Устройство дифференциала автомобиля, его диагностика и расположение

Содержание

1. Устройство автомобильного дифференциала
2. Принцип работы автомобильного дифференциала
3. Вывод

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 – 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

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.

Вывод

Заметного ухудшения проходимости после установки на трицикл обычного дифференциала не наблюдалось. Даже на скользкой поверхности «гребут» обычно два колеса. Только если сцепление с поверхностью у колес заметно различается, тогда блокировки действительно не хватает. Зато управляемость заметно улучшилась, что позволило виртуозно маневрировать в сложных ситуациях. А это, как я считаю, гораздо важнее. Конечно, блокировка бы не помешала, но только автоматическая или подключаемая вручную. Но не постоянная.

Еще нужно учесть, что перечисленные плюсы и минусы заваренного моста ярко проявляются при использовании его на трицикле. Т.е. если, скажем поставить заваренный мост на автомобиль, у которого база гораздо больше, то управляемость ухудшится не так сильно. А если он еще и полноприводный, то этот эффект будет еще менее заметен. Но лучше все таки потратиться на самоблоки или принудительные блокировки, если речь идет об автомобиле, который будет использоваться не только для бездорожья, но и для повседневных поездок по городу.

Что такое дифференциал. Виды и схема работы

Дифференциал как часть трансмиссии

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

Ведуший мост с дифференциалом в разрезе

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

Схема расположения дифференциала зависит от типа привода автомобиля:

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

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

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

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

Устройство и принцип работы

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

Устройство типового дифференциала

По своему типу это планетарный редуктор со всеми необходимыми элементами.

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

Как это работает?

Детально показано на видео-ролике, ниже.

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

При прямолинейном движении

Когда автомобиль движется прямолинейно по гладкой поверхности с твёрдым сухим покрытием, обе полуоси вращаются с одинаковой угловой скоростью. Полуосевые шестерни находятся в покое одна относительно другой, весь дифференциал сильно похож на монолитную конструкцию.

Сателлиты, будучи связанными через свои зубья с обеими полуосевыми шестернями, относительно своих осей не вращаются. Момент распределяется поровну между осями, если дифференциал симметричный и свободный, то есть лишён блокировок. Впрочем, с блокировками в таком идеальном случае будет то же самое.

При повороте

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

Это очень любопытно рассмотреть с точки зрения мощности. Момент одинаков, а скорость у внешнего от поворота колеса больше, то есть и мощность на него передаётся пропорционально большая.

И это неудивительно, так как чем больше скорость, тем выше потери, которые компенсируются добавкой мощности. При этом ни малейших помех вращению колёс с разной скоростью создаваться не будет, в отличие от жёсткой связи.

При пробуксовке

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

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

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

Что представляет собой дифференциал и каково его назначение

В машине дифференциал является особым механизмом , который распределяет угловые скорости и момент вращения на колёса от основной передачи. Это необходимо для того, чтобы автотранспорт нормально поворачивался, при этом не нарушая равномерность сцепления колёс. При попытке развернуть движущуюся повозку с жёсткой осью вы непременно столкнётесь с тем, что колесо, располагающееся внутри радиуса, начинает пробуксовывать.

В то же время колесо, располагающееся на наружной дуге, которое должно двигаться на порядок быстрее, утрачивает сцепление с поверхностью. Проще говоря, оказывается, что крайне проблематично совершать поворот с парой колёс, насаженных на единую ось. Остаётся лишь выразить сочувствие несчастным лошадям, которым приходится таскать неповоротливые телеги.

Но автомобиль – не телега и в том числе потому, что при совершении им поворотов активируется дифференциал, распределяющий скорость вращения таким образом, чтобы колёса замедлялись внутри дуги поворота и ускорялись в 3 раза при движении по внешней дуге. Это происходит исключительно благодаря механическому распределению момента вращения, без участия со стороны водителя.

Преимущества и недостатки

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

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

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

И, конечно, нельзя забывать о контроле за техническим состоянием узла. Это еще один узел, в котором нужно менять масло, хоть и не часто, и отслеживать износ деталей. И, кстати, о необходимости этой процедуры многие автовладельцы забывают.

Обслуживание

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

Обычно все дифференциалы повышенного трения требуют применения специального масла типа LSD (Limited Slip), но сейчас лучшие универсальные масла уже обладают подобными свойствами, о чём указано на этикетке.

В любом случае, лучше руководствоваться инструкцией изготовителя конкретного изделия.

Разновидности автомобильных дифференциалов

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

Дифференциал с полной блокировкой

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

Межосевой дифференциал с блокировкой типа Torsen

Конструкция рабочего привода данной системы состоит из следующих единиц:

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

Стоит отметить, что дифференциал Torsen имеет наиболее совершенную конструкцию.

Принцип работы:

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

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

Преимущества дифференциалов этой конструкции

Преимуществ у данной конструкции достаточно много. Данный механизм устанавливают за то, что точность его работы чрезвычайно высокая, при этом работает устройство очень плавно и тихо. Мощность распределяется между колесами и мостами автоматически – какое-либо вмешательство водителя не нужно. Перераспределение момента никак не влияет на торможение. Если дифференциал эксплуатируется корректно, то обслуживать его не нужно – от водителя требуется только проверять и периодически менять масло.

Именно поэтому многие водители ставят дифференциал “Торсен” на “Ниву”. Там также применена система постоянного полного привода и никакой электроники, поэтому нередко любители экстрима меняют штатный дифференциал на данный узел.

Недостатки

Есть и минусы. Это высокая цена, ведь внутри конструкция устроена достаточно сложно. Так как дифференциал работает на принципе терния, из-за этого повышается расход топлива. При всех преимуществах КПД довольно низкий, если сравнивать с похожими системами другого типа. Механизм имеет высокую предрасположенность к заклиниванию, а износ внутренних элементов довольно интенсивный. Для смазки нужны специальные продукты, так как при работе узла выделяется много тепла. Если на одной оси установлены разные колеса, то детали изнашиваются еще более интенсивно.

Дифференциалы Квайф

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

Вискомуфта

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

Видео на тему

Виды блокировок дифференциала

Есть несколько видов блокировки:

• Полная. Напрямую подсоединить корпус к полуоси, которая получает основную нагрузку и жестко его закрепить. Т.е. передать крутящий момент, как он есть, на колеса.
• Частичная. Ограничить в планетарном механизме вращение сателлитов. При этом заблокировать дифференциал получиться частично, а значит и крутящий момент перераспределить также частично, но большую его часть перенаправить на колесо со сцеплением.

По способу включения бывают:

• ручной блокировки;
• автоматической (самоблокирующей).

Привод ручной блокировки может быть:

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

Как правило ручная блокировка происходит за счет кулачкового механизма. Он приводит в действие принудительную блокировку дифференциала, с помощью переключателя на приборной панели или рычажного механизма. Т.е. водитель вручную должен активировать блок. Никаких датчиков и напоминаний. Механизм универсален для применения. Водитель, включая специальную муфту, соединяет полуось с корпусом дифференциала, и момент передается на прямую без участия сателлитов.

Если Вы купили автомобиль со значком «полный привод», это еще вовсе не значит, что на нем установлена блокировка дифференциала. К сожалению, не все любители 4Х4 об этом знают. Поэтому внедорожник, повисший в диагональном вывешивание в колее грунтовой дороги, совсем не редкость. В этой ситуации колеса, находящие в воздухе, энергично крутятся, а те, что плотно прижаты к земле, стоят без участия. Почему же так происходит?

Для городских автомобилей, вполне достаточно штатного дифференциала. Если на заснеженной трассе встретился участок со льдом, они передадут большую часть крутящего момента колесу, оставшемуся на твердой поверхности. Но для поездок по сложному бездорожью, или размытой грунтовке, этого мало.

Поэтому изобрели механизмы, которые по ситуации, или по желанию водителя, могут осуществить блокировку, у полноприводных монстров даже на выбор, заднего или переднего дифференциала и блокировку межосевого дифференциала.

Безопасность прежде всего

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

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.

Итог

На сегодняшний день дифференциал применяется абсолютно на всех автомашинах, что является свидетельством его незаменимости. Для большинства владельцев авто не имеет значения что именно располагается под днищем их «железного коня». Тонкости и нюансы данного узла интересуют разве что любителей автомобилей и езды по суровому бездорожью. Однако чем качественнее работает этот узел, тем безопаснее и увереннее может чувствовать себя автовладелец при совершении манёвров на дороге.

Сайт источник vaznetaz.RU

Дифференциал КПП: назначение, устройство, принцип работы

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

Содержание статьи

• Где находится дифференциал в устройстве трансмиссии автомобиля, виды дифференциалов
• Устройство дифференциала и принцип работы

Где находится дифференциал в устройстве трансмиссии автомобиля, виды дифференциалов

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

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

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

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

Устройство дифференциала и принцип работы

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

При этом наиболее распространенным является конический дифференциал, а базовые элементы его конструкции активно используются и в устройстве других типов дифференциалов.

По этой причине рассмотрим устройство и принцип работы конического дифференциала в качестве примера.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как работают разные типы дифференциалов

Что необходимо знать о дифференциалах и об их различиях в работе.

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

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

 

Смотрите также: Что нужно знать прежде чем ездить по бездорожью

 

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

 

Предназначение дифференциала автомобилей:

— позволяет ведущим колёсам вращаться с разными угловыми скоростями;

— неразрывно передаёт крутящий момент от двигателя на ведущие колёса.

 

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

Простейший дифференциал имеет одну яркую «особенность», благодаря которой он категорически не подходит для сложных, экстремальных дорожных ситуаций.

 

Когда у ведущих колес 100% сцепление с дорогой, то все будет идти хорошо и дифференциал будет исполнять свою функцию просто идеально, но стоит одному из колес попасть в ситуацию когда оно (шина) потеряет сцепление с дорогой, или попадет на другой тип грунта или на лед, то начнет вращаться именно то колесо, которое потеряло сцепление, а противоположенное стоящее на более цепком грунте просто останется неподвижным.

 

Смотрите также: Избыточная поворачиваемость и недостаточная поворачиваемость

 

Не вдаваясь в сами нюансы работы механизма можно просто констатировать факт, что дифференциал не меняет свой крутящий момент, он просто перераспределяет мощность между колесами и такая мощность будет всегда больше на том именно колесе, которое вращается быстрее. При пробуксовке колеса сопротивление его и крутящего момента будет минимальным, а значит чрезвычайно малым будет и крутящий момент передающийся с самого двигателя непосредственно на колесо, а значит и на противоположенном колесе этот крутящий момент будет ему соответствовать, то есть он будет минимальным.

 

Особенно видны и очень заметны недостатки этого классического дифференциала на спортивных автомобилях с большой мощностью, а также и на полноприводных машинах, которые рассчитаны на езду по бездорожью.

 

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

 

Свободный дифференциал (Open Differential).

Суть его работы.

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

 

Недостатки.

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

 

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

 

На каких автомобилях его можно обнаружить.

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

 

Блокируемый дифференциал (Locking Differential).

Как он работает.

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

 

Недостатки.

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

 

На каких автомобилях его можно обнаружить.

Jeep Wrangler,  Mercedes-Benz G-класса,  Ram 2500 Power Wagon; опционально его можно поставить на большинство полноразмерных джипов и пикапов.

 

Самоблокирующийся дифференциал (Limited-slip Differential).

Дифференциал повышенного трения.

Как он работает.

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

 

Недостатки.

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

 

На каких автомобилях его можно обнаружить.

Nissan 370Z  со Sport пакетом (с вискомуфтой),  Mazda MX-5 Miata  (clutch-type),  Scion FR-S/Subaru BRZ  (helical gears).

 

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

Как он работает.

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

 

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

 

Недостатки.

Как и в обычном дифференциале ограниченного скольжения его крутящий момент смещен в сторону и колеса более медленно вращающегося.

 

На каких автомобилях его можно обнаружить.

BMW M3  и  M4,  Cadillac ATS-V  и  CTS-V,  Chevrolet Corvette с пакетом Z51,  Ferrari 488GTB.

 

Активный дифференциал (Torque-vectoring Differential).

Как он работает.

Использует дополнительные редуктора, которые подключаются по команде электроники. Электроника собирает информацию со всех датчиков, а именно, о скорости автомобиля, о скорости вращения колес, о включенной передаче, об угле поворота рулевого колеса и о множестве других параметров.

 

Способен дозированно отправлять крутящий момент к каждому из ведущих колес.

 

С активным дифференциалом автомобиль может проходить повороты на больших скоростях.

 

Недостатки.

Системы активного дифференциала тяжелые, достаточно сложные и очень дорогие, они увеличивают расход топлива автомобиля.

 

На каких автомобилях его можно обнаружить.

Audi S4, S5 и S6; BMW X5 M и X6 M; Lexus RC F.

Принцип работы дифференциала повышенного трения

Назначение

Итак, для чего нужен данный механизм? Самый простой дифференциал способен распределять мощность или крутящий момент между двух колес одинаково, равномерно. Если одно колесо буксует и не может зацепиться за дорожное полотно, то крутящий момент на втором колесе будет равным нулю. Усовершенствованные модели, а подавляющее их большинство – это дифференциалы с механизмом самоблока, оснащены системой, блокирующей вывешенную полуось. Тогда крутящий момент распределяется так, чтобы максимальная мощность была на колесе, которое сохранило хорошее сцепление с дорогой.

Дифференциал “Торсен” – это наиболее оптимальное решение для полноприводного автомобиля, эксплуатируемого по большей части в тяжелых условиях. “Торсен” – это не фамилия разработчика, а аббревиатура. Это означает чувствительность к вращательному моменту или Torque Sensing.

Особенности вязкостной муфты

Представляет собой многодисковый механизм, где передающий момент увеличивается в связи с повышением разности в скорости вращения двух валов: ведущего и ведомого. Обычно такая схема актуальна для транспортных средств с полным постоянным приводом.

В основу работы вискомуфты для блокировки дифференциала на ВАЗ (или другого автомобиля) положено особенное свойство силиконовой жидкости. Если, к примеру, у масла при повышении температуры вязкость снижается, то здесь все наоборот – этот параметр тоже увеличивается. Сам механизм выглядит как цилиндр, где располагается набор перфорированных дисков, которые соединены с обоими валами. Также корпус заполнен этой жидкостью. На входной вал действует крутящий момент от двигателя через ведущий мост, а выходной отвечает за вращения колес.

При нормальном движении транспортного средства оба вала вращаются с одинаковой скоростью. Но стоит только одному из колес начать буксовать, входной вал основного главного моста вращается быстрее выходного. Вследствие трения о диски жидкость нагревается, что в итоге способствует передаче большей мощности на выходной вал.

Но, как и обычный дифференциал, вискомуфта тоже обладает недостатком. Для срабатывания механизма нужно определенное количество времени. К тому же, оптимальные параметры очень сложно подобрать. По этой причине большинство производителей предпочитают не иметь дело с подобным механизмом.

Устройство

Данный механизм устроен из привычных элементов – устройство аналогично любому планетарному узлу. Можно выделить основные детали – это корпус, червячные шестерни, сателлиты.

Что касается общей концепции, то здесь не очень много отличий, если сравнивать с обыкновенными механизмами. Корпус жестко крепится на ведущем узле трансмиссии. Внутри корпуса установлены сателлиты. Они закреплены на специальных осях. Сателлиты находятся в жестком зацеплении с шестернями полуосей. Шестеренки полуосей закреплены на валы, на которые и передается крутящий момент.

А теперь что касается непосредственно механизма “Торсен”. В данном узле шестерня полуосей имеет винтовые зубья. Это не что иное, как традиционный червячный вал.

Сателлиты представляют собой пару косозубых шестерен. Один элемент этой пары формирует с шестерней полуоси червячную пару. Пара шестеренок-сателлитов может взаимодействовать и между собой за счет прямозубого зацепления. В конструкции имеется целых три сателлита, каждый из которых представляет пару шестерен.

Смотреть галерею

Принцип действия

Давайте посмотрим, как работает дифференциал “Торсен”. Рассмотрим это на примере межколесного узла. Когда пара ведущих колес двигается прямолинейно, то они оба сталкиваются с одинаковым сопротивлением. Поэтому механизм распределяет крутящий момент равномерно между обеими колесами. При движении прямо сателлиты не задействованы, и усилие передается непосредственно от чашки к полуосевым шестерням.

Когда машина входит в поворот, то внутреннее колесо испытывает большее сопротивление и скорость его снижается. Червячная пара внутреннего колеса начинает работать. Шестеренка полуоси вращает сателлитную шестерню. Последняя передает крутящий момент ко второй шестерне полуоси. Тем самым увеличивается усилие на внешнем колесе. Так как разница крутящего момента на двух сторонах невелика, то трение во второй червяной паре тоже невысокое. В данном случае самоблокировки не произойдет. Вот на этом и основан принцип дифференциала “Торсен”.

Смотреть галерею

Когда же одно из ведущих колес автомобиля находится на скользком участке, то его сопротивление снижается. Крутящий момент стремится именно к этому колесу. Полуось раскручивает шестерню сателлита, а она передает крутящий момент ко второму сателлиту. В этом случае будет самоторможение. Шестерня сателлита не способна выступать ведущим элементом и не может вращать полуосевую шестеренку из-за определенных особенностей червячных передач. Поэтому червячная пара заклинивает. А при заклинивании она затормозит вращение второй пары, и вращательный момент на каждой из полуосей выровняется.

Три режима работы

Если рассматривать полностью принцип работы дифференциала “Торсен”, то нужно сказать, что система может работать в трех различных режимах. Конкретный режим зависит от уровня сопротивления на колесе. Когда оно одинаковое, то вращательный момент распределяется равномерно.

Смотреть галерею

Если на одном из колес сопротивление повышается, то в работу включается червячная пара, и тем самым приводится в действия вторая пара, несмотря на небольшое сопротивление на ней. Это ведет к перераспределению момента так, как нужно. В этом случае одно колесо замедлится. Второе станет вращаться быстрее.

Если на одной из шин полностью теряется сопротивление, тогда это будет сопровождаться блокировкой или заклиниванием червячной пары из-за большого трения. Тогда сразу же тормозится вторая пара. Крутящий момент выравнивается. Работа дифференциала “Торсен” в этом режиме схожа с прямолинейным движением.

Разновидности автомобильных дифференциалов

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

Дифференциал с полной блокировкой

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

Статья в тему: Что такое ГБЦ в автомобиле

Три типа “Торсена”

В первом варианте в качестве червячных пар используются шестеренки ведущих полуосей, а также сателлиты. Для каждой полуоси имеются свои сателлиты, соединенные попарно с теми, что на противоположной оси. Соединение это осуществляется при помощи прямозубого зацепления. Оси сателлитов перпендикулярны полуосям. Данный вариант дифференциала “Торсен” признан самым мощным среди всех аналогичных конструкций. Он способен работать в очень широком диапазоне крутящего момента.

Второй вариант отличается тем, что оси сателлитов находятся параллельно к полуосям. Сателлиты в данном случае установлены иначе. Они находятся в специальных посадочных местах чашки. Парные сателлиты соединяются косозубым зацеплением, которое при расклинивании участвует в блокировке.

Смотреть галерею

Третий вариант является единственным среди всей серии, где конструкция планетарная. Он применяется в качестве межосевого дифференциала в полноприводных машинах. Оси сателлитов и ведущие шестеренки здесь тоже параллельны друг другу. За счет этого узел очень компактный. Благодаря конструкции изначально можно распределять нагрузку между двух мостов в соотношении 40:60. Если срабатывает частичная блокировка, то пропорция может отклонятся на 20 %.

Виды

Конструкторами разработано три типа дифференциалов Torsen, которые обозначаются буквенным индексом «Т» с цифровой приставкой. Различия между ними сводятся к компоновке узла и форме рабочих элементов, что в свою очередь сказывается на эксплуатационных показателях.

Виды конструкций Torsen

Первый тип – Torsen Т1. Его отличительными особенностями являются перпендикулярное полуосям расположение сателлитных пар и использование винтовых зубьев, как на полуосевых шестернях, так и сателлитах. Между собой сателлиты пары взаимодействуют прямозубым зацеплением. Принцип работы, описанный выше, рассмотрен именно на примере версии Т1. Имеет высокую степень «естественного» трения.

Torsen Т2 является вторым поколением этого самоблокирующегося дифференциала. От первого типа он отличается параллельным расположением сателлитов. У него винтовые зубья проделаны только на сателлитах, а вот полуосевые шестеренки косозубые. Зацепление сателлитов между собой также осуществляется винтовыми зубьями, которые участвуют в процессе блокирования (они тоже могут расклиниваться).

Это поколение имеет более низкую степень «естественного» трения, раннем схватывании при меньшей степени блокировки по сравнению с Т1. Он получил распространение на гражданских авто. Но есть модификация T2R, который выдерживает большой крутящий момент и применяется исключительно на мощных автомобилях, таких как Ford Mustang. По конструкции он отличается только тем, что используется шлицевая муфта с винтовыми зубьями, через которые она вводится в зацепление с солнечной шестерней. В такой конструкции характеристики «естественного» трения могут меняться в зависимости от условий движения.

Последний тип – Т3. Конструктивно он во многом схож с версией Т2 (параллельное расположение сателлитов с винтовыми зубьями, косозубые полуосевые шестеренки), но компоновку его несколько пересмотрели и использовали в его конструкции планетарную структуру. Это позволило не только уменьшить габаритные параметры узла, а и обеспечить возможность задавать соотношение распределения момента по осям. Из-за этой особенности Torsen Т3 применяется только в качестве межосевого дифференциала, в то время Т1 и Т2 как между осями, так и в качестве межколесного дифференциала.

Преимущества дифференциалов этой конструкции

Преимуществ у данной конструкции достаточно много. Данный механизм устанавливают за то, что точность его работы чрезвычайно высокая, при этом работает устройство очень плавно и тихо. Мощность распределяется между колесами и мостами автоматически – какое-либо вмешательство водителя не нужно. Перераспределение момента никак не влияет на торможение. Если дифференциал эксплуатируется корректно, то обслуживать его не нужно – от водителя требуется только проверять и периодически менять масло.

Именно поэтому многие водители ставят дифференциал “Торсен” на “Ниву”. Там также применена система постоянного полного привода и никакой электроники, поэтому нередко любители экстрима меняют штатный дифференциал на данный узел.

В чем плюсы и минусы дифференциала Торсен?

Подобное устройство имеет много достоинств, однако при этом не лишено некоторых недостатков. С них и начнем. В первую очередь Торсен имеет довольно высокую стоимость, потому как у него довольно сложный процесс изготовления и процесс сборки. Дифференциал также увеличивает расход топлива по причине потерь на трение элементов. Среди минусов также стоит отметить и сравнительно низкий коэффициент полезного действия, предрасположенность механизма к заклиниванию и высокий износ нагруженных элементов. Для работы механизма требуются особые смазочные материала. Несмотря на это достоинств у дифференциала немалое количество и они зачастую превосходят все те минусы, которые были перечислены. Среди них особенно выделяется высокая точность работы, ее плавность и минимальная шумность. Благодаря Торсен обеспечивается отличное распределение мощности между колесами и ведущими мостами. Происходит это автоматически, без участия автомобилиста. За счет того, что перераспределение крутящего момента происходит мгновенно, не оказывается влияние на процесс торможения. Дифференциал при его корректном использовании совершенно не нуждается в обслуживании.

Подробнее о дифференциале Торсен будет рассказано в этом видеоматериале:
Опубликовано: 21 ноября 2020

Недостатки

Есть и минусы. Это высокая цена, ведь внутри конструкция устроена достаточно сложно. Так как дифференциал работает на принципе терния, из-за этого повышается расход топлива. При всех преимуществах КПД довольно низкий, если сравнивать с похожими системами другого типа. Механизм имеет высокую предрасположенность к заклиниванию, а износ внутренних элементов довольно интенсивный. Для смазки нужны специальные продукты, так как при работе узла выделяется много тепла. Если на одной оси установлены разные колеса, то детали изнашиваются еще более интенсивно.

Смотреть галерею

Что такое дифференциал автомобиля — типы дифференциалов

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

• Что это такое
• Дифференциал с полной блокировкой
• Вискомуфта
• Торсен
• Квайф

Что это такое

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

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

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

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

Коэффициент блокировки (Кб)

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

Существует несколько видов дифференциалов.

Дифференциал с полной блокировкой

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

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

Вискомуфта

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

Принцип работы вискомуфты

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

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

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

Торсен

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

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

Квайф

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

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

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

ФУНКЦИИ, ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ – FAHADH V HASSAN

ДИФФЕРЕНЦИАЛ: ФУНКЦИИ, ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ

19 апреля 2019 г. 17 комментариев Машиностроение ФАХАД В ХАССАН

Дифференциал является очень важной частью автомобиля, поскольку в качестве компонента передачи мощность двигателя передается на колеса. Мощность двигателя передается задним карданным валом на колесо, сначала изменяющее направление за счет дифференциального вращения, затем передается на задние полуоси, а затем на задние колеса.

Дифференциальные функции для уменьшения скорости, получаемой карданным валом, для создания большого момента и для изменения направления вращения карданного вала 900 передается на колесо следующего витка через заднюю полуось сзади отдельно. Однако, если дифференциал не работает, это приведет к невозможности запуска автомобиля A.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

Во время прямой дороги.

При прямолинейном движении колеса заднего моста будут экранироваться ведущей шестерней через корпус дифференциала, вал шестерни колесно-колесного дифференциала, шестерни колесно-шестеренного дифференциала, зубья боковой шестерни не проворачиваются, остаются быть втянутым во вращение зубчатого венца. При этом крутится руль влево и вправо одинаково.

Во время поворота.

Во время поворота автомобиля заключенных налево левое колесо больше правого. Если корпус дифференциала с зубчатым венцом вращается, шестерня будет вращаться вокруг своей оси, а также движение вокруг левой боковой шестерни, поэтому вокруг правой боковой шестерни увеличивается сторона, где число оборотов шестерни в 2 раза больше. зубчатый венец. Можно сказать, что среднее второе круглое зубчатое колесо сравнимо с вращающимся зубчатым венцом. как это должно.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛА

Основной принцип действия дифференциального редуктора можно понять, используя оборудование, состоящее из двух шестерен, шестерни и рейки. Обе стойки можно перемещать в вертикальном направлении до тех пор, пока весовая стойка и сопротивление скольжению не будут подняты одновременно. Расположенная между зубьями рейки шестерня и шестерня соединены с раскосами и могут перемещаться этими раскосами. Когда одинаковая нагрузка «W» помещается на каждую рейку, а скобы (дужки) поднимаются вверх, вторая рейка поднимается на такое же расстояние, это предотвратит вращение ведущей шестерни. Но если большая нагрузка, возложенная на левый реечно-шестеренный буфер, будет затем подтягиваться вверх вдоль вращения зубчатой ​​рейки, груз становится тяжелее, что связано с различиями заключенных, которым дана шестерня, поэтому тем меньшая нагрузка будет поднята. . Расстояние между поднятыми рейками пропорционально числу витков шестерни. Другими словами, эта стойка становится еще больше, а заключенные, получившие меньшую нагрузку, будут двигаться. Этот принцип используется при проектировании дифференциальных передач.

ФУНКЦИИ ДИФФЕРЕНЦИАЛА

1. Еще больше снижает вращение, поступающее от коробки передач, прежде чем оно будет передано на задние оси.
2. Изменяет направление оси вращения силового агрегата на 90°, т.е. с продольного на поперечное направление.
3. Равномерно распределять мощность на обе задние ведущие оси при прямолинейном движении трактора.
4. Распределить мощность по требованию на ведущие оси при повороте, т.е. внешнему колесу требуется больше оборотов, чем внутреннему колесу – при повороте.

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛА

1. Шестерня ведущая
2. Шестерня венца
3. Клетка дифференциала
4. Звездочка дифференциала
5. Шестерня полуоси (солнце) дифференциала

ТИПЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛОВ2 90. 0009 100009 Дифференциал
2. Заблокированный дифференциал
3. Вязкостной дифференциал повышенного трения
4. LSD с механическим сцеплением (включая eLSD)
5. Torsen и винтовой дифференциал
6. Дифференциал векторизации крутящего момента

1. Открытый дифференциал

Открытые дифференциалы — самая простая форма дифференциала. Цель состоит в том, чтобы обеспечить разные скорости между двумя колесами, в то время как распределение крутящего момента поддерживается постоянным на уровне 50/50. Распространенное заблуждение относительно открытых дифференциалов состоит в том, что когда одно колесо поднимается, на него передается 100% крутящего момента. Это не так, однако количество крутящего момента, передаваемого на колесо с тягой, очень мало, потому что количество крутящего момента, необходимого для вращения колеса, также невелико. Помните, что оба колеса всегда получают одинаковый крутящий момент, но если одно из них не имеет сопротивления (например, если оно находится в воздухе), в результате величина крутящего момента, передаваемая на ведущую ось, очень мала.
• Разделяет крутящий момент двигателя на две части
• Позволяет колесам вращаться с разной скоростью
• Когда одна шина теряет сцепление с дорогой, противоположная шина также теряет мощность
• Применяется в семейных седанах и автомобилях эконом-класса

Преимущества:
• Позволяет для совершенно разных скоростей колес на одной и той же оси, что означает, что при прохождении поворота не произойдет пробуксовки колес, поскольку внешнее колесо будет двигаться дальше.
• С точки зрения эффективности меньше энергии будет теряться при использовании дифференциального варианта по сравнению с альтернативными вариантами.
• Стоимость.

Недостатки:
• Когда одно колесо имеет плохое сцепление с дорогой, это резко ограничивает мощность, которую может подавить транспортное средство. Поскольку распределение крутящего момента всегда 50/50, если одно колесо не может передать большую мощность, другое получит такой же низкий крутящий момент.

2. Заблокированный дифференциал (включая блокируемые и сварные дифференциалы)

Заблокированные дифференциалы находятся на противоположной стороне спектра по сравнению с открытыми дифференциалами. Цель состоит в том, чтобы скорость вращения колес между двумя колесами оставалась постоянной, и основное преимущество здесь заключается в том, что крутящий момент будет передаваться на колесо с тягой, до 100 процентов на одно колесо. Для бездорожья дифференциал обычно имеет функцию блокировки, поэтому он открывается при движении по асфальту.
• Подключенные колеса всегда вращаются с одинаковой скоростью
• Повернуть автомобиль может быть очень сложно
• Встречается в Jeep Wrangler и большинстве полноразмерных грузовиков

Преимущества:
• Позволяет крутящему моменту передаваться на колесо с наибольшим сцеплением. Для всех стилей дифференциала это позволит максимальному крутящему моменту достичь земли на любом состоянии поверхности.
• Для езды по бездорожью, где износ шин не является проблемой, это самое лучшее, что может быть. Надежный, простой и очень эффективный.
• В ситуациях, когда желательно поддерживать постоянную скорость вращения колес на оси (например, при заносе), это простое решение (сварной дифференциал работает точно так же).

Недостатки:
• Заблокированный дифференциал не допускает разницы в скорости вращения правого и левого колес. Это означает дополнительный износ шин, а также заедание трансмиссии в результате.

3. Вязкостной самоблокирующийся дифференциал (VLSD)

VLSD достаточно просты в эксплуатации, однако имеют некоторые недостатки по сравнению с другими типами LSD.
• Комбинация открытого и блокируемого дифференциалов
• Обычно действует как открытый дифференциал
• Автоматически блокируется при пробуксовке
• Используется в спортивных автомобилях, таких как Nissan 370Z и Mazda MX-5 Miata. для всех форм ЛСД, но этот стиль особенно хорош для него).
• Позволяет передавать крутящий момент на колесо с большим сцеплением.
• Очень плавная работа, как правило, нет неуклюжести на низких скоростях, характерной для других типов LSD, перемещающихся в узком радиусе (например, на парковках).

Недостатки:
• Невозможно полностью заблокировать, для передачи крутящего момента системе требуется разность скоростей между двумя сторонами.
• По мере того, как жидкость внутреннего редуктора нагревается (в случаях, когда она используется слишком часто), эффект LSD снижается.

4. LSD с механическим сцеплением (включая eLSD)

LSD с механическим сцеплением бывают самых разных типов. односторонние, 1,5-полосные, двусторонние и даже электронные. В принципе, все они работают очень похоже, с пакетом сцепления, который пытается заблокировать дифференциал, позволяя передавать крутящий момент на колесо с наибольшим сцеплением.

Преимущества:
• Применяет блокировку при нажатии дроссельной заслонки. В отличие от VSLD, это означает, что разделение крутящего момента может произойти до того, как одно колесо достигнет другой скорости (аналогично заблокированному дифференциалу).
• Для LSD с односторонним движением дифференциал действует как открытый дифференциал, когда газ не нажат, что позволяет легко изменять скорость вращения колес при прохождении поворотов.
• Для двухсторонних LSD дифференциал применяет блокирующее усилие при замедлении, что в некоторых случаях может способствовать стабильности торможения.
• Хорошо работает, даже если одно колесо оторвано от земли или имеет ограниченное сцепление с дорогой.
• Электронные LSD позволяют бортовым компьютерам управлять включением сцепления, оптимизируя блокировку в зависимости от условий движения.

Недостатки:
• Часто требуется регулярная замена масла, а сцепление может изнашиваться, что в итоге требует замены.
• Электронные LSD увеличат стоимость и сложность.

5. Торсен и косозубые дифференциалы

Торсен и косозубые дифференциалы работают довольно схожим образом, используя интеллектуальную передачу, чтобы применить блокирующее усилие для передачи крутящего момента на колесо с большим сцеплением. Они отлично подходят для уличного использования и даже для легкого трека, хотя у них есть недостаток.

Преимущества:
• Эти дифференциалы начинают передавать больший крутящий момент на медленнее вращающееся колесо в тот момент, когда между ними возникает разница скоростей. По сути, он реагирует гораздо быстрее, чем VLSD.
• Это чисто механические системы, не требующие планового технического обслуживания, поскольку действие дифференциала зависит от трения в шестернях.

Недостатки:
• Когда одно колесо находится в воздухе, дифференциал Torsen действует очень похоже на открытый дифференциал, и на ведущую ось передается очень небольшой крутящий момент. Для уличного использования это вполне приемлемо, но может быть проблемой для более специализированных автомобилей на трассе.

6. Дифференциал векторизации крутящего момента (TVD)

Без сомнения, самый сложный из дифференциалов. Эта опция обеспечивает максимальный контроль разработчикам, что означает уникальное программирование для реагирования на любую ситуацию, а также возможность помочь вызвать рыскание.
• Использует дополнительные зубчатые передачи
• Точно регулирует крутящий момент, передаваемый на каждое ведущее колесо
• Может замедлять или ускорять поворот автомобиля на повороте
• Тяжелый, сложный и малоэффективный для экономии топлива
• Используется в BMW X5 M или Lexus RC F

Преимущества:
• Позволяет передавать больший крутящий момент на внешнее колесо при прохождении поворотов. Как правило, LSD передают крутящий момент на колесо, которое вращается с меньшей скоростью. Это связано с тем, что большая скорость колеса воспринимается как проскальзывание, поэтому LSD блокируется, чтобы передать больший крутящий момент на более медленное колесо и предотвратить проскальзывание колеса. При ускорении на выходе из поворота TVD передает больший крутящий момент на внешнее колесо, помогая вызвать рыскание и вращение автомобиля.
• Предоставляет конструктору полный контроль, система может выбирать, в каких ситуациях транспортное средство будет передавать больший крутящий момент на любое колесо, а не реагировать.
• Может передавать до 100 % имеющегося крутящего момента на одно колесо.

Недостатки:
• Стоимость и сложность

Вот так:

Нравится Загрузка…

Все, что вам нужно знать о работе дифференциала

Знание дифференциала начинается с работы автомобильного двигателя и заканчивая системой трансмиссии. Ну, краткое объяснение заключается в том, что мощность от двигателя передается на колесо с помощью системы трансмиссии. Преимущество дифференциала в том, что он разделяет мощность двигателя, заставляя колеса двигаться с разной скоростью.

Сегодня мы рассмотрим определение, функции, работу, детали, применение, а также преимущества и недостатки дифференциальной системы в автомобиле.

Прочтите: Принцип работы механической и автоматической коробки передач

Содержание

• 1 Что такое дифференциал?
• 2 Функции дифференциала в автомобиле:
• 3 Основные части дифференциальной системы:
• 4 Типы дифференциала:
• 5 Применение дифференциала в автомобиле:
• 6 Принцип работы дифференциала
• 7 Преимущества и недостатки дифференциала:
  • 7.1 Преимущества
  • 7.2 Недостатки
  • 7.3 Пожалуйста, поделитесь!

Что такое дифференциал?

Дифференциал — это механизм, который передает крутящий момент двигателя на колеса с целью распределения мощности, позволяя колесам двигаться с различной скоростью. дифференциал не действует, когда автомобиль движется прямо. Эффект возникает, когда автомобиль пытается повернуть, в результате чего колесо движется с другой скоростью.

Полная схема дифференциала и его маркировка

Функции дифференциала в автомобиле:

Дифференциал выполняет следующие три функции на колесах автомобиля:

• Для увеличения мощности двигателя на колесах
• Передача мощности на колеса, когда они вращаются с разной скоростью
• Действовать в качестве конечной передачи в автомобиле, замедляя скорость вращения трансмиссии в последний момент перед переходом к колесу
• Еще одна функция дифференциала — поворачивать поток мощности на 90 градусов

Основные части дифференциальной системы:

Ниже приведены части дифференциала:

• Ведущая шестерня: часть дифференциала передает мощность от приводного вала (карданный вал) к зубчатому венцу.
• Зубчатый венец: зубчатый венец передает мощность на корпус дифференциала в сборе.
• Spider Gears: этот компонент лежит в основе дифференциала.
• Корпус дифференциала в сборе: эта часть удерживает шестерню и приводит в движение ось.
• Задний ведущий мост: передает крутящий момент от дифференциала в сборе на ведущие колеса.

Типы дифференциала:

Ниже приведены типы дифференциала:

• Открытый дифференциал : открытый дифференциал разделяет крутящий момент двигателя на две части и позволяет колесам вращаться с разной скоростью. Часто встречается в семейных седанах и автомобилях эконом-класса. При его работе, когда одна шина теряет сцепление с дорогой, противоположная шина также теряет мощность.
• Блокируемый дифференциал : в блокируемом дифференциале соединенные колеса вращаются с одинаковой скоростью, что делает поворот очень трудным для любого транспортного средства, на котором он установлен. Его часто можно увидеть на джип-рэнглерах и большинстве полноразмерных грузовиков.
• Дифференциал повышенного трения : этот тип дифференциала сочетает в себе открытый и блокируемый дифференциалы. Он часто используется в спортивных автомобилях, таких как Nissan 370Z и Mazda MX-5 Miata. Дифференциал обычно действует как открытый дифференциал, но автоматически блокируется при пробуксовке. В самоблокирующемся дифференциале блокировка достигается одним из трех способов: вязкой жидкостью, парком сцепления или сложной зубчатой ​​передачей.
• Дифференциал с вектором крутящего момента : этот тип дифференциала использует дополнительную зубчатую передачу. Он точно настраивает крутящий момент, подаваемый на каждое ведущее колесо. Часто встречается в BMW x5 M или Lexus RC F. Замедлить или ускорить поворот автомобиля на повороте может быть проще.

Прочтите: Типы дифференциалов и их функции

Применение дифференциала в автомобиле:

В автомобиле дифференциал предназначен для привода пары колес, поскольку они могут вращаться с разной скоростью. Транспортным средствам без дифференциала, таким как «карты», трудно выполнить подходящий поворот, поскольку оба ведущих колеса вынуждены вращаться с одинаковой скоростью. в этом случае ось приводится в движение простым механизмом цепного привода. При повороте на таком транспортном средстве внутреннее колесо проходит меньшее расстояние, чем внешнее колесо. Это делает дифференциал бесполезным, потому что либо внутреннее колесо вращается слишком быстро, либо внешнее колесо вращается слишком медленно. Однако это приводит к сложному и непредсказуемому управлению, повреждению шин и дорог, а также появлению пятен на трансмиссии.

Применение дифференциала в автомобилях с задним приводом, карданный вал помогает в зацеплении. Это достигается с помощью гипоидной передачи (кольцо и шестерня). Зубчатый венец установлен на водиле планетарной цепи, образующей дифференциал. Эта гипоидная передача представляет собой коническую передачу, изменяющую направление вращения привода.

Принцип работы дифференциала

Принцип работы дифференциала в автомобиле достаточно сложен для современной версии, но интересен. Позвольте мне привести описательный пример; если автомобиль поворачивает направо, главная передача может сделать 10 полных оборотов. В это время левое колесо совершит больше оборотов, потому что ему нужно больше хода, а правое колесо сделает меньше оборотов, так как ему нужно пройти меньшее расстояние. Солнечные шестерни, приводящие в движение полуоси оси, вращаются с разной скоростью относительно зубчатого венца (одна быстрее, другая медленнее). Это означает по 2 полных оборота каждый (4 полных оборота друг относительно друга), в результате чего левое колесо совершает 12 оборотов, а правое колесо — 8 оборотов.

Вращение зубчатого венца является средним вращением боковых солнечных шестерен. Это приводит к тому, что включенная передача препятствует вращению зубчатого венца внутри дифференциала, когда автомобиль выключен.

При работе дифференциала входной крутящий момент передается на зубчатый венец (синий), который вращает все водило (синий). Водило соединено с обеими солнечными шестернями только через планетарную шестерню (зеленая). Крутящий момент передается на солнечные шестерни через планетарную шестерню. Планетарная шестерня вращается вокруг оси водила, приводящего в движение солнечные шестерни. Планетарная передача вращается без вращения собственной оси, если сопротивление на обоих колесах одинаково, что приводит к вращению обоих колес с одинаковой скоростью. Однако, если левая солнечная шестерня (красная) испытывает сопротивление, планетарная шестерня (зеленая) вращается так же, как и вращается. Замедление левой солнечной шестерни с одинаковым ускорением правой солнечной шестерни (желтая).

На видео ниже показано, как работает дифференциал:

Преимущества и недостатки дифференциала:

Преимущества

Преимущества дифференциала:

900 дифференциальные сигналы передаются по симметричным линиям.

помогает свести к минимуму электронные перекрестные помехи.

Может использоваться для высокоскоростных линий электропередачи с хорошим качеством благодаря устранению шума и меньшему излучению. Следовательно, может быть достигнуто подавление синфазного сигнала, а также улучшенное подавление источника питания.

Могут быть достигнуты более высокие общие колебания сигнала.

Предлагает подавление гармоник четного порядка. Некоторые методы предварительного искажения используются для уменьшения нечетных гармоник.

Недостатки

Несмотря на большие преимущества дифференциала, некоторые ограничения все же имеют место. ниже приведены недостатки дифференциала:

Это все, что касается этой статьи, которая содержит определение, типы, принцип работы, функции, части, применение дифференциала. Я надеюсь, вам понравилось чтение, если вы так любезны, прокомментируйте, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим студентам технических специальностей. Спасибо!

Функции, детали, работа, преимущества, недостатки и применение [PDF]

Актуальные темы

Дифференциал является неотъемлемой частью всех четырехколесных транспортных средств. Колеса получают мощность от двигателя через приводной вал или карданный вал.

На прошлой сессии мы обсуждали классификацию шасси, систем зажигания и электрических топливных насосов. Принимая во внимание, что на сегодняшней сессии мы обсудим Как работает дифференциал?

Функции дифференциала:

Основная функция дифференциала — позволить задним колесам вращаться с другой скоростью (об/мин) при получении мощности от двигателя. Другие функции:

Снижение скорости:

Несмотря на большие количество мощности, передаваемой от системы трансмиссии, дифференциал снижает скорость по отношению к двигателю. его движение вправо или влево.

Поворот потока мощности на 90 градусов:

Другая функция дифференциала — поворачивать поток мощности от системы передачи на 90° в сторону правой и левой осей.

Компоненты дифференциала:

Компоненты дифференциала следующие :

1. Кольцо или Коронный колес №
2. Кольцевая клетка
3. Поперечный штифт

Позвольте мне дать вам их подробный обзор.

Зубчатый венец или коронное колесо:

Зубчатый венец будет передавать мощность на планетарные шестерни, солнечные шестерни и, наконец, на полуоси, так что мощность будет использоваться для привода колес.

Сателлитная шестерня:

Две планетарные шестерни или иногда четыре планетарные шестерни располагаются напротив друг друга и входят в зацепление с солнечными шестернями для передачи мощности на задние колеса через полуоси.

Приводной вал:

Мощность от коробки передач передается на карданный вал или приводной вал и тем самым передается на коническую шестерню.

Коническая шестерня:

Функция конической шестерни заключается в передаче мощности от вала гребного винта для привода зубчатого венца.

Полуоси:

Два задних колеса соединяются не одним валом, а двумя полуосями, которые используются для соединения двух задних колес в автомобиле, и коронное колесо может свободно вращаться на полуоси. Эти полуоси соединены шлицами с каждой из солнечных шестерен.

Солнечные шестерни:

Две солнечные шестерни используются для работы дифференциала, которые расположены друг напротив друга, и эти солнечные шестерни соединены с полуосями для передачи мощности.

Кольцевая обойма:

Кольцевая обойма прикреплена к ведущему колесу, на котором установлен поперечный штифт (если используются две планетарные шестерни) или крестовина (если используются четыре планетарных шестерни) в дифференциале.

Поперечный штифт:

Поперечный штифт используется для соединения двух планетарных шестерен напротив друг друга, чтобы они могли находиться в правильном зацеплении с солнечными шестернями, а крутящий момент распределялся поровну между задними колесами.

Как работает дифференциал?

Чтобы понять принцип дифференциала, рассмотрим простейший дифференциал под названием Обрыв дифференциала , рисунок которого показан ниже.

1. Зубчатый венец или коронное колесо
2. Сателлитные шестерни
3. Приводной вал
4. Коническая шестерня
5. Ось или полуось
6. Солнечные шестерни
7. Ось

Поскольку конструкция выглядит массивной, это сложно чтобы понять. Поэтому упрощенная схема дифференциала была показана ниже, чтобы легко понять процедуру работы.

Принцип работы дифференциала можно понять по следующим трем случаям.

• Случай 1 : Автомобиль движется ПРЯМО.
• Случай 2 : Транспортное средство поворачивает НАПРАВО
• Случай 3: Автомобиль поворачивает НАЛЕВО

Давайте подробно обсудим все эти случаи…

Случай 1. Транспортное средство движется в прямом направлении.

Состояние: N левое= N правое

Когда автомобиль движется прямо, скорость задних колес одинакова, в том смысле, что оба колеса будут вращаться с одинаковой скоростью.

В этом случае солнечные шестерни, планетарные шестерни и кольцевая обойма будут действовать как единое целое, а две полуоси будут вращаться с одинаковой скоростью.

В этой ситуации, когда все части дифференциала работают как единое целое, относительного движения между ними нет и поэтому все задние колеса движутся с одинаковой скоростью.

т. е. N слева = N справа

---

Случай 2: Автомобиль поворачивает направо

Состояние: N левое > N правое

Когда автомобиль совершает правый поворот, расстояние, пройденное левым колесом, больше, чем расстояние, пройденное правым колесом, и скорость (об/мин) Левое колесо больше, чем скорость (об/мин) правого колеса.

Чтобы понять концепцию поворота автомобиля направо, предположим, что кольцевая клетка неподвижна.

Тогда вращение одной солнечной шестерни вызовет вращение другой солнечной шестерни в противоположном направлении. Это означает, что если левая солнечная шестерня повернется «n» раз за определенный период времени, то правая солнечная шестерня также повернется «n» раз за тот же период, но, конечно, в противоположном направлении.

Когда автомобиль совершает поворот, это вращение накладывается на обычную скорость колеса.

Таким образом, рассмотрим транспортное средство, движущееся в прямом направлении со скоростью ‘ N ‘ об/мин, и когда оно совершает поворот на вправо , в это время будет оказываться сопротивление движению правого колеса и как В результате дифференциального действия правые колеса вращаются назад при n об/мин, а левое колесо вращается вперед при об/мин.0196 n ’ об/мин.

Это даст результирующую скорость правых колес как ( N-n ) и левых колес как ( N+n ).

Благодаря этому крутящий момент от главной передачи распределяется между двумя полуосями, а сателлиты планетарной передачи соединены с помощью крестовины, которая может свободно вращаться вокруг нее, не изменяя крутящего момента между колесами.

Таким образом, они (планетарная шестерня) действуют как балансир и распределяют крутящий момент поровну между двумя колесами на оси, даже если их скорости различны.

Таким образом передается крутящий момент при поворотах автомобиля.

---

Случай 3: Автомобиль поворачивает налево

Условие : N направо > N налево

Вы можете понять ту же концепцию из приведенного выше объяснения, когда автомобиль поворачивает налево.

Преимущества дифференциала:

Вот некоторые преимущества использования дифференциала:

• Несмотря на большую мощность, передаваемую от системы трансмиссии, дифференциал снижает скорость по отношению к двигателю. его движение вправо или влево.
• Поворачивает поток энергии на 90 градусов.

Недостатки дифференциала:

Также есть некоторые недостатки дифференциала, а именно:

учтите, что одна сторона заднего колеса находится под поверхностью с хорошим сцеплением, а другое колесо находится на скользкой дороге.

В этом случае стандартный дифференциал передает большую часть мощности на скользкое колесо, и из-за этого автомобиль не сможет сдвинуться со своего места, и для преодоления этого вводятся самоблокирующиеся дифференциалы.

Это подробная статья о том, как работает дифференциал? Если у вас есть какие-либо сомнения, не стесняйтесь спрашивать в разделе комментариев.

Дополнительные ресурсы

Конусная муфта
Электромагнитная муфта

Ссылки [Внешние ссылки]

• Википедия
• Как работает дифференциал? — YouTube

Источники СМИ:

---

• Изображение 1: Автор Пирсон Скотт Форесман — Архив Пирсона Скотта Форесмана, переданный в дар Фонду Викимедиа. Этот файл был извлечен из другого файла: PSF D-250004.png, Public Domain , https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5553375
• Изображение 2: Автор Wapcaplet — en:Image:Differential_free. png. Это изображение было первоначально загружено на en.wikipedia.org пользователем: Wapcaplet., CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=187494

Присоединяйтесь к Telegram

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

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

Что такое дифференциал?

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

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

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

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

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

Читайте также: 19 удивительных стилей кузова, о которых вы должны знать

Зачем нужен дифференциал?

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

Если ось не позволяет колесам свободно вращаться, колесо шины будет волочиться по земле. Следовательно, это важно, когда транспортное средство поворачивает, заставляя колесо двигаться за пределами кривой поворота, чтобы катиться дальше и быстрее, чем другое. 9

Вал-шестерня или крестовина

или коническая шестерня

Шестерни дифференциала или планетарные шестерни

Корпус или корпус дифференциала

Изображение: Википедия

#1 Боковая или солнечная шестерня дифференциала

Дифференциал состоит из небольшой конической шестерни, называемой боковой шестерней дифференциала или солнечной шестерней. Он установлен на внутренних концах каждой оси. При этом две конические шестерни соединены вместе, чтобы объединить ведущий и ведомый валы в точке 9.углы 0°.

Шестерня #2 или поперечный штифт

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

#3 Полуоси или полуоси

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

#4 Зубчатый венец или зубчатый венец

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

#5 Ведущая шестерня или коническая шестерня

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

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

#6 Шестерни дифференциала или планетарные шестерни

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

#7 Корпус или корпус дифференциала

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

Как работает дифференциал?

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

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

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

Автомобиль совершает поворот: Важную роль здесь играет крестовина. Вместе с вращением зубчатого венца оно вращается вокруг собственной оси. Таким образом, крестовина имеет комбинированное вращение.

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

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

Читайте также: Какова функция коленчатого вала в автомобиле?

Типы дифференциальных

. Следующие типы дифференциала:

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

1. Открытый дифференциал

Изображение: cartreatment

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

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

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

Преимущества открытого дифференциала	Недостатки открытого дифференциала
Это позволяет использовать разные скорости вращения колес на одной и той же оси. путешествовать дальше.	Когда тяга одного колеса снижается, это существенно ограничивает количество энергии, вырабатываемой транспортным средством. Если одно колесо не может рассеять столько же мощности, другое получит такой же небольшой крутящий момент.
С точки зрения эффективности потери энергии через дифференциал будут меньше, чем у других типов.

2. Дифференциал повышенного трения

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

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

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

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

#3 Вязкий дифференциал повышенного трения

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

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

#4 Механический дифференциал повышенного трения

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

#5 Активный дифференциал

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

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

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

#6 Блокировка дифференциала

Дифференциалы этого типа используют муфту и пружины для приведения в действие блокировки, которая передает одинаковую мощность на каждое колесо независимо от состояния сцепления с дорогой. По сути, он образует сплошную ось.

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

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

Преимущества блокировки дифференциала	Недостатки блокировки дифференциала
Это может обеспечить крутящий момент для движения вверх к колесу с большей тягой. В различных конструкциях это позволит большей части крутящего момента достигать земли при любом заданном состоянии поверхности.	Одним из недостатков блокируемого дифференциала является то, что он не допускает разницы в скорости вращения правого и левого колес. Это означает дополнительный износ шин, а также, как следствие, заедание трансмиссии.
Надежный, простой и очень эффективный.
Обеспечивает решение для ситуаций дрифта, когда желательно поддерживать постоянную скорость колеса на оси. Дифференциал с вектором крутящего момента № 7 сцепление и контроллер. Они работают максимально эффективно, обеспечивая по-настоящему динамичное и высокопроизводительное вождение. Разница в векторе крутящего момента обнаруживается в высокопроизводительных заднеприводных и полноприводных автомобилях. Преимущества дифференциала с вектором крутящего момента Недостатки дифференциала с вектором крутящего момента Это позволяет внешнему колесу передавать больший крутящий момент по мере приближения к повороту. Хотя у него нет недостатков, он имеет два недостатка: стоимость и сложность. Он обеспечивает полный контроль со стороны разработчика, система может выбирать, при каких условиях автомобиль будет передавать больший крутящий момент на одно колесо, а не реагировать. Может передавать до 100% потенциального крутящего момента на колесо. #8 Дифференциал Torsen Изображение: Flickr Torsen означает определение крутящего момента. Это типы самоблокирующихся дифференциалов, в которых используется ускоренная передача для создания удара без использования сцепления или сопротивления жидкости. Это может быть достигнуто путем добавления набора червячных передач к обычному набору шестерен открытого дифференциала. Эти червячные передачи, работающие на каждой оси, обеспечивают необходимое сопротивление для передачи крутящего момента. Это достигается за счет того, что червячные передачи находятся в постоянном зацеплении друг с другом через соединенные прямозубые шестерни. Непрерывная сетка между двумя сторонами дифференциала имеет то преимущество, что обеспечивает быстрый крутящий момент, что делает его чувствительным к изменению дороги и условий движения. Преимущества дифференциала Torsen Недостатки дифференциала Torsen Как только между ними появляется разница в скорости, он начинает передавать больший крутящий момент на более медленное колесо. Кроме того, он действует гораздо быстрее, чем ЛСД. Когда колесо находится в воздухе, дифференциал Torsen работает аналогично открытому дифференциалу, и на ведущую ось передается очень небольшой крутящий момент. Это вполне приемлемо для использования на дорогах, но может быть проблемой для более специализированных автомобилей на трассе. Эти системы не требуют регулярного технического обслуживания, поскольку действие дифференциала зависит от трения по всей передаче. #9 Сварной или золотниковый дифференциал Это тип заблокированного дифференциала, известный как золотниковый дифференциал. Он постоянно приварен к неподвижной оси открытым зазором. Обычно это делается в определенных ситуациях, когда функции заблокированного дифференциала облегчают одновременное вращение обоих колес. Как правило, это не рекомендуется, поскольку тепло от сварки может поставить под угрозу прочность компонента и увеличить риск отказа детали. Завершение Как мы уже говорили, дифференциал используется для привода пары колес, позволяя им вращаться с разными скоростями. Это в основном дает пропорциональные обороты между левым и правым колесами. Итак, надеюсь, я рассказал все о дифференциале и типах дифференциала. Если у вас есть какие-либо вопросы или сомнения по поводу этой статьи, вы можете задать их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, то, пожалуйста, поделитесь ею с друзьями. Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления о новых публикациях. Адрес электронной почты Скачать PDF этой статьи: Скачать PDF Вы можете прочитать больше интересных статей в нашем блоге: 9 Различные типы сцепления и как они работают? Типы коробок передач: детали, принцип работы, схема [PDF] Типы рулевого управления, которые должен знать каждый автомобильный инженер Ресурсы: carthrottle. com wikipedia.org Дифференциал: Конструкция и работа. 3 декабря 2020 г. 19 августа 2021 г. Администратор 1 комментарий Дифференциал, главная передача, система трансмиссии, работа дифференциала Содержание страницы Когда мы изучаем систему трансмиссии четырех или многоосных транспортных средств. Мы знакомимся с такими фразами, как коробка передач, сцепление, карданный вал, ведущий мост, дифференциал и т. д. Двигатель производит мощность. И сцепление передает мощность на коробку передач, которая поступает от двигателя, а коробка передач передает мощность на ведущую ось. Наконец, ведущий мост обеспечивает движение ведущего колеса, которое может быть задним, передним или полноприводным. Это полностью зависит от типа системы привода в автомобиле. Прежде чем мощность передается на ведущую ось, она проходит через дифференциал. Итак, в этом посте мы узнаем, что такое дифференциал? И как это работает? В чем смысл дифференциала? Типы дифференциала в автомобиле и др.    W Дифференциал? Дифференциал представляет собой механизм, который дифференцирует передаточное число передачи мощности на колеса. Главная передача также интегрирована с дифференциалом. Конечная передача — это последний этап передачи крутящего момента от двигателя к ведущему колесу. Он снижает частоту вращения выходного вала коробки передач для согласования с ведущими колесами. Как видно на изображении ниже, ступица дифференциала расположена в задней оси. Где это компоновка автомобиля с задним приводом.   Дифференциал в автомобиле: Схема автомобиля   По сути, дифференциал состоит из трех валов. Один вал является входным валом мощности, который соединен с гребным валом. Еще два вала являются выходными валами, передающими движение на приводное колесо. Эти валы соединены с узлом конических шестерен в корпусе. Дифференциал обеспечивает более высокую скорость вращения внешнего колеса и снижает скорость внутреннего колеса при повороте автомобиля. Без дифференциала невозможно выполнить быстрый поворот на более высокой скорости.   Читайте также: Однодисковое сцепление: работа и применение. С какой стороны крышка топливного бака вашего автомобиля? Принцип газовых пружин, типы, применение C Конструкция дифференциала: Открытый дифференциал Как показано на рисунке выше, этот дифференциал состоит из различных частей. Это открытый дифференциал. На вал-шестерню насажена шестерня. Собственно, эта шестерня и есть карданный вал. Эта шестерня вращает большое зубчатое колесо. Несущий блок, установленный на зубчатом венце. Он состоит из двух конических шестерен (планетарных шестерен) и двух конических (солнечных) шестерен. Солнечные конические шестерни соединены с полуосью заднего моста. Корпус дифференциала закрывает весь этот узел. А кожух полуоси закрывает полуось. W соединение дифференциала: Что происходит в случае дифференциала, когда автомобиль движется прямо? Когда транспортное средство движется по прямому пути, узел дифференциала (в целом) вращается как единое целое. В этом блоке находятся зубчатый венец, обе боковые шестерни дифференциала и обе оси. Двухпланетная шестерня не вращается вместе с валом шестерни. Потому что они прикладывают ту же силу к солнечным шестерням. Таким образом, обе солнечные шестерни вращаются с одним и тем же числом оборотов в минуту вместе с зубчатым венцом. Действие дифференциала при повороте Что происходит в случае дифференциала, когда автомобиль поворачивает направо? При повороте направо правое (внутреннее) колесо автомобиля вращается медленнее, чем левое (внешнее) колесо. Внутри корпуса дифференциала планетарная шестерня вращается вокруг своей оси вместе с зубчатым венцом. Это позволяет независимое вращение обоих боковых колес. Поскольку водило вращается с зубчатым венцом, планетарная шестерня вращается с той же скоростью. Но, из-за вращения шестерни вокруг собственной оси, это снижает скорость вращения правой солнечной шестерни и увеличивает скорость вращения левой солнечной шестерни. Обратное действие происходит, когда автомобиль поворачивает налево. плоская шестерня снижает скорость вращения левой солнечной шестерни и увеличивает скорость вращения правой солнечной шестерни. Для лучшего понимания просмотрите это видео.   O Другие варианты использования дифференциала: Дифференциал помогает при поворотах и ​​поворотах на постоянной скорости. У него есть и другие применения. Например, При необходимости он передает мощность под углом 90° с независимыми оборотами. Снижает скорость вращения шестерен на зубчатом венце. В результате снижены обороты и выше крутящий момент на колесе.   T Типы дифференциалов: Типы дифференциалов в автомобилях: Открытый или обычный дифференциал (мы изучали в этом посте). Дифференциал повышенного трения (LSD). Блокировка дифференциала. Дифференциал векторизации крутящего момента Корпус дифференциала предоставлен American Axle & Manufacturing, Inc.   Задний мост CV предоставлено компанией American Axle & Manufacturing, Inc. Читайте также: Однодисковое сцепление: работа и применение. С какой стороны топливный бак вашего автомобиля? Принцип газовых пружин, типы, применение Что такое дифференциал? Типы дифференциалов, функции и принцип их работы [с иллюстрациями] Дифференциал Что такое дифференциал? Что такое дифференциал? Типы дифференциалов, функции и принцип их работы :- Дифференциальную систему можно рассматривать как систему, основной функцией которой является передача крутящего момента двигателя на колеса. Дифференциал работает с помощью мощности, которую он получает от двигателя, а затем разделяет ее, что, в свою очередь, дает возможность колесам вращаться с разной скоростью. Наблюдается, что при повороте внешнее колесо движется дальше и быстрее, чем колесо, находящееся внутри. Таким образом, дифференциал играет важную роль, поскольку представляет собой набор шестерен, которые отвечают за передачу мощности двигателя на колеса, следовательно, задействуя их для поворота с разной скоростью при приближении к повороту. При рассмотрении переднего привода (FWD) расположение дифференциала таково, что он находится в том же направлении, что и трансмиссия, находящаяся внутри корпуса, и весь этот блок широко рассматривается как трансмиссия. В то время как в случае заднего привода (RWD) дифференциал расположен между парой задних колес, в непосредственной связи с трансмиссией с помощью карданного вала. В случае полноприводных (AWD) и полноприводных (4WD) автомобилей имеется дополнительная установка межосевого дифференциала или раздаточной коробки, которая помогает в распределении мощности спереди и сзади. Дифференциал классифицируется как следующие основные типы: Открытый дифференциал . Дифференциал: (Типы дифференциалов) Открытый дифференциал Открытый дифференциал относится к одной из самых основных форм дифференциала, который состоит из двух половин оси с шестернями на обоих концах. Обнаружено, что они соединены вместе с помощью третьей шестерни, которая отвечает за создание трех сторон квадрата. Эти дифференциалы дополнительно используются вместе с четвертой передачей для большей прочности. Это то, что приводит к завершению квадрата. Эта полная система агрегатов затем дополнительно получает зубчатый венец в картере дифференциала, основная функция которого состоит в том, чтобы удерживать основные зубчатые колеса в правильном положении, и, таким образом, такое расположение зубчатого венца приводит к колесам, которые должны приводиться в движение. приводным валом с помощью шестерни. Их называют типом зубчатой ​​передачи, который встречается в открытой дифференциальной системе и, таким образом, считается наиболее распространенным типом автомобильной дифференциальной системы. Это отвечает за формирование базы для различных разнообразных и сложных систем. Преимущество такого типа агрегата очень похоже на любой другой дифференциал, описанный ранее. Сосредоточьтесь на том, чтобы помочь оси более эффективно проходить поворот, позволяя колесу находиться на внешней стороне поворота, чтобы оно вращалось со скоростью, которая, по наблюдениям, выше по сравнению с внутренним колесом, поскольку оно должно покрывать больше земли. Еще одним преимуществом этой системы единиц является то, что она сравнительно дешевле в производстве. В то же время система имеет определенные недостатки, заключающиеся в том, что из-за равномерного распределения крутящего момента между обоими колесами количество мощности, которое может быть передано вперед с помощью колес, оказывается ограниченным только колесом. который имеет наименьшее количество сцепления в продаже. 2. Блокируемый дифференциал: ( Типы дифференциалов ) Блокированный дифференциал Блокированный или блокируемый дифференциал относится к типу дифференциальной системы, которая оказывается более популярной в первую очередь на тех транспортных средствах, которые чаще выезжают за пределы дорог. Эти дифференциалы считаются открытыми дифференциалами, но наряду с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что они могут быть заблокированы на месте, если это необходимо, чтобы они работали как фиксированная ось, а не как независимая. Обнаружено, что это происходит либо вручную, либо даже с помощью электроники в зависимости от технологии на транспортном средстве. Основное преимущество заблокированного дифференциала заключается в том, что он очень склонен к развитию, чтобы получить значительно большее тяговое усилие по сравнению с одновременным открытым дифференциалом. Поскольку распределение крутящего момента в этом типе системы не является равным 50/50, что, возможно, может передавать больший крутящий момент на колесо, которое имеет немного лучшую тягу из двух доступных, которым не мешает нижняя часть. тяги, которая присутствует на другом колесе в любой данный момент времени. Поскольку пользователь очень редко путешествует с большей скоростью, в то время как пользователь обычно путешествует по поверхностям, которые оказываются шероховатыми, а также неровными. Существуют различные проблемы, такие как износ по углам на фиксированной оси, когда шина оказывается волочащейся, и поэтому они не являются проблемой. У заблокированных дифференциалов есть один недостаток, который обычно проявляется в виде заклинивания, которое появляется довольно часто, когда обнаруживается, что система сталкивается с повышенным крутящим моментом (энергией вращения) в трансмиссии, что требует немедленного освобождения для лучшего функционирование. В основном это происходит с колесами, которые делают вид, что отрываются от земли, чтобы вернуться в исходное положение, что может снять блокировки, когда они больше не нужны. 3. Дифференциал повышенного трения: (Типы дифференциалов) Дифференциал повышенного трения Установлено, что LSD работают таким образом, что они суммируют преимущества как открытых, так и заблокированных дифференциалов через систему, которая проще говоря, не может быть настолько сложным. В основном существует два типа категорий, которые отвечают за использование различных форм сопротивления для получения желаемого эффекта: A) Механическая муфта LSD Они относятся к типу функций LSD, которые работают по тому же принципу основной передачи, что и в открытом дифференциале, который обычно поставляется с парой нажимных колец. Основная функция этого LSD заключается в приложении усилия к обоим наборам дисков сцепления, которые расположены параллельно шестерням. LSD механического сцепления — это те, которые, как выяснилось, далее делятся на подтипы, которые функционируют немного по-другому и подвергаются изменениям, когда наблюдается изменение давления на диски сцепления: Рассматривая случай одностороннего LSD, оказывается, что давление оказывается только в тот конкретный момент, когда обнаруживается ускорение. Это приводит к выводу, что при выполнении любой операции поворота и сброса мощности дифференциал функционирует как дифференциал открытого типа, который отвечает за независимое вращение этих колес, тогда как всякий раз, когда ощущается сила ускорения, принудительное вращение дифференциала приводит к трению между дисками сцепления, что приводит к их блокировке на месте для увеличения тяги. Двухсторонний LSD — это метод, похожий на односторонний LSD, он поднимается на одну ступень выше и, как правило, оказывает большее давление на диски сцепления, даже когда они подвергаются замедлению. Основной целью этого LSD является улучшение устойчивости при торможении на переменном дорожном покрытии. B) Вязкая LSD Вязкая LSD является вторым типом дифференциала повышенного трения, в котором обнаружено значительное количество использования густой жидкости в местах, где муфты отвечают за создание сопротивления, которое фактически требуется с целью изменить поведение дифференциалов в открытом и заблокированном состоянии. Из-за того, что они содержат гораздо меньше движущихся частей, которые одновременно сравниваются с механическим LSD, VLSD, таким образом, считается более простым, о котором также говорят, что он обладает более широким спектром достоинств, а также недостатков, которые можно сравнить. VLSD относятся к тем, которые успешно направляют крутящий момент более эффективно и действенно, так что колесо имитирует большее сцепление с дорогой. Поскольку обнаружено, что жидкость имеет тенденцию действовать, оказывая сопротивление на скорости, в случае, если колесо теряет сцепление с дорогой и пробуксовывает, разница в скорости между двумя колесами, которая присутствует внутри дифференциала, отвечает за создание большего сопротивления на колесо, которое движется медленно, передавая на него большую часть крутящего момента от приводного вала. 4. Сварной дифференциал: (Типы дифференциалов) Сварной дифференциал Сварные дифференциалы более или менее функционируют как блокируемый дифференциал, с той лишь разницей, что он подвергается постоянной сварке из дифференциала (открытого) в фиксированный ось. Это делается только в некоторых специфических ситуациях, когда необходимы характеристики фиксированной оси, которые упрощают одновременное вращение обоих колес, например, в автомобилях, предназначенных для дрифта. Назначение сварного дифференциала состоит в том, чтобы поддерживать вращение обоих колес сзади автомобиля с одинаковой/одинаковой скоростью, но поскольку колесо, находящееся снаружи, вращается сравнительно быстрее, чем колесо, находящееся на внутренней стороне в поворот, поддержание одинаковой скорости на обоих колесах приведет к тому, что внутреннее колесо потеряет сцепление с дорогой и, в конечном итоге, пробуксовывает, что сделает избыточную поворачиваемость весьма распространенной. Но сварка дифференциала — вещь очень постоянная и не может быть изменена позже, и она также будет иметь побочные эффекты. В большинстве случаев это не рекомендуется, так как тепло от сварки может привести к серьезному снижению прочности компонентов и вызвать катастрофический отказ детали, что потенциально может привести к опасным случаям взрыва сломанных шестерен дифференциала через корпус дифференциала и стать угроза безопасности других пешеходов и участников дорожного движения. 5. Активный дифференциал: ( Типы дифференциалов ) Активный дифференциал Будучи более или менее похожим на самоблокирующийся дифференциал, активный дифференциал заканчивает воздействовать на определенные механизмы, чтобы обеспечить системе необходимое сопротивление для дальнейшая передача крутящего момента из стороны в сторону, но вместо того, чтобы полагаться на чисто механические силы, эти сцепления также могут активироваться электронным способом. Этот активный дифференциал может использовать электронику для искусственного изменения механических сил, действующих на систему, путем изменения условий движения. Это делает их программируемыми и отныне управляемыми, а с помощью ряда датчиков, установленных по всему транспортному средству, компьютер может сам определять, какие ведущие колеса и когда ему требуется мощность. Это значительно повышает производительность, особенно на дорожных покрытиях, которые не являются хорошими, и особенно используется в раллийных автомобилях, которым приходится выдерживать быстро меняющиеся условия вождения и которым требуется система, которая может поддерживать себя при постоянных регулировках, которым подвергается автомобиль. 6. Дифференциал Torsen: (Типы дифференциалов) Дифференциал Torsen Дифференциал Torsen (датчик крутящего момента) использует некоторые особенно умные зубчатые передачи для правильной работы и обеспечивает возвратно-поступательный эффект, аналогичный эффекту, который наблюдается в дифференциале повышенного трения. без использования каких-либо сцеплений или сопротивления жидкости. Это достигается за счет добавления слоя червячной передачи к традиционному набору шестерен открытого дифференциала. Эти наборы червячных передач, которые воздействуют на обе оси, обеспечивают необходимое сопротивление для открытия передачи крутящего момента, что затем успешно достигается за счет того, что червячные передачи находятся в зацеплении (постоянно) друг с другом с помощью прямозубых шестерен, которые соединены . Кроме того, открытый дифференциал всегда имеет тенденцию распределять свой крутящий момент 50/50 между каждым из своих колес из-за его высокой способности направлять значительно более высокий процент крутящего момента через одно колесо в зависимости от передаточного отношения шестерен, кручения Дифференциал очень полезен. 7. Дифференциал векторизации крутящего момента: (Типы дифференциалов) Дифференциал векторизации крутящего момента Дифференциал векторизации крутящего момента считается еще более усовершенствованной системой с электронными усовершенствованиями, которая может даже изменять и манипулировать углом/динамикой/вектором автомобиля в поворотах и ​​вне их, позволяя только определенным колесам развивать больший крутящий момент в ключевые моменты, что приводит к улучшению характеристик на поворотах.