устройство и принцип работы. Главная передача

Главная передача

При движении автомобиля крутящий момент от коленвала двигателя передается коробке передач и затем, через главную передачу и дифференциал, на ведущие колеса. Главная передача позволяет увеличивать или уменьшать крутящий момент передаваемый колесам автомобиля и одновременно уменьшать и соответственно увеличивать скорость вращения колес. Передаточное число в главной передаче подбирается таким образом, что максимальный крутящий момент и частота вращения ведущих колес находятся в наиболее оптимальных значениях для конкретного автомобиля. Кроме того, главная передача очень часто является объектом тюнинга автомобиля.

 

Устройство главной передачи

По сути, главная передача — это не что иное, как шестеренчатый понижающий редуктор, в котором ведущая шестерня связана с вторичным валом КПП, а ведомая – с колесами автомобиля. По типу зубчатого соединения главные передачи различаются на следующие разновидности:

 

• цилиндрическая – в большинстве случаев применяется на автомобилях с поперечным расположением двигателя и коробки передач и передним приводом;
• коническая – применяется очень редко, так как имеет большие габариты и высокий уровень шума;
• гипоидная – наиболее востребованная разновидность главной передачи, которая применяется на большинстве автомобилей с классическим задним приводом. Гипоидная передача отличается малыми размерами и низким уровнем шума;
• червячная – практически не применяется на автомобилях по причине трудоемкости изготовления и высокой стоимости.

Также стоит отметить, что автомобили с передним и задним приводом имеют различное расположение главной передачи. В переднеприводных автомобилях с поперечным расположением КПП и силового агрегата, цилиндрическая главная передача располагается непосредственно в картере КПП.

В автомобилях с классическим задним приводом главная передача установлена в корпусе ведущего моста и соединена с коробкой передач посредством карданного вала. В функционал гипоидной передачи заднеприводного автомобиля также входит и разворот вращения на 90 градусов за счет конических шестерен. Несмотря на различные типы и расположение, предназначение главной передачи остается неизменным.

 

Дифференциал автомобиля

Дифференциал автомобиля чаще всего совмещен с главной передачей и располагается соответственно в картере коробки передач или в корпусе заднего моста. Однако дифференциал может быть установлен и между ведущими осями полноприводного автомобиля. Дифференциал представляет собой планетарный редуктор и делится на следующие разновидности:

• конический – в большинстве случаев устанавливается совместно с главной передачей между колесами одной приводной оси;
• цилиндрический – наиболее часто применяется для развязки ведущих осей полноприводных автомобилей;
• червячный – является универсальным и устанавливается как между колесами, так и между ведущими осями.

Основное предназначение дифференциала заключается в распределении крутящего момента между колесами автомобиля и изменения их частоты вращении относительно друг друга. Так, например поворот автомобиля без дифференциала был бы попросту невозможен, так как при повороте внешнее колесо обязательно должно вращаться с большей частотой, нежели внутреннее.

 

Дифференциалы существуют симметричные и несимметричные. Симметричный дифференциал передает равный крутящий момент на оба колеса и устанавливается чаще всего совместно с главной передачей. Несимметричный дифференциал позволяет передать крутящий момент в различных пропорциях и устанавливается между приводными осями автомобиля.

 

Устройство дифференциала

 

Дифференциал состоит из корпуса, шестерен сателлитов и полуосевых шестерен. Корпус обычно совмещен с ведомой шестерней главной передачи. Шестерни сателлиты играют роль планетарного редуктора и соединяют полуосевые шестерни с корпусом дифференциала. Полуосевые (солнечные) шестерни соединены с ведущими колесами посредством полуосей на шлицевых соединениях.

При всех плюсах у простейшего дифференциала существует и недостаток. Дело в том, что частота вращения может быть распределена на колеса не только в соотношении, например 50/50, 40/60 или 35/65, но и 0/100. То есть, на одно колесо автомобиля может быть передан абсолютно весь крутящий момент, в то время как второе колесо будет абсолютно статично. Такое случается в том случае если автомобиль застрял в грязи или на льду.

Однако современные дифференциалы более совершенны и практически лишены данного недостатка. Многие дифференциалы имеют жесткую автоматическую или ручную блокировку. Кроме того современные легковые полноприводные автомобили снабжаются системой курсовой устойчивости, которая основана на оптимальном распределении  крутящего момента между осями и отдельными колесами в зависимости от траектории движения.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Главная передача и дифференциал автомобиля

Расскажем про устройство главной передачи и для чего нужен дифференциал автомобиля. Как происходит обслуживание и основные неисправности в работе.

Для чего нужны

Крутящий момент от коленвала двигателя заднеприводной машины через сцепление, коробку передач и карданную передачу передается на пару косозубых шестерен, которые находятся в постоянном зацеплении. Оба колеса будут вращаться с одинаковой угловой скоростью. Но ведь поворот автомобиля невозможен, т.к. колеса должны пройти неодинаковое расстояние при этом маневре! Внешнее от центра поворота колесо проходит путь значительно больший, чем внутреннее.

Если бы каждому колесу передавалось одинаковое количество оборотов, то поворот автомобиля, без черных следов, был бы невозможен. Следовательно, любой автомобиль имеет некий механизм, позволяющий ему делать повороты без «черчения» резиной колес по асфальту. Этот механизм называется – дифференциалом.

Дифференциал автомобиля предназначен для распределения крутящего момента между полуосями ведущих колес при повороте автомобиля и при движении по неровностям дороги. Дифференциал позволяет колесам вращаться с разной угловой скоростью и проходить неодинаковый путь без проскальзывания относительно покрытия дороги.

Иными словами 100% крутящего момента, который приходит на дифференциал, могут распределяться между ведущими колесами 50 х 50 или в другой пропорции (например, 60 х 40). К сожалению, пропорция может быть — 100 х 0. Значит одно из колес стоит на месте, а другое буксует. Зато данная конструкция позволяет автомобилю поворачивать без заноса, а водителю не менять каждый день изношенные шины.

Из чего состоит

• двух шестерен полуосей
• двух шестерен сателлитов

Главная передача с дифференциалом: 1 — полуоси; 2 — ведомая шестерня; 3 — ведущая шестерня; 4 — шестерни полуосей; 5 — шестерни-сателлиты.

У переднеприводных автомобилей главная передача и дифференциал расположены в корпусе коробки передач. Двигатель у таких автомобилей расположен не вдоль, а поперек оси движения, значит, изначально крутящий момент от двигателя передается в плоскости вращения колес. Поэтому нет необходимости изменять направление крутящего момента на 90^О, как у заднеприводных машин. Но, функция увеличения крутящего момента и распределения его по осям колес, остается неизменной.

Основные неисправности

Шум («вой» главной передачи) при движении на большой скорости возникает из-за износа шестерен, неправильной их регулировке или при отсутствии масла в картере главной передачи. Для устранения неисправности необходимо отрегулировать зацепление шестерен, заменить изношенные детали, восстановить уровень масла.

Подтекание масла может быть через сальники и неплотные соединения. Для устранения неисправности следует заменить сальники, подтянуть крепления.

Как происходит обслуживание

Шестерни главной передачи и дифференциала требуют смазки. Хотя детали выглядят массивными «железяками», но тоже имеют запас прочности. Поэтому рекомендации относительно резких стартов и торможений, грубых включений сцепления и прочей перегрузки машины остаются в силе.

Трущиеся детали и зубья шестерен должны постоянно смазываться. Поэтому в картер заднего моста (у заднеприводных авто) или в картер блока – коробка передач, главная передача, дифференциал (у переднеприводных авто), заливается масло, уровень которого необходимо периодически контролировать. Масло, в котором работают шестерни, имеет склонность к «утеканию» через неплотности в соединениях и через изношенные сальники.

При возникновении подозрений на какую-либо неприятность с трансмиссией, поднимите домкратом одно из ведущих колес автомобиля. Запустите двигатель и, включив передачу, заставьте вращаться это колесо. Просмотрите и прослушайте всё, что крутится, издает подозрительные звуки. Затем поднимите домкратом колесо с другой стороны. При повышенном шуме, вибрациях и подтеканиях масла – ищите сервис.

Принцип работы дифференциала и его устройство

Автоликбез28 января 2018

Крутящий момент, создаваемый двигателем внутреннего сгорания, передается колесам с помощью различных механизмов – валов, шлицевых и шестеренчатых передач, дифференциалов. Последние вызывают наибольший интерес у любителей экстремальной езды по бездорожью, поскольку принимают участие в распределении мощности. Многие автолюбители слабо представляют работу данного узла, поэтому стоит рассмотреть вопрос, что такое дифференциал в автомобиле, объяснить его устройство и принцип действия.

Назначение механизма

Чтобы понять роль дифференциала, применяющегося в транспортных средствах всех типов, нужно рассмотреть конструкцию обычного планетарного редуктора, передающего усилие от карданного вала двум полуосям. Алгоритм работы агрегата прост:

1. Кардан вращает хвостовик с косозубой шестеренкой на конце.
2. От хвостовика крутится большая планетарная шестерня, соединенная с двумя полуосями.
3. Крутящий момент передается от планетарной шестерни полуосям и закрепленным на концах колесам.

Без дифференциала редуктор поровну распределяет крутящий момент на 2 оси, в результате колеса вертятся с одинаковой скоростью. Такое разделение вполне годится для прямолинейного движения, которое в реальности встречается довольно редко – даже при езде по ровным участкам трассы автомобиль отклоняется от прямой линии.

Чтобы машина идеально прошла поворот, колеса одного моста должны вращаться с разными скоростями, поскольку внешнее катится по более широкой дуге. Простой редуктор, обеспечивающий одинаковое вращение обеих полуосей, на повороте заставит одну шину скользить, вторую – буксовать, что заметно ухудшает маневренность авто.

Справка. Проблема весьма актуальна для внедорожников с постоянным полным приводом. В данном случае крутящий момент делится не только между колесами, но и между осями, вращающими редукторы переднего и заднего моста.

Совмещенный с планетарным редуктором дифференциал нужен для изменения угловых скоростей правого и левого колеса в зависимости от крутизны поворота. Механизм автоматически распределяет крутящий момент на полуоси, позволяя колесным покрышкам совершать разное число оборотов при движении автомобиля по дуге. Без дифференциала нормальная эксплуатация транспортного средства невозможна по таким причинам:

• недостаточная управляемость;
• быстрое истирание шин;
• ускоренный износ деталей редуктора, валов и полуосей.

Как работает свободный дифференциал?

Механизмами данного типа оснащается подавляющее большинство машин с приводом на переднюю либо заднюю ось. В первом случае узел размещается внутри коробки передач, во втором является частью планетарного редуктора заднего моста.

Конструкция планетарной передачи подразумевает использование шестеренок конической формы. Существуют и другие разновидности автомобильных редукторов – цилиндрические, конусно-цилиндрические и червячные.

Устройство дифференциала свободного типа предусматривает совмещение с главной передачей. Механизм заднего моста включает следующие детали:

• хвостовик с конической ведущей шестерней, соединенный с карданным валом;
• ведомая планетарная шестеренка;
• корпус ведомой шестерни оборудован двумя проушинами, куда вставляются оси сателлитов;
• сателлитные шестеренки конической формы;
• ведомые шестерни полуосей;
• подшипники;
• корпус редуктора.

В легковых авто устанавливается 2 сателлита, на грузовиках – четыре.

Изучить принцип работы свободного дифференциала предлагается на примере:

1. Пока машина едет прямо, колеса крутятся с одинаковой скоростью. Хвостовик вращает «планетарку» вместе с закрепленными на ней сателлитами, причем последние остаются неподвижными и передают равный крутящий момент обеим осям за счет давления на зубья.
2. Автомобиль входит в поворот. Крутящиеся вместе с большой шестерней сателлиты начинают вращаться вокруг собственной оси, причем в разные стороны.
3. Мощность на валу делится не пополам, а в зависимости от крутизны дуги. Благодаря комбинированному вращению сателлитов полуоси и колеса совершают разное число оборотов, машина успешно преодолевает поворот без проскальзывания и пробуксовки резины.

Дифференциал получил название свободного, поскольку передает больший крутящий момент на колесо, которое вращается легче. Понятно, что на повороте шина внутри дуги сопротивляется вращению, поэтому дифференциал отдает больше мощности другой оси – противоположное колесо крутится быстрее.

Примечание. Полноприводные авто и внедорожники оснащаются тремя дифференциальными разделителями мощности – межосевым (ставится в раздаточной коробке) и двумя межколесными.

Свободный механизм решает главную проблему, но создает побочную. Когда одна покрышка начинает контактировать со скользким покрытием – льдом, укатанным снегом, грязью, начинается пробуксовка. Причина – дифференциальный механизм, отдающий максимум мощности в сторону наименьшего сопротивления. Для предотвращения подобных ситуаций на многих автомобилях задействована временная блокировка дифференциала.

Разновидности механизмов

Чтобы избавиться от пробуксовок на скользком дорожном покрытии либо в условиях бездорожья, производители комплектуют транспортные средства дифференциальными устройствами следующих конструкций:

• механизм свободного типа с принудительной блокировкой от привода;
• частично блокирующийся дифференциал повышенного сопротивления;
• самоблокирующаяся червячная передача типа Torsen.

В первом варианте применяется рассмотренный выше шестеренчатый узел, дополнительно оснащенный блокировочным устройством. Система функционирует просто: в случае необходимости водитель активирует привод, фиксирующий сателлиты в неподвижном состоянии. Крутящий момент начинает делиться ровно пополам, оси вращаются с одинаковой скоростью и транспортное средство успешно преодолевает проблемное место.

Принудительная блокировка межосевого дифференциала включается с помощью различных приводов:

• механический – от рычага раздаточной коробки;
• электрический;
• пневматический;
• гидравлический.

Аналогичные приводные элементы применяются для остановки и удержания сателлитов переднего либо заднего моста.

Автомобили дорогой комплектации производители оснащают антипробуксовочной системой. Она «обманывает» дифференциальное устройство другим способом: по сигналу датчика, фиксирующего быстрое вращение одного колеса, электроника отдает команду его притормозить. Тогда сателлитные шестеренки начинают передавать больше мощности на другую ось и авто прекращает «грестись» на месте.

Устройство повышенного сопротивления

Помимо сателлитов, ведущих и ведомых шестерен, дифференциал повышенного трения включает такие элементы:

• корпус, жестко прикрепленный к планетарной шестеренке;
• пакет фрикционных дисков, установленных на каждой полуоси;
• стальные диски, чьи выступы зафиксированы в корпусе;
• распорная пружина, вставленная между коническими шестернями полуосей.

Стальные и фрикционные диски (похожие применяются в сцеплении) установлены поочередно, первые вращаются вместе с корпусом, вторые – с осями. Конусообразная шестеренка надета на шлицы оси и способна смещаться на определенное расстояние. Пружина поддавливает 2 противоположных осевых шестерни.

Частичная блокировка дифференциала происходит следующим образом:

1. На прямолинейном сухом участке дороги сателлиты неподвижны, а диски вращаются друг относительно друга.
2. При попадании одной шины на скользкий участок начинается пробуксовка. Благодаря конусной форме зубьев шестеренки со стороны остановившегося колеса начнут взаимно отталкиваться.
3. Шестерня полуоси сдвинется и сожмет пакет дисков. Возникнет сила трения, заставляющая ось вращаться вместе с корпусом напрямую от «планетарки» в обход сателлитов.

Подобное устройство самостоятельно регулирует степень блокировки – чем медленнее крутится покрышка с хорошим сцеплением, тем сильнее сжимаются диски и подается больше крутящего момента.

Самоблокирующиеся передачи Torsen

Принцип работы данных механизмов базируется на одной особенности червячной пары: шестеренка способна передавать вращение сателлиту, но обратное действие невозможно. Все шестерни, включая сателлитные, сделаны в виде цилиндров с косыми дугообразными зубьями. Всего в механизме применяется 3 пары червячных сателлитов, установленных вокруг шестеренок полуосей.

Самоблокирующийся дифференциал работает так:

1. Во время прямолинейного движения червячные сателлиты ведут себя аналогично конусным – не крутятся сами, но вращают оси от главной передачи.
2. На повороте число оборотов одной полуоси вырастет и она придаст вращение парам сателлитов – мощность начнет распределяться по-разному.
3. Поскольку каждая пара сателлитов связана между собой прямозубой передачей, пробуксовка одного колеса исключается. Ось способна крутить свой сателлит, тот вращает соседний, который уже не может поворачивать вторую полуось. Механизм блокируется автоматически.

Устройство Torsen – самое надежное и передовое, но слишком дорогое, поэтому ставится на машины максимальной комплектации. В остальных применяются более доступные механизмы повышенного трения.

В среде любителей экстремальной езды по бездорожью известен простейший способ избежать пробуксовок – блокировка заднего дифференциала с помощью сварки. Сателлиты намертво привариваются к осям и всегда находятся в неподвижном состоянии. Правда, подобные автомобили предназначены только для езды по грунту и снегу – эксплуатировать их на твердом покрытии чересчур неудобно и дорого.

принцип работы блокировки механизма трансмиссии

Привод на одно колесо в автомобилях не применяется, минимум на два, расположенные на одной оси. Таким образом, возникает необходимость в механизме, распределяющем крутящий момент между ними. Та же задача появляется при попытке организовать полный привод, то есть связь между осями.

Содержание статьи:

Зачем в машине нужен дифференциал

Назначение дифференциала – передать вращение на оба колеса или обе оси, при этом позволить им вращаться с разной скоростью.

Если между колёсами обеспечить жёсткую связь, то в поворотах возникнут проблемы. Каждое колесо движется по своей дуге окружности с разными радиусами. Соответственно, путь они проходят различный, и скорость вращения будет отличаться.

При жёсткой посадке на единую ось резина начнёт пробуксовывать, машина крайне неохотно входить в повороты, а все механизмы трансмиссии будут испытывать запредельные перегрузки.

Это интересно: Карбюратор Солекс 21083 устройство и регулировка

Дифференциал развязывает ведущие колёса, позволяя им свободно менять скорость, при этом сохраняет передачу на них крутящего момента, разделив его в определяемом конструкцией соотношении.

Где находится

Межколёсные дифференциалы располагаются в одном картере с редуктором ведущего моста, а межосевые обычно внутри раздаточной коробки.

Смазываются они из единой с редуктором масляной ванны, иногда довольствуясь тем же маслом, что и гипоидная пара шестерён, но часто требуя дополнительных свойств от присадок, если конструкция подразумевает повышенное трение.

Из чего состоит

В состав самых распространённых дифференциалов входят:

• корпус (коробка) дифференциала, к которой прикладывается входящий момент через ведомую шестерню главной пары;
• шестерни полуосей, надеты на шлицы выходных валов, через них вращение передаётся на колёса;
• сателлиты, это небольшие шестерни, вращающиеся на осях, связанных с коробкой и входящие в зацепление с полуосевыми шестернями.

В коробке может быть два и более сателлитов, их количество зависит от величины нагрузки, передаваемой через редуктор. В самых распространённых случаях конических сателлитов легковых автомобилей их обычно два, для тяжёлых машин повышенной проходимости (джипов) количество возрастает до четырёх.

Принцип работы

Крутящий момент от двигателя через коробку передач передаётся на корпус дифференциала. У заднеприводных автомобилей посредством карданного вала, при переднем приводе дифференциал обычно устанавливается внутри КПП, образующей в таком случае моноблок трансмиссии, из которого наружу выходят уже шарнирные полуоси к колёсным ступицам.

Далее характер работы зависит от траектории движения и наличия достаточных сцепных свойств дорожного покрытия.

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.

Это надо знать: Что означает маркировка фар автомобиля

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

Виды дифференциалов

Конкретных реализаций дифференциалов много, если не говорить только о самом распространённом – коническом свободном. И классифицировать их можно по разным признакам.

Место установки

Для развязки колёс одной ведущей оси используется межколёсный дифференциал в редукторе ведущего моста. Если этот редуктор установлен в коробке передач переднеприводной машины – значит там и смонтирован дифференциал.

Некоторые машины оснащены постоянным полным приводом. Это означает, что он включён всегда. Но при этом оси могут иметь разную скорость, например, в том же повороте. И тогда в элемент трансмиссии, называемый раздаточной коробкой, внедряется межосевой дифференциал, работающий так же, как было рассмотрено в случае межколёсного.

Вид зубчатой передачи

По типу применяемых зацеплений дифференциалы подразделяются на:

• самый распространённый – конический, по форме полуосевых шестерён и сателлитов;
• цилиндрический, применяется значительно реже, но иногда по компоновочным и функциональным соображениям незаменим, напоминает планетарную передачу;
• червячный, бывает построен разными способами, чаще всего этот тип зацепления используется в самоблокирующихся дифференциалах, червячные пары могут создавать значительное внутреннее трение.

От размеров и организации зубчатых пар зависит также и симметрия дифференциала. Иногда важно отправлять на одну ось больший момент, чем на вторую. Например, в некоторых версиях 4-matic от Mercedes 65% момента идёт на заднюю ось, 35 – на переднюю.

По принципу блокировки

Блокируемые дифференциалы лишены упомянутого выше главного недостатка по части проходимости и динамичного разгона при недостаточном сцеплении с дорогой.

Достигается это разными способами:

• Дисковые блокировки и их менее эффективные разновидности LSD работают по принципу поджатия пакета фрикционных дисков по мере увеличения разности в скоростях между колёсами оси, в результате часть момента всё же поступает на ту сторону, где есть зацеп;
• Червячные работают примерно так же, но несколько мягче, за счёт дополнительного проворота сателлитов червячного типа перед их упором торцами в корпус с последующей блокировкой относительного смещения полуосей, это самые распространённые типы самоблоков, различаются ориентацией сателлитов относительно оси;
• Электронной блокировкой принято называть её имитацию, когда вывешенное колесо зажимается тормозными колодками и момент перебрасывается на загруженное, чем эта схема работает эффективней, тем больше потери, перегрузки и износ тормозов, тем не менее она часто спасает легковые машины и кроссоверы в трудной ситуации;
• Вискомуфты могут выполнять роль как дифференциалов, так и их блокировок, в первом случае они включаются последовательно в линию передачи момента и могут её прерывать, а во втором – блокируют входной и выходной валы, препятствуя работе свободного дифференциала.

Самой эффективной блокировкой будет жёсткая механическая с электрическим или пневмоприводом. Именно так и сделано на лучших внедорожниках, там блокируются все три дифференциала, межосевой и два межколёсных.

принцип работы блокировки механизма трансмиссии

Привод на одно колесо в автомобилях не применяется, минимум на два, расположенные на одной оси. Таким образом, возникает необходимость в механизме, распределяющем крутящий момент между ними. Та же задача появляется при попытке организовать полный привод, то есть связь между осями.

Содержание статьи:

Зачем в машине нужен дифференциал

Назначение дифференциала – передать вращение на оба колеса или обе оси, при этом позволить им вращаться с разной скоростью.

Если между колёсами обеспечить жёсткую связь, то в поворотах возникнут проблемы. Каждое колесо движется по своей дуге окружности с разными радиусами. Соответственно, путь они проходят различный, и скорость вращения будет отличаться.

При жёсткой посадке на единую ось резина начнёт пробуксовывать, машина крайне неохотно входить в повороты, а все механизмы трансмиссии будут испытывать запредельные перегрузки.

Это интересно: Карбюратор Солекс 21083 устройство и регулировка

Дифференциал развязывает ведущие колёса, позволяя им свободно менять скорость, при этом сохраняет передачу на них крутящего момента, разделив его в определяемом конструкцией соотношении.

Где находится

Межколёсные дифференциалы располагаются в одном картере с редуктором ведущего моста, а межосевые обычно внутри раздаточной коробки.

Смазываются они из единой с редуктором масляной ванны, иногда довольствуясь тем же маслом, что и гипоидная пара шестерён, но часто требуя дополнительных свойств от присадок, если конструкция подразумевает повышенное трение.

Из чего состоит

В состав самых распространённых дифференциалов входят:

• корпус (коробка) дифференциала, к которой прикладывается входящий момент через ведомую шестерню главной пары;
• шестерни полуосей, надеты на шлицы выходных валов, через них вращение передаётся на колёса;
• сателлиты, это небольшие шестерни, вращающиеся на осях, связанных с коробкой и входящие в зацепление с полуосевыми шестернями.

В коробке может быть два и более сателлитов, их количество зависит от величины нагрузки, передаваемой через редуктор. В самых распространённых случаях конических сателлитов легковых автомобилей их обычно два, для тяжёлых машин повышенной проходимости (джипов) количество возрастает до четырёх.

Принцип работы

Крутящий момент от двигателя через коробку передач передаётся на корпус дифференциала. У заднеприводных автомобилей посредством карданного вала, при переднем приводе дифференциал обычно устанавливается внутри КПП, образующей в таком случае моноблок трансмиссии, из которого наружу выходят уже шарнирные полуоси к колёсным ступицам.

Далее характер работы зависит от траектории движения и наличия достаточных сцепных свойств дорожного покрытия.

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.

Это надо знать: Что означает маркировка фар автомобиля

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

Виды дифференциалов

Конкретных реализаций дифференциалов много, если не говорить только о самом распространённом – коническом свободном. И классифицировать их можно по разным признакам.

Место установки

Для развязки колёс одной ведущей оси используется межколёсный дифференциал в редукторе ведущего моста. Если этот редуктор установлен в коробке передач переднеприводной машины – значит там и смонтирован дифференциал.

Некоторые машины оснащены постоянным полным приводом. Это означает, что он включён всегда. Но при этом оси могут иметь разную скорость, например, в том же повороте. И тогда в элемент трансмиссии, называемый раздаточной коробкой, внедряется межосевой дифференциал, работающий так же, как было рассмотрено в случае межколёсного.

Вид зубчатой передачи

По типу применяемых зацеплений дифференциалы подразделяются на:

• самый распространённый – конический, по форме полуосевых шестерён и сателлитов;
• цилиндрический, применяется значительно реже, но иногда по компоновочным и функциональным соображениям незаменим, напоминает планетарную передачу;
• червячный, бывает построен разными способами, чаще всего этот тип зацепления используется в самоблокирующихся дифференциалах, червячные пары могут создавать значительное внутреннее трение.

От размеров и организации зубчатых пар зависит также и симметрия дифференциала. Иногда важно отправлять на одну ось больший момент, чем на вторую. Например, в некоторых версиях 4-matic от Mercedes 65% момента идёт на заднюю ось, 35 – на переднюю.

По принципу блокировки

Блокируемые дифференциалы лишены упомянутого выше главного недостатка по части проходимости и динамичного разгона при недостаточном сцеплении с дорогой.

Достигается это разными способами:

• Дисковые блокировки и их менее эффективные разновидности LSD работают по принципу поджатия пакета фрикционных дисков по мере увеличения разности в скоростях между колёсами оси, в результате часть момента всё же поступает на ту сторону, где есть зацеп;
• Червячные работают примерно так же, но несколько мягче, за счёт дополнительного проворота сателлитов червячного типа перед их упором торцами в корпус с последующей блокировкой относительного смещения полуосей, это самые распространённые типы самоблоков, различаются ориентацией сателлитов относительно оси;
• Электронной блокировкой принято называть её имитацию, когда вывешенное колесо зажимается тормозными колодками и момент перебрасывается на загруженное, чем эта схема работает эффективней, тем больше потери, перегрузки и износ тормозов, тем не менее она часто спасает легковые машины и кроссоверы в трудной ситуации;
• Вискомуфты могут выполнять роль как дифференциалов, так и их блокировок, в первом случае они включаются последовательно в линию передачи момента и могут её прерывать, а во втором – блокируют входной и выходной валы, препятствуя работе свободного дифференциала.

Самой эффективной блокировкой будет жёсткая механическая с электрическим или пневмоприводом. Именно так и сделано на лучших внедорожниках, там блокируются все три дифференциала, межосевой и два межколёсных.

Неисправности

Свободный дифференциал достаточно надёжен и сам не сломается. Но его очень часто ломает водитель своими паническими действиями при буксовании автомобиля.

Дело в том, что шестерёнки дифференциала работают на подшипниках скольжения, причём самых простейших. Они не рассчитаны на долгое и тяжёлое вращение под нагрузкой, когда крутится только одно колесо.

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

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

Обслуживание

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

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

В любом случае, лучше руководствоваться инструкцией изготовителя конкретного изделия.

Дифференциал: распределяем крутящий момент

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

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

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

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

Принцип работы

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

Устройство симметричного конического дифференциала

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

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

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

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

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

Виды узлов

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

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

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

Места установки

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

Пример компоновки дифференциала в МКПП переднего привода

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

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

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

Виды и расположение дифференциалов в зависимости от привода

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

Распределение моментов

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

Все межколесные дифференциалы являются симметричными

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

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

Конструктивное исполнение

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

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

Виды конструкций дифференциалов

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

В конических и цилиндрических дифференциалах используются шестеренки соответствующей формы.

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

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

Виды блокировки

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

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

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

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

Активный дифференциал

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

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

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

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

Принцип работы активного дифференциала

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

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

что такое дифференциал в автомобиле?

Дифференциал – это важный узел в конструкции трансмиссии автомобиля. Назначение дифференциала – разделение мощности, поступающей от двигателя, на два отдельных потока.

Что такое дифференциал и для чего он нужен

При повороте колеса автомобиля проходят различный путь. Это приводит к сильному износу шин, пробуксовке и к ухудшению управляемости машины. Дифференциал нужен, чтобы компенсировать разность угловых скоростей колес.

На некоторых автомобилях этого узла нет. Зачем нужен дифференциал, если, например, каждое из ведущих колес на машине имеет отдельный двигатель? Если допустима пробуксовка колес (например, в раллийных автомобилях), узел заваривается.

Как работает дифференциал?

По принципу действия дифференциал прост. В основе лежит планетарная передача, которая состоит из шестерен-полуосей, шестерен-саттелитов, ведомой и ведущей шестерни (передача вращения выполняется через ведущую шестерню).

Есть 3 режима:

• Движение по прямой дороге. Колеса автомобиля встречают одинаковое сопротивление — из-за этого шестерни-саттелиты не приводятся в движение. Поэтому мощность распределяется в соотношении 50/50 – поровну на каждое колесо. При этом период вращения колес равен периоду вращения ведомой шестерни.
• Поворот. Иная ситуация возникает при повороте. Из-за разного сопротивления угловая скорость одного из колес уменьшается, в результате замедляется и шестерня полуосей. Она приводит в движение саттелиты. Их вращение обеспечивает увеличение частоты вращения второй шестерни полуосей. Именно поэтому меняется соотношение скоростей вращения колес (крутящий момент распределяется в равных пропорциях), а их проворачивание отсутствует.
• Пробуксовка. Если автомобиль застрял или попал на сколькое покрытие, может возникнуть пробуксовка одного из колес. Скользящее колесо почти не встречает сопротивления, а для застрявшего оно максимально. За счет дифференциала, находящегося в автомобиле, происходит перераспределение мощностей. Соотношение может доходить до 0/100 (одно колесо стоит, а второе вращается с удвоенной скоростью). Тогда машина встает и не может тронуться. Поэтому многие современные автомобили оснащены блокировкой дифференциала.

По виду зубчатой передачи типы автомобильных дифференциалов бывают такими: цилиндрические, конические и червячные. Наиболее универсальной является последняя разновидность — ее устанавливают как в системах полного привода, так и на автомобилях с 1-й ведущей осью. Цилиндрический больше подходит для установки между мостами полноприводной машины. А передне- и заднеприводные авто оснащают коническими.

Блокировка дифференциала

Наиболее важна блокировка в авто с полным приводом. И причина не только в том, что их чаще эксплуатируют на бездорожье. Из-за особенностей конструкции таких автомобилей при потере сцепления с дорогой одного колеса крутящий момент может сократиться и на трех остальных. Из-за этого авто не будет ехать.

Блокировка происходит за счет «отключения» шестерен-саттелитов либо переноса мощности на загруженную полуось. В зависимости от способа перераспределения механизмы блокировки бывают полными или частичными. Распространены самоблокирующиеся дифференциалы – они устанавливаются на кроссоверы. Их работа позволяет оптимально распределить крутящий момент.

Наиболее сложным устройством обладает электронная блокировка. Она совмещён с системой курсовой устойчивости. Параметры движения автомобиля в этом случае определяют датчики. А за распределение мощности отвечает компьютер автомобиля.

Расположение

Существуют 2 вида дифференциалов: межосевой и межколесный (находится в корпусе ведущего моста). Эти типы дифференциалов имеют ряд отличий. Расположение узла зависит от типа привода автомобиля.

Межколесный ставится на автомобили как с одной, так и с двумя ведущими осями. На переднеприводных авто из-за отсутствия карданной передачи узел стоит сразу за КПП (либо они совмещены в одном корпусе). На машинах с задним приводом он устанавливается в редукторе.

Межосевой ставят на автомобили с полным приводом. Он распределяет мощность уже не между колесами, а между двумя осями. Данный узел задействует при подъёмах и спусках. Из-за наклона авто масса перераспределяется и одна из осей нагружается больше.

Большинство полноприводных авто оборудовано сразу 3 дифференциалами (2 – межколесных и 1 — межосевой). В то же время для машины с одной ведущей осью достаточно всего 1-го межколесного узла.

Виды автомобильных дифференциалов

Виды дифференциалов по принципу работы таковы:

1. С полной блокировкой. Блокировка выполняется водителем принудительно. Из-за того, что угловая скорость колес становится равной, при поворотах ухудшается управляемость и увеличивается износ покрышек. Подобной блокировкой оснащались автомобили ВАЗ-2121.
2. LSD (Limited Slip Differential). Узел этого вида является самоблокирующимся. Если разница между скоростями вращения двух колес становится слишком большой, происходит автоматическая блокировка (то есть ситуация, когда вся мощность поступает на 1 колесо, невозможна). Конструкция такого типа позволяет успешно преодолевать скользкие участки или бездорожье.
3. Вискомуфта (вязкостная муфта). Разновидность самоблокирующегося дифференциала, в котором блокировка выполняется за счет физических свойств некоторых веществ. Обычно сюда заливается дилатантная жидкость, основой которой служит силикон. При нормальной температуре и без перемешивания она сохраняет жидкое состояние. Однако при нагревании она расширяется и приобретает консистенцию клея. Подобная конструкция очень простая и дешевая, поэтому ее устанавливают на большинство «паркетников». Однако данный узел неремонтопригоден, неустойчив к длительной работе и не может быть подключен вручную. Полная блокировка колес возможна только при очень сильной пробуксовке.
4. Torsen (англ. Torque и Sensing). Еще один тип с самоблокировкой. По устройству и принципу работы дифференциала Torsen несколько отличается от предыдущих моделей. Принцип действия — за счет свойства червячной передачи заклинивать при определенном соотношении крутящих моментов. Данная разновидность узла используется на многих полноприводных автомобилях (например, на моделях марки Audi). Преимущество Torsen в его простоте и надежности. Он действует чисто механически и не связан с электроникой. Этот узел стабильнее вискомуфты. Основной недостаток конструкции заключается в том, что авто невозможно сдвинуть, если сразу 2 колеса одной оси проскальзывают. Кроме того, изделия Torsen достаточно дороги.
5. Электронный. Блокировка выполняется в автоматическом режиме посредством бортового компьютера. Главное преимущество такой конструкции – возможность настройки степени блокировки. Также этот узел хорошо стабилизирует машину при возникновении избыточной «поворачиваемости». Однако крутящий момент здесь всегда смещается на колесо с меньшей скоростью вращения.
6. Многодисковый. В конструкции есть подпружиненные фрикционные диски. Механизмы такого типа применяют редко, потому что они быстро изнашиваются. Чаще всего их используют в автоспорте.

Заключение

Автомобиль с дифференциалом безопаснее. Устройство позволяет не только комфортно ехать по трассе, но и выполнять сложные маневры. Однако при езде по бездорожью и скользкому покрытию управляемостью машины с дифференциалом может ухудшиться. В этом случае поможет блокировка компонента. Большинство автомобилей оснащено автоматической блокировкой, поэтому сложностей с ее использованием не возникает. Если же она активируется вручную, включать ее следует только на особенно сложных участках дороги. В противном случае есть риск серьезно повредить покрышки.

Задний мост и дифференциал автомобиля

24.05.2010

Задний мост и дифференциал

На заднеприводных автомобилях крутящий момент передается от коробки передач через карданный вал к заднему мосту в сборе с дифференциалом. Задний мост служит для многих задач. Картер служит в качестве опоры для элементов подвески и поддерживает автомобиль. Внутри картера располагается главная передача в сборе с дифференциалом. Главная передача в сборе с дифференциалом через полуоси передает мощность от карданного вала к задним колесам. Главная передача позволяет изменять направление крутящего момента от карданного вала к полуосям на 90 градусов. Кроме того, она обеспечивает изменение передаточного числа, т.к. ведущая шестерня намного меньше чем ведомое зубчатое колесо (коронная шестерня). Зависимость между числом зубьев на колесе и шестерне называется передаточным числом главной передачи.

Полуоси заднего моста должны быть способны вращаться с различной частотой вращения, чтобы компенсировать тот факт, что колесо на внешней стороне поворота должно переместиться на большее расстояние и поэтому должно вращаться быстрее, чем колесо на внутренней окружности поворота. В заднем мосте в сборе располагается дифференциал. Дифференциал — это комплект зубчатых колес, который при необходимости индивидуально передает крутящий момент от карданного вала к полуосям заднего моста. Результат — каждая полуось и колесо могут вращаться с правильной частотой вращения независимо от другой полуоси. В основном имеется два типа дифференциалов: обычный (не блокирующийся) и дифференциал повышенного трения (блокирующийся).

Типы задних мостов в сборе

Имеются три основных типа заднего моста в сборе, в зависимости от типа поддержки полуоси и колеса:

•    С полуразгруженными полуосями
•    С полностью разгруженными полуосями
•    С независимой подвеской
 
В мосте с полуразгруженными полуосями используются полуоси, которые обычно фиксируются С-образными зажимами в картере моста. Эти С-образные зажимы устанавливаются в канавку на шлицевом внутреннем конце полуоси. Кроме того, С-образные зажимы входят в выемку в полуосевых шестернях дифференциала, расположенных в коробке дифференциала. Полуразгруженная полуось базируется водном прямом роликовом подшипнике, расположенном на наружном конце полуоси. Полуразгруженная полуось поддерживает массу автомобиля, а также обеспечивает передачу крутящего момента.

Задний мост с полностью разгруженными полуосями обеспечивает грузоподъемность. Ступица поддерживается или «плавает» на полуоси, опираясь на два противоположно установленных конических роликовых подшипника. Вся масса задней части автомобиля приходится на картер моста, и ничто не приходится на полуоси. Полуось просто приводит в движение колесо. Ступица фиксируется на полуоси храповой гайкой, которая контрится в пазе на полуоси.

Третий используемый тип заднего моста — это задний мост с независимой задней подвеской (IRS). Этот мост аналогичен другим типам, за исключением того, что всю массу автомобиля принимает на себя отдельная система подвески, а не мост в сборе. Никакие трубчатые полуоси не используются. Вместо них для соединения картера моста с ведущими колесами используются полуоси, аналогичные карданным валам.
 
Шарниры равных угловых скоростей на обоих концах полуосей способны работать под изменяющимися углами и обеспечивать изменение длины полуосей. Изменение длины полуоси обеспечивает работу подвески колеса и динамику движения. Короткий вал внутреннего шарнира равных угловых скоростей удерживается в полуосевой шестерне дифференциала стопорным кольцом. Вал наружного шарнира запрессовывается в ступицу и фиксируется с помощью держателя ступицы колеса заднего моста.

Элементы заднего моста/ дифференциала

Типовой обычный задний мост в сборе включает в себя:

•    картер заднего моста
•    ведущая шестерня главной передачи
•    ведомая шестерня главной передачи
•    коробка дифференциала
•    полуосевые шестерни дифференциала
•    сателлиты дифференциала
•    подшипники коробки дифференциала
•    подшипники ведущей шестерни
•    регулировочные прокладки и уплотнения

Дифференциалы повышенного трения

Типовой задний мост с дифференциалом повышенного трения в основном состоит из тех же самых элементов, что и обычный мост в сборе, за исключением лишь некоторых муфт и пружин, добавленных в дифференциал в сборе.

Поток мощности в заднем мосте/ дифференциале

Ведущая шестерня, которая находится в зацеплении с ведомой шестерней, получает мощность двигателя посредством коробки передач и карданного вала. Ведущая шестерня приводит в движение ведомую шестерню, которая крепится болтами к наружному фланцу коробки дифференциала. Коробка дифференциала начинает вращаться. Ведущая шестерня и ведомая шестерня увеличивают крутящий момент и уменьшают частоту вращения в соответствии с передаточным числом главной передачи. По мере того, как коробка вращается, ее внутренние зубчатые колеса приводятся в движение. Ведущая и ведомая шестерни изменяют направление потока мощности от карданного вала к полуосям. Коробка дифференциала имеет два отверстия: для смазки и для ремонта.

Обычные дифференциалы

При движении прямо вперед все колеса вращаются с одной частотой вращения. Полуосевые шестерни и сателлиты дифференциала вращаются вместе с коробкой дифференциала, без возникновения взаимного перемещения между сателлитами и полуосевыми шестернями. Дифференциал вращается как единый блок.

При прохождении поворота полуось с внешней стороны поворота должна вращаться быстрее чем полуось с внутренней стороны. В этой ситуации сателлиты «уходят» вперед по полуосевой шестерне внутренней (более медленной) полуоси, увеличивая частоту вращения полуосевой шестерни внешней (более быстрой) полуоси. Т.к. сателлиты «обкатываются» поболее медленной полуосевой шестерне, они приводят в движение более быструю полуосевую шестерню с большей частотой вращения. Чем более резкий поворот, тем большая разница в частоте вращения.

Дифференциалы повышенного трения

Имеются много названий для дифференциалов повышенного трения; Traction-Lok, Trac-Lok и Power-Lok. Обычный дифференциал может не подходить для ситуации с ограниченным сцеплением с дорогой. Когда автомобиль вязнет в снегу, одно ведущее колесо вращается, а другое — неподвижно. Увеличение крутящего момента, передаваемого к вращающемуся колесу не будет увеличивать крутящий момент, передаваемый к неподвижному колесу.
Дифференциал повышенного трения предназначается для увеличения крутящего момента, передаваемого к колесу с самым большим тяговым усилием (с лучшим сцеплением с дорогой). Трение в системе создается посредством добавления комплекта фрикционных дисков между полуосевыми шестернями дифференциала и коробкой дифференциала. Традиционное действие дифференциала будет происходить только в том случае, когда прикладывается достаточный крутящий момент для преодоления трения. Если одно ведущее колесо не имеет никакого сцепления с дорогой, другое колесо всегда будет получать определенный крутящий момент.

Работа повышенного трения

Внутри коробки дифференциала на ступице каждой полуосевой шестерни располагаются диски муфты. Между полуосевыми шестернями располагается предварительно нагруженная пружина. Эта пружина прикладывает усилие к комплектам дисков муфт, поджимая их к полуосевым шестерням дифференциала. При износе дисков пружина отводит сателлиты от полуосевых шестерен, что может увеличивать полный люфт в мосте. Зазор в мосте можно почувствовать при переключении с движения вперед на задний ход.
 
Осевые нагрузки, воздействующие на полуосевые шестерни, создают дополнительную силу. Эти нагрузки от сил разделения полуосевых шестерен и сателлитов вызываются крутящим моментом в трансмиссии. Стальные диски устанавливаются между фрикционными дисками и имеют шлицевое соединение со ступицей полуосевой шестерни. Полуосевые шестерни, в свою очередь, имеют внутреннее шлицевое соединение с полуосями заднего моста. Фрикционные диски таким образом зацепляются в коробке дифференциала. Трение, создаваемое дисками, создает перегрузочный момент, который пытается предотвратить вращение полуосевых шестерен относительно коробки. Имеющийся крутящий момент — это функция предварительного нагружения и добавленной осевой нагрузки. При низком сцеплении с дорогой, включение тормозов и приложение крутящего момента к трансмиссии, и затем медленное отпускание тормозов и трогание может увеличивать крутящий момент. Это увеличивает осевую нагрузку на полуосевые шестерни дифференциала.

запчасти mitsubishi

Что является функцией дифференциала в автомобиле?

Как и большинство компонентов транспортного средства, каждый из них выполняет определенную задачу, которая помогает ему двигаться. Возможно, вы слышали о дифференциале автомобиля, но что это такое и для чего он нужен?

Что такое дифференциал?

Дифференциал как часть переднего и / или заднего моста играет важную роль в поворотах вашего автомобиля. Дифференциал предназначен для привода пары колес, позволяя им вращаться с разной скоростью.Эта функция обеспечивает пропорциональную скорость вращения левого и правого колеса. Если внутренняя шина вращается на 15 оборотов в минуту меньше, чем при движении по прямой, то внешняя шина будет вращаться на 15 оборотов в минуту больше, чем при движении по прямой.

Например, когда ваш автомобиль поворачивает за угол, колесо снаружи должно двигаться быстрее, чем колесо внутри. Дифференциал распределяет равный крутящий момент на оба колеса. Это позволяет колесам реагировать на сопротивление или обеспечивать тягу, чтобы дать колесу большее сопротивление при меньшем вращении.Колесо с меньшим сопротивлением вращается быстрее.

Некоторые автомобили, например картинги, не оснащены дифференциалом. В этом случае оба ведущих колеса вынуждены вращаться с одинаковой скоростью, обычно на общей оси, приводимой в движение простым цепным приводом. Транспортные средства с передним приводом сконструированы иначе, поскольку ось и дифференциал в сборе расположены в узле моста трансмиссии или трансмиссии.

Три типа дифференциалов

Открытый дифференциал — старейшая и наиболее распространенная конструкция, подходящая для различных марок и моделей автомобилей.Это самый простой, надежный и широко используемый тип дифференциала. Ведущая шестерня, расположенная на конце приводного вала, входит в зацепление с коронной шестерней, которая затем передает мощность на обе оси через другой набор шестерен. Единственный недостаток его конструкции заключается в том, что когда одно колесо начинает проскальзывать, вся мощность передается на колесо с наименьшим сцеплением, что делает эту установку непригодной для скалолазания или скоростных гонок.

Limited-Slip похож на открытый дифференциал, но использует встроенную систему сцепления.Механизм сцепления блокирует левую и правую стороны оси вместе, когда колесо теряет сцепление с дорогой. Это предпочтительная система для высокопроизводительных транспортных средств, таких как дрэг-рейсеры и автомобили, буксирующие тяжелые грузы.

Torque-Vectoring — последняя разработка в области дифференциальной техники. Вектор крутящего момента включает в себя сложный набор датчиков и электроники для получения данных от системы рулевого управления, положения дроссельной заслонки, дорожного покрытия и т. Д., Что дает ему возможность распределять мощность на каждое колесо в соответствии с данными.Эта опция обеспечивает максимальное сцепление с дорогой на поворотах, значительно повышая производительность.

Уход за дифференциалом

Регулярное техническое обслуживание любого транспортного средства — необходимость в замене масла, ремней, шлангов и других жидкостей. Дифференциальная жидкость не исключение. Дифференциальное масло применяется для смазки МКПП и дифференциалов. Это похоже на важность моторного масла для двигателя. Он играет жизненно важную роль в защите дифференциала и трансмиссии, позволяя им работать безопасно и плавно.

Отработанная жидкость дифференциала со временем загрязняется. Продолжать движение с загрязненной жидкостью опасно, так как это может привести к ненужному износу компонентов и необратимому повреждению. Признаки того, что ваш дифференциал нуждается в обслуживании:

• • Жужжание только при замедлении.
  • Вой или вой при разгоне на малых или больших скоростях.
  • Урчание или жужжание на скорости более 20 миль в час, но меняется при повороте.
  • Регулярный лязгающий звук каждые несколько футов или при начале движения.
  • Устойчивая вибрация, усиливающаяся с увеличением скорости автомобиля.

Запланируйте замену масла дифференциала, также известного как трансмиссионное масло, или замену масла в коробках передач через каждые 30 000 миль, но не более 60 000 миль, квалифицированным техником. Чистое свежее масло обеспечивает лучшую защиту дифференциала, что способствует более безопасной поездке. Как и любой другой компонент автомобиля, хорошо смазанные детали обеспечивают оптимальную производительность.

Обслуживание дифференциала

Ваш автомобиль или грузовик не сможет далеко уехать без возможности поворота.Смазочная жидкость внутри дифференциала отводит тепло от шестерен, продлевая срок их службы и удерживая вас на дороге. По вопросам технического обслуживания, включая замену масла, промывку тормозов или дифференциальное обслуживание, обращайтесь в Sun Auto Service! Мы специалисты по полному ремонту и обслуживанию автомобилей. Наши сертифицированные технические специалисты ASE прошли специальную подготовку по всем аспектам ухода за автомобилями всех марок и моделей легковых и легких грузовиков. У нас есть рейтинг A + от Better Business Bureau, и легко понять, почему.Мы гарантируем свою работу в письменной форме и выполняем только те услуги, которые вы разрешаете. Зачем идти к дилеру, если Sun Auto Service — альтернатива номер один? Запишитесь на прием для следующего технического обслуживания и узнайте, что делает Sun Auto Service лучшим выбором в сфере ухода за автомобилем.

Дифференциальная передача | Britannica

Дифференциальная шестерня , в автомобильной механике, зубчатая передача, которая позволяет передавать мощность от двигателя на пару ведущих колес, распределяя усилие поровну между ними, но позволяя им следовать по траекториям разной длины, как при повороте поворот или переход по неровной дороге.На прямой дороге колеса вращаются с одинаковой скоростью; при повороте внешнее колесо должно двигаться дальше и будет вращаться быстрее, чем внутреннее колесо, если его не удерживать.

Обычный автомобильный дифференциал был изобретен в 1827 году французом Онезифором Пекером. Впервые он использовался на паровых транспортных средствах и был хорошо известен, когда в конце 19 века появились двигатели внутреннего сгорания.

Элементы дифференциала Пекера показаны на рисунке.Мощность от трансмиссии передается на коническую коронную шестерню шестерней ведущего вала, обе из которых удерживаются в подшипниках (не показаны) в картере заднего моста. Корпус представляет собой открытую коробчатую конструкцию, которая прикреплена болтами к коронной шестерне и содержит подшипники для поддержки одной или двух пар диаметрально противоположных конических шестерен дифференциала. Ось каждого колеса прикреплена к боковой шестерне дифференциала, которая входит в зацепление с шестернями дифференциала. На прямой дороге колеса и боковые шестерни вращаются с одинаковой скоростью, между боковыми шестернями дифференциала и шестернями нет относительного движения, и все они вращаются как единое целое с корпусом и коронной шестерней.Если автомобиль поворачивает влево, правое колесо будет вынуждено вращаться быстрее, чем левое колесо, а боковые шестерни и шестерни будут вращаться относительно друг друга. Зубчатый венец вращается со скоростью, равной средней скорости левого и правого колес. Если колеса поддомкрачены, когда коробка передач находится в нейтральном положении, и одно из колес повернуто, противоположное колесо повернется в противоположном направлении с той же скоростью.

Крутящий момент (крутящий момент), передаваемый на два колеса с помощью дифференциала Pecqueur, одинаков.Следовательно, если одно колесо проскальзывает, как по льду или грязи, крутящий момент, передаваемый на другое колесо, уменьшается. Этот недостаток можно отчасти преодолеть за счет использования дифференциала повышенного трения. В одном варианте муфта соединяет одну из осей и коронную шестерню. Когда одно колесо сталкивается с низким сцеплением, его тенденция к пробуксовке сдерживается муфтой, обеспечивая тем самым больший крутящий момент для другого колеса.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас Описание дифференциалов

— стандартный открытый дифференциал

Стандартный дифференциал, также называемый «открытым» дифференциалом, является стандартом OEM для многих автомобилей.В корпусе дифференциала находится зубчатый венец, который вращается ведущей шестерней, и вместе они составляют передаточное число главной передачи транспортного средства. Основное назначение водила дифференциала — передача мощности от трансмиссии к колесам.

Стандартный дифференциал состоит из нескольких компонентов:

Корпус дифференциала: Эта часть является основным корпусом устройства. Кольцевая шестерня привинчена к одной стороне, а крестовины или дифференциальные шестерни размещены внутри.

Дифференциальные шестерни: обычно известные как звездообразные шестерни, они передают мощность на полуоси.

Штифт дифференциала: этот штифт удерживает шестерни крестовины в одном положении и позволяет установить ось для 2 из 4 шестерен дифференциала, чтобы обеспечить разделение мощности между левым и правым колесами.

Другие компоненты в картере моста, обычно называемые «тыквенным корпусом», включают следующее:

Ведущая шестерня: Эта шестерня является отправной точкой для внутренней передачи мощности трансмиссии внутри картера моста.

Кольцевая шестерня: прикручивается непосредственно к корпусу дифференциала, это вторая точка внутренней передачи мощности.

Разное оборудование: подшипники, крышки подшипников и прокладки также будут внутри тыквы. Крышки подшипников — это то, что удерживает корпус дифференциала на месте, а подшипники дают всему возможность свободно двигаться. Прокладки необходимы для правильной установки люфта кольца и шестерни.

Когда автомобиль движется по прямой, на обе боковые шестерни прикладывается одинаковая сила. Из-за этого звездочки паука не будут вращаться. Как только шина начинает опускаться или перевертываться, или когда прикладывается достаточная сила, чтобы замедлить ее, крестовины начнут передавать мощность на шину с наименьшим сопротивлением.Конструкция крестовины позволяет использовать разные скорости вращения между шинами. Это позволяет значительно упростить поворот автомобиля на передний, задний и полный привод.

Каждый раз, когда транспортное средство совершает поворот, внешнее колесо должно двигаться дальше (поворачиваться быстрее), чем внутреннее колесо. Это достигается с помощью ряда шестерен, которые позволяют внешнему колесу вращаться быстрее, чем зубчатый венец, в то время как внутреннее колесо вращается медленнее, чем зубчатое колесо. Эта дифференцирующая функция очень проста в стандартном открытом дифференциале и отлично подходит для большинства современных транспортных средств.Однако они действительно сильно страдают при столкновении с плохим сцеплением или скользкой поверхностью.

Когда автомобиль с открытым дифференциалом встречается с поверхностью с низким сцеплением, он передает мощность на колесо с наименьшим тяговым усилием. Это приводит к тому, что колесо на стороне с низким тяговым усилием вращается, в то время как противоположное колесо с высоким тяговым усилием не получает почти никакой мощности. Это происходит из-за того, что колесо с низким сцеплением не оказывает должного сопротивления боковой передаче, чтобы вращать водило и передавать мощность на противоположное колесо.Ведущая шестерня и водило просто вращаются вокруг боковой шестерни с максимальным сцеплением, и ничего не передается.

Что такое дифференциал?

Зачем нужны дифференциалы?

Это просто: при повороте внешнее колесо на оси движется по большей дуге, чем внутреннее колесо, поэтому дифференциальная передача позволяет одному колесу двигаться со скоростью, отличной от скорости другого, при этом оба остаются включенными. Но дифференциальная передача также имеет недостаток, заключающийся в том, что мощность направляется по пути наименьшего сопротивления, как вода и электричество.

МОМЕНТ И МОЩНОСТЬ

Чтобы правильно понять, как работает дифференциал, вам необходимо понять мощность и крутящий момент, а также их взаимосвязь.

Крутящий момент можно определить как силу, которая имеет тенденцию вращать объект вокруг своей оси. В автомобилях крутящий момент измеряется в Ньютон-метрах (Нм). 1 Нм — это крутящий момент на оси, который возникает в результате действия силы в один Ньютон (около 0,1 кг) на руку длиной 1 м.

Power — это движение. Единица измерения мощности — ватт (Вт).

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

Если вы посмотрите на простое уравнение ниже, вы увидите, что существует взаимосвязь между крутящим моментом, мощностью и оборотами в минуту: кВт = Нм x об / мин / 9549

ЧТО ВНУТРИ ДИФФЕРЕНЦИАЛА?
В ЭТИ дни дифференциал — это термин, используемый для всего привода в сборе, включая корпус, тормоза, оси и т. Д. Но на самом деле он относится к узлу дифференциала, находящемуся внутри сердца (держателя) дифференциала.

Обычный дифференциал состоит из четырех передач. Два прикреплены непосредственно к осям, два других могут свободно вращаться вокруг своей оси, но прикреплены к водилу, который, в свою очередь, вращается с помощью зубчатого венца.

Как передать крутящий момент карданного вала на носитель? Обычно используются шестерни двух типов:

Гипоидная спирально-коническая шестерня
Гипоидная зубчатая передача похожа на спирально-коническую шестерню, за исключением шестерни, которая не имеет той же оси, что и кольцевая шестерня — в случае заднего дифференциала она обычно устанавливается ниже.

Преимущества зацепления ведущей шестерни на нижней оси заключаются в том, что большее количество зубьев шестерни находится в зацеплении с коронной шестерней в любой момент времени, что означает, что мощность от двигателя распределяется на большей площади, чем коническая передача. Таким образом, для зубчатой ​​передачи того же размера она может передавать больше мощности и крутящего момента. Однако при зацеплении шестерни скользят друг по другу, что создает трение. Это трение требует мощности, поэтому, несмотря на усиление, гипоидная передача не так эффективна.

Есть еще одно соображение, связанное с гипоидной спирально-конической зубчатой ​​передачей: шестерня имеет две стороны, ведущую сторону и сторону наклона, а сторона наклона на 30-40% слабее привода.Это лишь одна из причин, по которой нельзя выполнять восстановление ремня обратным рывком.

Спиральные конические шестерни
В случае применения дифференциала малая ведущая шестерня вращается приводным валом. Затем он входит в зацепление с зубчатым венцом и поворачивает водило. И ведущая шестерня, и зубчатый венец имеют одну и ту же ось.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

ОБЫЧНЫЙ дифференциал всегда распределяет крутящий момент поровну налево и направо (за вычетом небольших потерь на трение). Он делает это независимо от того, едут ли вас оба колеса по дороге со скоростью 100 км / ч, или одно колесо безумно крутится в воздухе на гусенице с малым радиусом действия.

9

ЛЮБИМАЯ СИТУАЦИЯ
ПРОВЕРЬТЕ движение транспорта, объезжающего кольцевую развязку. Обратите внимание, что передние колеса более крупных автомобилей будут рядом с внешней стороной перекрестка, а задние колеса будут ближе к внутренней. Это говорит о том, что при повороте передние колеса принимают большую дугу, чем задние.

Когда мы блокируем центральный дифференциал на постоянном 4WD с обычным дифференциалом (или включаем 4WD на неполный 4WD), мы исключаем способность центрального дифференциала компенсировать разницу скоростей между передней и задней частями во время переговоров. углы.

Это проблема только на поверхностях с высоким сцеплением, таких как битум и скользкая порода. На рыхлых поверхностях, таких как грязь или гравий, разница скоростей не представляет проблемы, поскольку поверхность позволяет колесам немного проскальзывать и снимать натяжение.

На поверхностях с высоким сцеплением дифференциал скоростей при прохождении поворотов создает скручивающую силу между передним и задним дифференциалами, что в конечном итоге приводит к выходу из строя трансмиссии.

Первым признаком неисправности является то, что автомобиль не выходит из режима полного привода.Или, возможно, вы ведете неполный рабочий день на полноприводном автомобиле и не можете вернуть рычаг в режим 2WD. Это связано с тем, что вам не удается отключить полный привод из-за крутящего момента в трансмиссии, связывающего механизм.

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

Второй вариант — съехать на обочину дороги, поставить два колеса в гравий и продолжить движение вперед. Проскальзывание, допускаемое рыхлой поверхностью, рассеивает крутящую силу, позволяя вернуть автомобиль в режим движения по дороге.

ПОЧЕМУ ЗАБЛОКИРОВАТЬ ЦЕНТР ДИФФ.?
ЗАБЛОКИРОВАННЫЙ центральный дифференциал гарантирует передачу мощности на передний и задний дифференциалы.

Еще одна причина заблокировать центральный дифференциал — избежать проблем, связанных с застреванием в автомобиле с автоматической коробкой передач.Если вы идете в гору и застреваете, вам придется выполнить обратное восстановление.

Если вы попробуете это сделать без блокировки межосевого дифференциала, передние колеса будут оставаться заблокированными до самого низа холма из-за смещения веса сзади и того факта, что все автомобили имеют тормозное смещение вперед.

ЗАБЛОКИРОВАННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО МОМЕНТА
Когда вы включаете блокиратор, он эффективно снимает действие дифференциала с дифференциала. Итак, теперь вы вернулись к сплошной оси между колесами, и не имеет значения, находится ли одно колесо на твердой поверхности, а другое на высоте 50 см в воздухе, оба колеса будут вращаться с одинаковой скоростью.

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

F_r = сила трения сопротивления
μ = коэффициент трения шины о поверхность, по которой вы путешествуете.
Н = Нормальная сила (в Ньютон-метрах), которая представляет собой вес автомобиля, прижимающего шину к поверхности.
Давайте рассмотрим сценарий, в котором одна шина находится в грязи, а другая — на дорожном покрытии.Обе шины прилагают усилие в 1000 Н.

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

Сложив оба вместе, вы получите общую сопротивляемую силу трения 1300 Н, что означает, что 77% крутящего момента создается шиной, установленной на дороге, и 23% — шиной, расположенной на грязи.

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

У вас все еще есть потенциал силы сопротивления трения 300N, когда сторона находится в грязи, но сторона на дороге также получит только 300N благодаря маленьким свободно вращающимся шестерням в середине дифференциала. Итого 600N. Но на этом хорошие новости не заканчиваются.

Заметили ли вы, что когда вы толкаете большой тяжелый предмет, например, диван, его трудно сдвинуть с места, но когда он движется, кажется, что толкать его не так сложно? Что ж, на самом деле это измеримое явление, известное как скольжение или кинетический коэффициент трения, и он будет значительно меньше статического коэффициента трения.

Итак, теперь, когда вы опускаете ногу и начинаете вращать колесо в грязи, коэффициент трения упадет с µ от 0,3 до 0,2. Не забывайте, что при открытом дифференциале крутящий момент на одной стороне равен другой, поэтому теперь вместо 600 Нм мы снизились до 400 Н.По тому же сценарию мы перешли с 1300 Н с заблокированным дифференциалом до 400 Н со стандартным открытым дифференциалом.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ С ОГРАНИЧЕННЫМ ПРОГРАММОЙ СКОЛЬЖЕНИЯ

Цель, как следует из названия, состоит в том, чтобы ограничить величину пробуксовки колес. Однако существует несколько различных вариантов с разной степенью эффективности.

9

СЦЕПЛЕНИЕ LSD
Этот тип имеет многодисковый блок сцепления, аналогичный тому, который используется в мотоциклах. Одна сторона узла сцепления соединена с карданными валами, а другая — с водилом дифференциала.Различные методы, такие как наклоны или естественная сила разделения между
зубьями шестерни, используются для включения пакета сцепления, когда дифференциал испытывает одно колесо, вращающееся быстрее, чем другое, которое затем передает часть мощности на колесо с более медленным вращением.

9

ОДНОСТОРОННЕЕ, ОДНО И ПОЛОВИНА И БУКСИРНО
LSD одностороннего движения обеспечивает только действие ограниченного скольжения в одном направлении — например, при ускорении, но не при торможении.
В отличие от этого, 1,5-позиционный LSD будет обеспечивать различную степень ограничения скольжения при ускорении и торможении, что может способствовать устойчивости при резком торможении.
LSD с двусторонним движением обеспечивает такой же эффект ограниченного скольжения как при ускорении, так и при торможении.

9

TORSEN
Чувствительный к крутящему моменту дифференциал представляет собой дифференциал ограниченного скольжения, который использует одностороннее действие червячной передачи для ограничения скольжения. Они также могут изготавливаться с TBR (коэффициент смещения крутящего момента), при котором есть возможность передавать больший крутящий момент на заднее колесо в приложении межосевого дифференциала.

9

AUTO LOCKER
Когда речь идет об автоматических шкафчиках, многие думают о «шкафчиках для обеденных ящиков», которые заменяют звездообразный зубчатый механизм в середине корпуса дифференциала. Ящики для ланча, вероятно, лучше называть запирающимися шкафчиками, они запираются при движении под напряжением по прямой. Когда они испытывают различные нагрузки по крутящему моменту, например, при повороте накатом, они разблокируются. Это может обеспечить интересные характеристики управляемости на дороге, и, если они установлены спереди, они намного лучше в сочетании с неполной системой полного привода.

9

ВЫБИРАЕМЫЙ ЯЩИК
Считающиеся Святым Граалем шкафчики с возможностью выбора, бывают двух основных видов: с пневматическим приводом (TJM / ARB) и электромагнитным (ELocker). В обоих пневматических блокираторах используется простой механизм типа собачьей муфты, который при активации устраняет действие дифференциала. Тем не менее, ELocker использует механизм штифта и рампы для приведения в действие ряда штифтов, которые блокируют дифференциал. При переходе с прямого на задний ход они разблокируются, а затем снова блокируются из-за используемых рамп активации прямого и обратного хода.

9

КОНТРОЛЬ ТЯГИ
Существует два основных типа контроля тяги: один снижает мощность двигателя, а другой снижает мощность дифференциала до характеристики «путь наименьшего сопротивления». Современные системы контролируют частоту вращения отдельных колес, и если два колеса на одной оси движутся с разной скоростью, это тормозит вращающееся колесо — для этого требуется больший крутящий момент от двигателя. Поскольку крутящий момент всегда равен по обе стороны от обычного дифференциала, более медленное колесо получает дополнительный крутящий момент.Ранние системы были не очень хороши, но теперь антипробуксовочная система стала почти жизнеспособной альтернативой шкафчикам — особенно хороши последние LandCruisers и Pajeros.

ЗАМКНИТЕЛИ VS КОНТРОЛЬ ТЯГИ?
ЕСЛИ ВЫ спускаетесь по крутому холмистому холму, машину с двойной блокировкой невозможно обойти, так как это снижает вес, приходящийся на чередующиеся колеса. Незапертый автомобиль блокирует тормоза и периодически скользит, прежде чем схватить тягу, когда вес возвращается на колесо. Заблокированный автомобиль не заблокирует колеса, а затем скатится с холма, поскольку оба колеса механически заблокированы вместе, действуя как единое целое.

Если подняться в гору, снова безраздельно правят шкафчики. Противобуксовочная система ожидает, пока ось начнет терять сцепление с дорогой, прежде чем противодействовать ей, затормаживая вращающееся колесо. Это требует времени, поэтому вы всегда будете терять инерцию, ожидая реакции трекшн-контроля — и этого может быть достаточно, чтобы остановить вас.

Однако любой, кто водил машину с двойным замком, скажет вам, что прохождение поворотов — не самая сильная его сторона. С другой стороны, трекшн-контроль достаточно умен, чтобы работать даже на крутом повороте.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ ВЕКТОРИНГА МОМЕНТА
ОБЫЧНАЯ система зубчатой ​​передачи дифференциала расположена в центре, но по обе стороны от водила находится блок сцепления, который (при включении электроники) может механически связывать ось непосредственно с водилом. Используя электронное управление пакетами сцепления, конструкторы могут изменять крутящий момент для каждого колеса. При повороте компьютер может передавать больший крутящий момент на внешние колеса, тем самым улучшая характеристики поворота и управляемости.

При использовании в качестве центрального дифференциала в постоянном полноприводном приложении у вас может быть автомобиль со смещением в сторону задних колес для повседневной езды, но можно разделить крутящий момент 50:50 на бездорожье. Это отличается от дифференциала Torsen, где распределение крутящего момента устанавливается механически и не может быть изменено на лету.

9

Специальное предложение ко Дню отца: подпишитесь на 4X4 Australia и сэкономьте 50% *
Типичный журнал для австралийских любителей полноприводных автомобилей и бездорожья.(* только ограниченное время)

Подписаться

ЧТО ТАКОЕ … Дифференциал?

Чтобы понять, что такое дифференциал, мы должны сначала изучить, чем, черт возьми, НЕ ЯВЛЯЕТСЯ дифференциал. Дифференциала нет:

1. Устройство, которое позволяет автомобилю физически переключаться между 3 разными моделями
2. Новый вкус Cheetos
3. Сумма двух уток, деленная на квадратный корень от гнома на лужайке перед домом вашего соседа.
4. Обычно используется аббревиатура слова «Вождение» для бесстрашных предпринимателей, сдающих в аренду все национальные сокровища в библиотеках Алабамы

Это простая математика.

Так … что это, черт возьми, тогда?

Дифференциал — это набор шестерен, передающих мощность двигателя на колеса, позволяя каждому колесу вращаться с разной скоростью.

Транспортные средства бывают переднеприводными, заднеприводными или полноприводными. Это означает, что мощность двигателя передается на переднее, заднее или все 4 колеса для перемещения транспортного средства. Поскольку не всякая дорога представляет собой прямую линию, транспортным средствам необходимо иметь возможность поворачивать. Когда они совершают повороты, каждое колесо проходит разное расстояние / скорость.Дифференциал позволяет сделать это, не повреждая колеса или трансмиссию.

Как это выглядит?

Существуют разные типы дифференциалов, но я собираюсь рассмотреть только самый простой тип: открытый дифференциал.

Открытый дифференциал состоит из нескольких передач:

• Шестерня входная
• Кольцевая шестерня
• Шестерни шестерни или крестовины
• Боковые шестерни
• Клетка (вмещает все)

Если автомобиль имеет передний привод , дифференциал расположен между 2 передними колесами и обычно размещается вместе с трансмиссией.Смазка трансмиссии также смазывает дифференциал в этой установке.

Если автомобиль имеет задний привод , дифференциал расположен между 2 задними колесами и обычно имеет свой собственный кожух и масло. Масло в дифференциале нужно менять каждые 30-50 000 км.

Если автомобиль имеет полный привод , имеется 3 дифференциала — один спереди, один сзади и центральный, расположенный на приводном валу. Центральный дифференциал обычно обозначается как раздаточная коробка .

Как это работает?

• Крутящий момент двигателя вращает ведущую шестерню, поскольку ведущая шестерня соединена с ведущим валом. Входная шестерня блокируется с зубчатым венцом, поэтому, когда оно вращается, зубчатый венец / обойма также блокируются.
• Когда ведущие колеса движутся по прямой линии, иначе говоря, НЕ ПОВОРАЧИВАЮТСЯ, колеса вращаются с одинаковой скоростью. Вращаются только зубчатый венец и обойма.
• Когда ведущие колеса вращаются, a.к.а. ПОВОРОТ, внешнее колесо вращается быстрее, чем внутреннее колесо. Боковые шестерни и крестовины вращаются внутри клетки с другой скоростью, чем коронная шестерня и клетка, что позволяет внешним и внутренним колесам вращаться с разными скоростями.

Если у вас есть около 8 свободных минут и вы хотите увидеть основную механику дифференциала в действии, посмотрите это видео, которое я нашел в Википедии.

Общие проблемы

Некоторые общие проблемы с дифференциалами:

• Изношенные или деформированные детали
• Смещенные шестерни
• Утечка смазки
• Невозможность замены смазки

Все это может привести к поломке, которая может привести к повреждению колес и трансмиссии, а также оставить вас в затруднительном положении.Если вы видите утечку из зоны дифференциала или слышите какие-либо странные звуки, лучше всего доставить свой автомобиль к местному, дружелюбному механику.

Итак, вот оно. Теперь вы знаете, что такое дифференциал, что это такое и как работает. Получили ли вы решение математической задачи в самом начале? Нет? Это кусок яблочного пирога.

Математика иногда бывает вкусной.

Скажите, какие другие автомобильные детали вас сбивают с толку. Я вам скажу, что это за хрень!

Дифференциал — Техосмотр автомобиля

DriveTrain

Описание

Дифференциал состоит из зубчатого венца, ведущей шестерни, боковых шестерен, крестообразных шестерен и подшипников.Все эти компоненты могут быть заключены в картер моста или они могут быть расположены внутри автоматической или механической трансмиссии / трансмиссии. Дифференциалы с принудительной блокировкой, которые могут называться Positraction или Traction-lock, обладают способностью передавать крутящий момент от колеса, которое скользит, к колесу, которое не скользит. Полноприводные автомобили имеют отдельный дифференциал для каждой пары колес.

Назначение

Дифференциал передает крутящий момент от ведущего вала или выхода трансмиссии на ведущие оси дифференциала.Крестовины и боковые шестерни позволяют осям вращаться с разной скоростью, что необходимо при повороте автомобиля. Внешнее колесо должно вращаться быстрее, чем внутреннее колесо, создавая дифференциал скорости (так оно и получило свое название).

Советы / предложения по обслуживанию

Проверяйте уровень смазки оси при каждой замене масла. На большинстве автомобилей с передним приводом дифференциал является частью механической или автоматической коробки передач и поэтому не требует отдельной проверки смазки дифференциала.Если у вас заднеприводный или полноприводный автомобиль, обратитесь к руководству пользователя, чтобы узнать рекомендуемый интервал замены смазки дифференциала.

Для дифференциалов

с принудительной блокировкой может потребоваться другая смазка или присадка. Многие производители заявляют, что их дифференциалы «смазаны на всю жизнь», если только они не были погружены в воду. Если у вас пикап или внедорожник, это может происходить довольно часто, особенно если вы тянете лодку. В этом случае заменяйте смазку оси не реже одного раза в год.

В холодном климате вы можете подумать о замене стандартной смазки для осей на синтетическую. Синтетические смазки легче текут в холодную погоду, улучшая смазку. С полноприводным автомобилем это вдвойне верно из-за наличия двух осей. Всегда используйте смазку, которая соответствует или превосходит спецификации производителя. При правильном уходе дифференциалы обеспечивают безотказную работу на многие тысячи миль. Когда возникает проблема с дифференциалом, симптомы могут включать: высокий звук при ускорении или замедлении, лязг при ускорении или при переключении между задним ходом и движением или воющий звук.Дифференциальные проблемы должны быть как можно скорее проверены квалифицированным специалистом по обслуживанию.

Все об автомобильном дифференциале — Да, он есть и в вашей машине!

Дифференциал — это неотъемлемая часть автомобиля, который приводится в действие бензиновым или дизельным двигателем или фактически любым другим двигателем. В то время как двигатель вырабатывает мощность, которая предназначена для передачи на колеса, мощность передается на колеса, которые не соединены прочно, а между ними есть дифференциал, служащий особой цели.Что это за цель? А как это работает и тд? В следующих вопросах мы рассмотрим.

Какова функция дифференциала?

Большинство автомобилей имеют передний или задний привод. Это означает, что мощность от двигателя передается на два передних колеса или на задние колеса, в любом случае один комплект колес движется независимо друг от друга.

В случае, если автомобиль двигался только по прямой, мощность от двигателя могла быть направлена ​​на два колеса напрямую без использования дифференциала.Однако это не так, и когда вы поворачиваете машину за угол, внутреннее колесо должно вращаться меньше, чем внешние колеса. Таким образом, функция дифференциала заключается в том, чтобы учесть это изменение и позволить внешнему колесу вращаться больше, чем внутреннему колесу, без проскальзывания. Без дифференциала машина не смогла бы проходить поворот без пробуксовки.

Как работает дифференциал?

В своей простейшей конфигурации дифференциал состоит из зубчатого венца, который приводится в движение ведущей шестерней.Кольцевая шестерня соединена с крестовиной шестерни. Звездочка может вращаться вместе с зубчатым венцом, а также вдоль собственной оси. Звездочка находится в зацеплении с двумя боковыми шестернями, которые приводят в движение полуоси колес, на которые должна передаваться мощность. Когда транспортное средство движется по прямой линии, кольцо и крестовина вращаются как одно целое и передают равную мощность на полуоси, в этом случае крестовина не вращается вокруг своей оси.

В случае, если автомобиль поворачивает вправо / влево, крестовина также начинает вращаться вокруг своей оси, чтобы учесть разницу в сопротивлении, с которым сталкиваются колеса.Разница в скорости добавляется или вычитается из отдельных боковых шестерен в зависимости от того, какое колесо должно вращаться больше.

Читать — Как узнать, нужно ли заменять шины автомобиля?

Сколько существует типов дифференциалов?

Самым распространенным и первым дифференциалом, который начали использовать автомобили, был открытый дифференциал. Другие, такие как блокирующий дифференциал, дифференциал повышенного трения, дифференциал повышенного трения с электронным управлением, появились вместе с техническими достижениями в этой области.

Самым передовым из них, появившимся в результате очень поздних разработок, является дифференциал с вектором крутящего момента. Он используется в основном в спортивных автомобилях. У каждого дифференциала есть свой набор преимуществ и ограничений.

Только ли автомобили с задним приводом имеют дифференциал?

Нет, дифференциал и карданный вал в основном видны в автомобилях с задним приводом, когда они приводятся в действие передним двигателем. Однако дифференциал присутствует в автомобилях с передним расположением двигателя и переднеприводной системой.