регулировать скорость каждого колеса в зависимости от того, находится ли оно во внутренней или внешней зоне.В противном случае автомобиль будет дрейфовать. Интересно, что дрифтящие автомобили избегают этой системы, так что оба колеса всегда вращаются с одинаковой скоростью.

Боковые колеса (солнечные колеса) передают крутящий момент на ведущие колеса через свои шлицевые валы. Правая и левая шестерни могут иметь одинаковое или разное количество зубьев. Шестерни с равным числом зубьев образуют симметричный дифференциал, а неравное число зубьев характерно для несимметричного дифференциала.

Типы самоблокирующихся дифференциалов

Самоблокирующийся дифференциал является наиболее широко используемой системой, хотя электронные системы почти заменили его, поскольку они выполняют свою работу с помощью датчиков, а не самоблокирующихся. Сегодня эта система широко используется в высокопроизводительных автомобилях, хотя еще несколько лет назад она применялась традиционно.

дифференциал

Эти системы широко используются на гоночных автомобилях, обычно заднеприводных.Из-за высоких сил, с которыми работают некоторые автомобили, им приходится активировать эту систему, так как это обычно вызывает потерю сцепления с дорогой, и очень важно контролировать сцепление с помощью ряда фрикционных дисков, которые равномерно распределяют мощность в нужной форме. колес.

Симметричный дифференциал распределяет крутящий момент между осями в равных пропорциях, независимо от величины угловой скорости ведущих колес. Благодаря этим свойствам симметричный дифференциал используется в качестве межосевого дифференциала.

Асимметричный дифференциал распределяет крутящий момент в определенном соотношении и поэтому устанавливается между ведущими мостами автомобиля.

Самоблокирующийся фрикционный диск

Хотя используется несколько типов, это, безусловно, самый распространенный из механических замков. Эта система имеет отдельные диски, которые пересекаются между собой.

Липкий дифференциал или Ferguson
Эти дифференциалы характеризуются наличием корпуса на валу коробки передач, который закрывает диски, взаимодействует друг с другом или теперь содержится в коробке передач.Его работа основана на типе масла, смешанного с силиконом. Когда вал теряет тягу, температура смазки увеличивается, а также ее давление, благодаря чему обеспечивается полное покрытие дисков.

Дифференциал

В работе симметричного межосевого дифференциала есть три характерных режима:

  1. прямолинейное движение;
  2. по очереди;
  3. едет по скользкой дороге.

Колеса имеют одинаковое дорожное сопротивление при прямолинейном движении.Крутящий момент от главной передачи передается на корпус дифференциала, с которым перемещаются сателлиты. Сателлиты, вращающиеся вокруг боковых шестерен, передают крутящий момент на ведущие колеса в равных пропорциях. Поскольку сателлиты на осях не вращаются, боковые шестерни движутся с одинаковой угловой скоростью. При этом частота вращения каждой шестерни равна частоте вращения главной передачи, приводимой в движение главной передачей.

Это действие обеспечивает гармоническую блокировку в зависимости от внимания, требуемого каждым колесом.Это очень распространенная система на автомобилях с колесной формулой 4 × 4, поскольку это дешевая и компактная система, которая позволяет распределять дифференциал с двумя передаточными валами, по одному на каждую ось.

Основная проблема, которую они создают, заключается в том, что иногда тяга активируется только при наличии скользящих поверхностей, но в нормальных условиях она действует как задний или передний привод. Эта система также включает альтернативу вискозе. Это когда мы используем нормальный дифференциал, реализуя основную функцию блокировки четырех колес, когда это необходимо, с той разницей, что это действие поддерживает тягу на четырех колесах фиксированной формы, устраняя при этом проблему режима двойной тяги, которая представляет собой нормальную вязкую система.

При прохождении поворота внутреннее ведущее колесо (ближе к центру поворота) оказывает большее сопротивление, чем внешнее колесо. Внутренняя шестерня замедляется и заставляет шестерни вращаться вокруг своей оси, что, в свою очередь, увеличивает скорость внешней шестерни. Движение ведущих колес с разной угловой скоростью позволяет поворачивать без заноса. При этом сумма частот вращения внутреннего и внешнего боковых колес всегда равна удвоенной частоте вращения ведомой шестерни главной передачи.Крутящий момент, независимо от различных угловых скоростей, распределяется на ведущие колеса в равных пропорциях.

В отличие от предыдущих моделей, управление более полное и эффективное. Это означает, что вместо того, чтобы распределять вращение каждого колеса в соответствии со скоростью, с которой оно движется в повороте, система действует как сопротивление каждой оси во время этого поворота.

Распределение между колесами более характерно для условий движения.Его работа управляется тремя парами косозубых колес, которые действуют как механизм червячной передачи. Это означает, что они движутся так, как если бы их направляла прямая линия. В основном, когда автомобиль входит в поворот, эти оси поворачиваются сами по себе, в зависимости от поворота одна ось поворачивается больше, а другая ось замедляется, потому что противоположная, которая поворачивается быстрее, вызывает такую ​​реакцию при возникновении заноса.

При движении по скользкой дороге одно колесо имеет большее сопротивление, а другое колесо проскальзывает.Благодаря своей конструкции дифференциальный механизм заставляет катушку вращаться со все более высокими скоростями. Другое колесо останавливается. Тяговое усилие на скользящем колесе из-за малой силы сцепления невелико, поэтому мал и крутящий момент на этом колесе. А так как у нас симметричный дифференциал, то и момент на другом колесе будет мал. Заклинивание - машина не может двигаться.

Еще одним преимуществом этой системы является не только ускорение, но и тормозные моменты.Очень важный факт, потому что во многих случаях при торможении, будь то в повороте или на неровной дороге, эта система подает больший тормозной момент на то колесо, которое ему больше всего нужно, будь то левое или правое.

Самоблокирующиеся дифференциалы

Это делает показания тяги более эффективными. Эти системы предлагают несколько преимуществ, которые делают их отличным продуктом для использования между различными системами. Комфорт не сравним ни с одним из ограниченных промахов.Кроме того, он обеспечивает более устойчивое движение автомобиля, предлагая управление направлением для лучшего контроля маршрута. Напротив, единственный недостаток, который они несут с собой, заключается в том, что сбои могут быть более серьезными и на самом деле обходятся дороже.

Для продолжения движения необходимо увеличить крутящий момент на муфте свободного хода. Это делается с помощью

Начнем с того, что в доступной форме означает сам автомобильный технический термин. язык обычного человека. Дифференциал автомобиля – это то, что составляет редуктор и позволяет колесам вращаться асинхронно, то есть каждое колесо независимо друг от друга и вращается отдельно.

Дифференциал с регулируемым проскальзыванием

Фактически, они также известны как многодисковые муфты или муфты. Их задачу выполняет пакет токопроводящих дисков, сжимаемых гидравлической системой. Это означает, что его механизм очень похож на механизм сцепления. Таким образом, по необходимости сцепление действует больше на одно колесо, чем на другое. Система, которая в обычных условиях, в отличие от торса, действует как передний привод.Однако в экстремальных ситуациях коробка передач будет переключать мощность двигателя на задние колеса.

С научной точки зрения (от латинского дифференциал - отличие, разница) автомобильный дифференциал - это устройство, разделяющее поступающую энергию (крутящий момент), подаваемую на входной вал, между выходными валами. Простое и понятное объяснение расширяет кругозор. Девочек также интересует работа механизмов машин.

Конструктивные отличия фрикционных муфт

Под интегральной тягой понимается постоянное сцепление всех четырех колес.Межосевой дифференциал установлен в раздаточной коробке и предназначен для действия на кривые передачи крутящего момента и различных скоростей на переднюю и заднюю оси.

Так выглядит современный дифференциал Torsen

Обратите внимание, что каждая ось перемещается по кривой на разное расстояние, и некоторые ресурсы должны принять меры, чтобы компенсировать эту разницу. Когда передняя ось начинает вращаться, она обеспечивает меньшее сопротивление при большей скорости, а межосевой дифференциал будет иметь больший крутящий момент, чем задняя ось.

Причина использования в конструкциях автомобилей

При повороте автомобиля ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью, а при повороте одного колеса автомобиля по длинной кривой, а другого после короткого поворота происходит занос, что плохо сказывается и сопровождается износ шин и причиняет дискомфорт водителю из-за снижения качества динамики автомобиля.

Но межосевой дифференциал работает постоянно и в условиях бездорожья передает весь крутящий момент на ось, где колесо свободно вращается, не касаясь земли.Межосевой дифференциал оставит ось с тягой без крутящего момента и перебросит все на буксующую ось. Эта ось, в свою очередь, будет иметь собственный дифференциал, который будет снимать крутящий момент с ведущего колеса, передавая все на колесо, которое крутится в воздухе. Результатом является стационарное транспортное средство без передних условий.

Цель различия

  1. позволяет ведущим колесам вращаться с разными угловыми скоростями
  2. служит отдельной вспомогательной передачей в связке с основной передачей.Главная передача — автомобильный зубчатый механизм, передающий крутящий момент на ведущие колеса.
  3. непрерывно передает крутящий момент от двигателя на ведущие колеса.


На переднеприводных автомобилях главная передача и дифференциал расположены непосредственно в коробке передач.

Это позволит вам использовать больше условий сцепления на местности с низким коэффициентом трения, такой как грязь, песок, рыхлая скала, крутые склоны, крутые склоны и канавки, а также эрозия.Чтобы разблокировать замок, остановите автомобиль и выключите ключ на приборной панели или переведите рычаг в предыдущее положение. Если рычаг останавливается или цепь все еще активна, отойдите на несколько метров назад после выключения ключа, и система выключится без дальнейших проблем.

Центральный замок чрезвычайно важен в большинстве внедорожных ситуаций. Но никогда не забывайте, что они никогда не должны использоваться в ситуациях полного трения с землей, таких как асфальт, бетон и грунтовые дороги с твердым грунтом, поскольку автомобиль не может проходить повороты так же легко, как межосевой дифференциал.коробка передач затрудняет прохождение поворотов.

Если у транспортного средства более одного двигателя, по одному двигателю на колесо, дифференциал не требуется. Но обычно они этого не делают. Устанавливать 4 мотора, по одному на каждое колесо, только на самосвалы Белаз. Эти моторы электрические.


На устройство гоночного карта также не устанавливается дифференциал, так как конструкция рамы гибкая, что позволяет немного приподнять заднее ведущее колесо с внутренней стороны поворота, не поднимая передние колеса.


на рисунке а) - колеса вращаются с одинаковой частотой, на рисунке б) - движение колеса в повороте
1 - ось сателлита, 2 - механизированная шестерня, 3 - боковая шестерня, 4 - сателлит,
5 - привод шестерня, 6 - карданные валы.


На гоночных автомобилях дифференциалы, как правило, сварные, жестко заблокированы и плотно прикреплены к колесам на ведущем мосту. Это используется потому, что такие автомобили при движении все повороты проходят с заносом.

Как работает дифференциал

Принцип действия. Главная передача передает энергию кручения через зубчатое колесо на корпус и сателлиты, сцепленные с полуосевыми шестернями.

При одинаковой скорости вращения колес сателлиты не будут двигаться (см. фото ниже).

При изменении угловых скоростей колес, например при повороте или заносе на неровностях дороги и т.п., сателлиты вращаются. Сателлиты используются для компенсации разницы в скорости вращения колес.

Рассмотрим пример - автомобиль заносит на льду. Здесь одно колесо проскальзывает, так как нет сцепления со льдом, а значит, нет крутящего момента. А так как свободная блокировка распределяет тягу по колесам равномерно, то если на одном колесе нет крутящего момента, то на другом он исчезает.

Выход из этой ситуации - создать противодействующую силу на противоположном колесе. И это то, что делает блокировка. Нужно заблокировать скользящее противоположное колесо, и тогда на противоположное колесо будет действовать противоположная сила.

Как работает дифференциал на полноприводном автомобиле

На джипах, седанах, хэтчбеках и универсалах 4х4 возникает следующая ситуация при установке свободного симметричного дифференциала. При движении без заноса 25% энергии крутящего момента распределяется равномерно на каждое колесо.


Но если одно колесо пробуксовывает, например, на льду, энергия поворота уменьшается до нуля, потому что колесо не может зацепиться за гладкую поверхность льда.В такой ситуации, если одно колесо оставить без вращения, энергия вращения исчезнет на противоположном соседнем колесе, так как в данном примере установлен симметричный центр.

Получается, что одна ось осталась без вращения и поэтому крутящий момент на другой оси тоже отсутствует, так как межосевой дифференциал симметричен. В результате нет вращения на всех 4 ведущих колесах.


Это то, что мы делаем. Блокируем симметричный межосевой дифференциал, в результате получается жесткая связь между осями.Поскольку передние колеса не вращаются, энергия вращения распределяется между задними колесами на 50%.


Дифференциальный чертеж в разрезе. Главная передача и дифференциал заднеприводного автомобиля:
1 - картер; 2 - крышка; 3 - защитный кожух; 4 - стопорное кольцо; 5 - карданный вал; 6 - уплотнение подшипника; 7 - регулировочная гайка; 8 - стакан подшипника; 9 - боковая шестерня; 10 - крышка коробки дифференциала; 11 - ведомая шестерня главной передачи; 12 - стопорное кольцо сателлита; 13 — пальцевые сателлиты; 14 - сателлит; 15 - коробка для прибора

.

Смотрите также

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf