Типы дифференциалов. Виды блокировок дифференциала
Автомобильный дифференциал. Понятие, особенности и виды
АВТОМОБИЛЬНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ. ПОНЯТИЕ, ОСОБЕННОСТИ И ВИДЫ
Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильным дифференциалом, какие особенности имеются у данного элемента трансмиссии и каков его принцип работы. В обзоре будут также рассмотрены основные разновидности, типы таких устройств, а также их отличия один от другого. Кроме того, расскажем про основные достоинства и недостатки того или иного вида диффернциала.
Дифференциал необходим автомобилю для того, чтобы при движении в поворотах колеса оси ведущего типа транспортного средства, которые проходят путь разной длины не проскальзывали и вращались с разными скоростями. Дифференциал обеспечивает всем четырем колесам машины полный контроль в управлении, а шинам максимальную сцепку с дорожным покрытием в любых ситуациях.
1. Понятие, принцип работы и разновидности автомобильного дифференциала
Дифференциалом называется специальный механизм, который обеспечивает вращение с различной скоростью колес ведущей оси и единым крутящим моментом, который подводится к ним. При наличии в автомобиле коробки передач на одну ведущую ось, дифференциал устанавливается между приводными колесами и называется межколесным дифференциалом. В автомобилях с полным приводом данное устройство располагается между ведущими осями и носит название межосевого дифференциала.
Показатель произведения силы тяги на параметры радиуса колеса показывают уровень крутящего момента, который должен передаться на колеса дифференциалом. В том случае, если сцепление с дорожным полотном крайне слабое или одно из колес не имеет контакта с дорогой, крутящий момент с силой тяги на колесную базу не может обеспечиваться на должном уровне, в связи с чем транспортное средство не способно продолжать движение. Такая особенность имеется у дифференциалов с шестернями конического типа, которые на сегодняшний день очень востребованы. Такой вид устройства получило название симметричный дифференциал, потому что поровну распределяет крутящий момент между всеми колесами автомобиля.
Равное распределение крутящего момента между колесами автомобиля происходит благодаря тому, что такой механизм, как сателлит функционирует на подобии равноплечего рычага и обеспечивает передачу только одинаковых усилий к шестерням полуоси, а также к ведущим колесам соответственно. При наличии слабого контакта с дорожным полотном одного из колес, то оптимальный крутящий момент на него направляется небольшой и симметричный тип дифференциала подводит точно такое же усилие к другому колесу. Таким образом, при пробуксовке одного из колес, сила тяги на 2-ом колесе будет нулевая, что в свою очередь негативно сказывается на общей проходимости автомобиля. Ниже на изображении можем наглядно видеть принципиальную схему строения симметричного дифференциала и его основные узлы.
Для улучшения функционирования на транспортных средствах используют полную или частичную блокировку дифференциала. Степень блокировки, в которой оценивается специальным блокировочным коэффициентом. Данный показатель имеет сокращенную аббревиатуру - Кб или коэффициент блокировки и означает соотношение крутящего момента на отстающем колесе к моменту на забегающем. Величина для дифференциала симметричного типа всегда должна быть равна единице, а для дифференциалов повышенного трения, может варьироваться от единицы до пяти. Считается, что чем выше коэффициент блокировки, тем лучше проходимость автомобиля. Например, при коэффициенте блокировки дифференциала равному трем, момент на отстающем колесе будет в 3 раза выше, чем на буксующем. Таким образом, на колесе в момент пробуксовки будет доступен показатель коэффициента от 20 до 70 процентов, в зависимости от потенциала блокирующего устройства.
На сегодняшний день существует порядка 4 основных видов автомобильных дифференциалов, принцип действия, которых мы подробно рассмотрим ниже в нашем материале.
2. Понятие и принцип действия дифференциала с полной блокировкой
Дифференциал с полной блокировкой или как его еще называют принудительной применяется, как правило на грузовых машинах и внедорожниках, для того, чтобы увеличить проходимость на бездорожье или пересеченной местности. Такой вид дифференциала подключается по мере необходимости, при помощи специальных клавиш, которые расположены в салоне. Главным нюансом при включенном дифференциале является то, что необходимо не забыть отключить блокировку при выезде на сухое дорожное полотно, чтобы избежать в дальнейшем неисправности полуосей.
Примером автомобиля с блокировкой межосевого дифференциала является отечественный ВАЗ 2121 или в народе "Нива". Дифференциал приводится в рабочее состояние принудительно. Скорость всех колес находящихся под углом в данной системе одинаковая и равная, что нарушает условия движения транспортного средства по кривой. Данный момент в свою очередь приводит к ускоренному износу шин, а также ухудшению управляемости по твердому дородному полотну.
3. Понятие и принцип действия вискомуфты
Вискомуфтой называется муфта многодискового типа, в которой передаваемый момент вращения увеличивается с ростом разности скоростей ведущего вала к ведомому. Такая система используется в механизмах с упрощенным полным приводом, как блокирующее устройство дифференциала.
Принцип функционирования такой системы, как вискомуфта основывается на специальных качествах уникальной в своем роде жидкости, главным элементом, в которой является силикон. Данная жидкость при повышении уровня рабочей температуры не теряет свою вязкость, она не изменяется, хотя даже у моторного масла она бы повысилась. Сама по себе вискомуфта - это своего рода цилиндр, который заполнен силиконовой жидкостью. Внутренняя область цилиндра заполнена перфорированными дисками, которые соединены через один с ведущим и ведомым валами соответственно.
В полноприводных коробках передач в обычном режиме функционирования валы движутся почти с одинаковой скоростью, входной вал при помощи действий крутящего момента от ведущего моста, который является основным, а выходной непосредственно приводит в движение колеса автомобиля, с которыми он связан. Когда происходит пробуксовка колес главного или ведущего моста, то входной вал начинает вращаться быстрее выходного, визуально выглядит, что автомобиль, как будто стоит на месте, однако в этот момент силиконовая жидкость в цилиндре начинает сильно нагреваться от трения о диски. Далее муфта под нагревом внутренней жидкости начинает производить передачу большего крутящего момента на выходной вал.
Основным недостатком такой системы, как вискомуфта является то, что на срабатывание самого механизма муфты необходимо определенное время, а идеальные ее параметры довольно сложно рассчитать. Исходя из этого сегодня многие производители автомобилей отказываются от использования вискомуфт в сторону управляемых бортовым компьютером многодисковых сцеплений.
4. Понятие и принцип действия дифференциала торсен
Понятие дифференциальной системы под названием "Торсен" образовывается от словосочетания "Крутящий момент" (Torque) и "Чувствительность" (Sensing). Таким образом, известная дифференциальная система "Торсен" образована от общего понятия - чувствительности к крутящему моменту. Соединяющие элементы такой системы или сателлиты расположены в главном корпусе перпендикулярно его оси и объединяются между собой попарно при помощи зацепления методом прямого зубца, а с полуосевыми шестернями они связываются зацеплением червячного типа. Когда автомобиль входит в поворот, то полуосевая шестерня, которая связана с отстающим колесом начинает поворачивать входящий с ней в сцепку сателлит, а он в свой черед начинает вращение 2-го сателлита и шестерню полуоси соответственно.
Благодаря образованию жесткой кинематической связи между колесами транспортного средства у них появляется возможность крутиться с различной скоростью. Отметим, что сила трения, которая получается в сцепке червячного типа от разности крутящих моментов на колесах, производит блокировку основного дифференциала. Недостатком конструкции служит то, что такое устройство тяжело и затратно производить, а также дорого обслуживать.
5. Понятие и принцип действия дифференциала системы квайф
В дифференциалах системы квайф, сателлиты располагаются в 2 ряда причем параллельно оси вращения корпуса. При этом сателлиты установлены не на самих осях, а располагаются в закрытого типа со всех сторон отверстиях основного корпуса. Правый ряд сателлитов, как правило, их количество составляет от трех до пяти, входят в сцепку с правой шестерней полуоси, а левый ряд сателлитов, соответственно с левой полуосью. Заметим, что сами сателлиты из различных рядов зацепляются друг с другом через один.
При отставании одного из колес автомобиля, связанная с ним шестерня полуосевого типа начинает производить вращение со скоростью меньшей основного корпуса дифференциала и при этом поворачивать входящий с ней в сцепку сателлит. Сателлит дает движение соседнему элементу, а он тем временем, раскручивает полуосевую шестерню. Таким образом, появляются различные обороты каждого колеса при повороте транспортного средства.
Отметим, что из-за разности показателей крутящих моментов на колесах автомобиля возникают различные силы трения, которые производят блокировку, что в свою очередь повышает силу трения самой тяги машины и увеличивает ее проходимость. Наибольшее распространение в автомобилестроение дифференциальные системы с типом действия квайф получили в тюнинге и усовершенствовании транспортных средств.
Видео обзор: "Автомобильный дифференциал. Понятие, особенности и виды"
В заключении отметим, что выше перечисленные автомобильные дифференциальные системы являются наиболее востребованными на сегодняшний день среди автопроизводителей, в связи с их довольно высокой надежностью, ремонтопригодностью и стоимостью обслуживания. Заметим, что в отличие от мощности и угловой скорости вращения, крутящий момент дифференциалом разделяется на жестко и неизменно. Поэтому от этого и пошли такие понятия, как симметричный (момент вращения делится, как соотношение 50/50) или не симметричный дифференециалы (крутящий момент делится в неравных соотношениях, например 80/20 или наоборот). При суммировании крутящие моменты системы дифференциала всегда складываются в один по определенным правилам.
БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ. ОСТАВЛЯЙТЕ СВОИ КОММЕНТАРИИ, ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ. ЖДЕМ ВАШИХ ОТЗЫВОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЙ.
bazliter.ru
Типы дифференциалов - багги-планс.рф
Всем известно что в на ведущей оси есть дифференциал, всем известно что они бывают с блокировкой. В сатье приведены типы блокируемых дифференциалов, и примеры их конструкций. Также описаны особенности управления автомобилем с блокировкой дифференциалов.
Все, что вы хотели узнать о дифференциалах, но боялись спросить...
по материалам журналов "4х4Club" (7-8`99) и "5 Колесо" (11`99)
Что такое дифференциал
Дифференциал - это устройство, распределяющее поток мощности от двигателя к другим элементам трансмиссии. В автомобиле с приводом на одну ось используется только один дифференциал, межколесный, в полноприводном их целых три - два межколесных и межосевой.
Рассмотрим для примера классический дифференциал (в отличие от блокируемых, его называют "открытым" или "свободным"). Он устанавливается в картере главной передачи и получает крутящий момент от ее ведомой шестерни. В коробке дифференциала расположены конические шестерни-сателлиты. Они входят в зацепление с шестернями, закрепленными на полуосях, а те, в свою очередь, вращают ведущие колеса. При движении по ровной и прямой дороге угловые скорости колес одинаковы, и сателлиты не вращаются вокруг своей оси. Во время поворота или движения по неровностям, когда колеса правого и левого борта проходят разный путь, сателлиты начинают вращаться и перераспределять крутящий момент.
Существует простая формула, отражающая связь между частотами вращения коробки дифференциала и полуосевых шестерен. Если через а1 и а2 обозначить частоты вращения полуосевых шестерен, а через а - частоту вращения коробки дифференциала, то: а = (а1+а2)/2. Формула показывает, что если одно из колес автомобиля неподвижно, то другое колесо вращается с удвоенной частотой. Если одно из двух ведущих колес попадает на скользкую поверхность дороги (мокрый асфальт, масляные пятна, лед), сопротивление его вращению резко падает, уменьшается и сцепление с дорогой, а значит, колесо не в состоянии иметь необходимую силу тяги. Такое колесо начнет быстрее вращаться и пробуксовывать. К другому ведущему колесу, имеющему достаточное сцепление с дорогой, будет подводиться такой же крутящий момент, как и к буксующему. Имея возможность образовать большую силу тяги, второе колесо не сможет этого сделать потому, что дифференциал передаст ему только половину крутящего момента от главной передачи. Если сопротивление движению автомобиля превысит силу тяги у небуксующего колеса, то машина не сможет двигаться. Частота вращения буксующего колеса резко возрастет, а второе колесо остановится. Возникнет буксование автомобиля. Попытка водителя повысить силу тяги на колесах за счет увеличения подачи топлива приведет только к увеличению частоты вращения одного из колес. В такой ситуации проявляется существенный недостаток обычного дифференциала, снижающего проходимость автомобиля как на скользких дорогах, так и на грунтах, оказывающих большое сопротивление качению колес (пeсок, снег, распутица).
Принудительная блокировка
На автомобилях, предназначенных для движения по бездорожью, приходится устанавливать дифференциалы специальных конструкций. Блокировки Часто применяют дифференциалы с принудительной блокировкой. В них водитель с помощью специального привода (чаще всего пневматического) останавливает на время вращение сателлитов, и колeca автомобиля начинают вращаться с одинаковой скоростью. Следует учесть, что автомобиль с заблокированным дифференциалом на извилистой дороге расходует больше топлива и у него происходит интенсивный износ шин. Как только взаимный поворот колес на общей оси с заблокированным дифференциалом будет больше, чем это допускает упругая деформация шин, произойдет буксование колес, продолжающееся до тех пор, пока какое-либо колесо на неровности не оторвется от дороги. Это говорит о том, что водитель не должен забывать выключать блокировку дифференциала после преодоления тяжелого участка. В ряде конструкций предусмотрена его автоматическая разблокировка или ограничение возможности включения блокировки по скорости.
Самоблокирующиеся дифференциалы
Для упрощения процесса управления применяются так называемые самоблокирующиеся дифференциалы. В настоящее время, в основном, используют четыре вида блокировок: дисковая (фрикционная, повышенного трения, LSD), вязкостная (вискомуфты) и винтовая (червячная). В самых современных разработках используются электронные системы контроля проскальзывания колес, основанные на применении датчиков вращения и использовании штатных тормозов (как правило, эти системы совмещаются с антиблокировочными и противопробуксовочными).
Дисковая блокировка
Существуют две наиболее характерные конструкции дифференциалов с фрикционными муфтами. В первом применяют одну, во втором - две муфты. В первом случае фрикционная дисковая муфта 1 введена между одной из полуосей и коробкой дифференциала. Бронзовые диски установлены в шлицах гильзы 2, связанной с коробкой дифференциала, стальные диски сидят на шлицах полуоси 3. Диски прижимаются друг к другу пружинами 4. Когда оба колеса испытывают одинаковое сопротивление, весь дифференциал вращается как одно целое и трение в муфте 1 отсутствует.
Вторая конструкция представляет из себя дифференциал повышенного трения с двойными фрикционными муфтами, получивший широкое распространение на американских автомобилях. В этой конструкции крестовина заменена двумя отдельными, пересекающимися под прямым углом осями 5 сателлитов 6. Оси 5 имеют возможность перемещаться одна относительно другой как в осевом, так и в угловом направлении, для чего их концы имеют скосы соответственно А и Б, которыми они опираются на коробку 9 дифференциала. Кроме того, в дифференциал введены промежуточные чашки 7, так же как и полуосевые шестерни, надетые на шлицы полуосей. При невращающихся сателлитах усилие к полуосям передается как и в простом дифференциале. При вращении сателлитов последние будут сдвигать концевые скосы осей 5 так, что усилие на фрикционную муфту 8, передаваемое через чашку 7, будет увеличиваться для отстающей полуоси и уменьшаться для оси, вращающейся быстрее. При этом величина подтормаживающего момента не будет постоянной, как в дифференциале с одной дисковой муфтой, а будет пропорциональна моменту, передаваемому колесами.
Для нормальной работы такого дифференциала требуется использование специального трансмиссионного масла для LSD или соответствующих присадок к обычному маслу. Кроме того, со временем возникает необходимость регулировки из-за износа дисков.
Вязкостная блокировка
Принцип ее действия такой же, как у дисковой. Гидравлическая муфта состоит из большого числа дисков с липкими рабочими поверхностями. Благодаря свойствам особой вязкой жидкости на силиконовой основе отвердевать при нагреве диски передают крутящий момент в зависимости от разности частот вращения входных и выходных валов. Нагрев происходит, когда одна полуось начинает вращаться быстрее другой. Характерной особенностью конструкции является то, что в случае длительного буксования колес блокирующая муфта с вязкой жидкостью работает вначале мягко, а затем происходит значительный рост эффективности блокировки. В затвердевшем силиконе диски получают жесткое зацепление и полуоси блокируются. Вискомуфты не требуют обслуживания и считаются весьма надежными, однако для их продолжительной работы необходимо сохранение полной герметичности устройства.
Винтовая блокировка
Принцип ее действия таков: в обычном режиме винты (или червяки, как их называют из-за характерной формы) свободно обкатываются вокруг центральной шестерни. В случае изменения момента винты проскальзывают в крайнее положение и фиксируются в эксцентричных пазах. Когда момент выравнивается, винты возвращаются в исходное положение. Момент срабатывания винтовых блокировок определяется профилем винтов. Такие дифференциалы мало подвержены износу (срок службы сопоставим со сроком коробки или классического дифференциала), а масло используется обычное трансмиссионное.
Кулачковая блокировка
Такая блокировка срабатывает при возникновении разности в скоростях вращения колес. Рассмотрим пример реализации дифференциала от компании Tractech. В корпусе дифференциала между парами корончатых шестерен установлены поворотные кулачки. В обычных условиях они не участвуют в работе, но, как только одно их колес начинает пробуксовывать (т.е., вращаться существено быстрее другого), кулачки поворачиваются и пары шестерен входят в зацепление, обеспечивая тем самым полную блокировку. Блокировка выключается, когда буксующее колесо прекратит проскальзывание. Этот тип дифференциалов также довольно долговечен и не требует специальных масел.
Особенности управления
Управление автомобилем, оборудованным самоблокирующимся межколесным дифференциалом имеет некоторые особенности. В частности, автомобиль в повороте на скользком покрытии может обладать избыточной поворачиваемостью, при слишком интенсивном разгоне на смешанном покрытии возможен увод в сторону от предполагаемой траектории и т.д. Особенно это касается разработок, предлагаемых в качестве дополнительного оборудования третьими фирмами. Однако грамотное использование свойств таких дифференциалов позволяет уверенно перемещаться в сложных дорожных условиях, и существенно повышает проходимость вне дорог.
Межосевой дифференциал и его блокировки
При отсутствии межосевого разделения мощности (межосевого дифференциала или отключающего механизма) необходимо отключить передний мост, чтобы стало возможно вращение передних и задних колес с разными угловыми скоростями. По условиям движения требуется, чтобы колеса как переднего и заднего мостов, так и колеса одного моста могли вращаться с разной частотой и проходить различные пути. Особенно характерно это для поворотов: передние колеса при повороте проходят большее расстояние, чем задние. На изменение пути колес влияют различные факторы: скольжение шин, их углы увода, давление воздуха, нагрузка на колеса, кинематика подвески. При этом очевидно, что соотношение между путями, проходимыми колесами переднего и заднего мостов, также меняется во время движения. Это обстоятельство исключает возможность применения разных передаточных чисел в главных передачах мостов для компенсации разности проходимых путей.
Колеса разных осей автомобиля, кинематически жестко связанные одно с другим, имеют при вращении одинаковые угловые скорости. На твердой поверхности дороги при движении автомобиля с приводом на все колеса (при отсутствии межосевого дифференциала) могут возникнуть условия, при которых колеса разных осей будут стараться двигаться с различными линейными скоростями, а жесткая мехаческая связь между ними станет преградой к достижению этого. При прямолинейном движении описанное явление может быть вызвано, например, разностью радиусов качения связанных между собой колес. Качение колес в этом случае должно сопровождаться относительным перемещением точек площадки контакта шины по поверхности дороги (со скольжением или буксованием). Подобное же возможно и при одинаковых радиусах качения, но при движении по дороге с неровной поверхностью или на повороте. Возникающее в этих условиях скольжение или 6yксовaние шин сопровождается увеличеным их износом, износом механизмов трансмиссии и непроизводительной затратой энергии двигателя на движение автомобиля. Для того чтобы колеса катились без вредных сопровождающих явлений в трансмиссии, кроме дифференциалов межколесных устанавливают дифференциалы межосевые.
Однако, в условиях внедорожного движения автомобиль может лишиться подвижности в тот момент, когда колеса одного из мостов потеряют сцепление с дорогой и начнут буксовать. В такой ситуации дифференциал обычного типа будет не в состоянии передать требуемую для движения величину крутящего момента задним колесам, опирающимся на твердый грунт. Для избежания этого на внедорожниках устанавливают межосевые дифференциалы с принудительной блокировкой. Примером подобного конструктивного решения может служить "Нива" ВА3-2121, оснащенная раздаточной коробкой с принудительно блокируемым межосевым дифференциалом.
Блокировкой пользуется водитель автомобиля для преодоления труднопроходимого участка дороги. При возвращении на шоссе межосевой дифференциал необходимо разблокировать. В современных конструкциях, кроме механического, применяются и другие приводы (пневматический, гидравлический, электрический), при этом сам процесс включения сводится к простому нажатию кнопки на панели.
Следующим шагом стало появление самоблокирующихся межосевых дифференциалов. Принципы их работы сходны с межколесными, но условия и задачи несколько другие. Так, при поворотах машины забегающим относительно корпуса дифференциала всегда будет вал, передающий момент на управляемую ось, что определяется кинематикой поворота машины с колесной формулой 4х4. Исходя из этого, при забегании приводного вала управляемого моста коэффициент блокировки желательно иметь невысоким, а при забегании (буксовании) неуправляемого моста - несколько большим. Такой дифференциал называют самоблокирующимся с несимметричными блокирующими свойствами.
В настоящее время на легковых внедорожниках широко используются межосевые дифференциалы с автоматической блокировкой с помощью гидравлической муфты с вязкой жидкостью. Они обеспечивают оптимальную силу тяги во всех условиях движения, в связи с чем отпадает необходимость в принудительной блокировке. Есть у них и другие преимущества. Этот узел предохраняет трансмиссию от перегрузки, которая может возникнуть, например, при внезапном ударе колеса.Дифференциал, автоматически блокирующийся гидравлической муфтой с вязкой жидкостью, чутко реагирует на состояние дорожной поверхности и обеспечивает более равномерную скорость автомобиля, а также уменьшает вероятность его застревания. При торможении межосевой дифференциал такого типа предотвращает блокировку колеса одного моста относительно колеса другого, приводящую к потере устойчивости. К тому же перераспределение избыточной тормозной силы с одной пары колес на другую значительно сокращает тормозной путь и сохраняет полный контроль над машиной.
Рассмотрим, как работает автоматически блокируемый межосевой дифференциал фирмы GKN с гидравлической муфтой. Изменение момента трения в ней рассчитано так, чтобы при маневрировании на поверхности с хорошими сцепными свойствами ( асфальт, бетон и т.д.) имелся малый момент трения между выходными валами. С ростом разности частот их вращения трение между звеньями муфты значительно возрастает. Блокировка с помощью муфты с вязкой жидкостью происходит точно в соответствии с распределением крутящего момента в межосевом дифференциале.
Испытания подтвердили, что распределение моментов между передними и задними колесами обеспечивает почти нейтральную поворачиваемость автомобиля. По легкости вождения и безопасности полноприводные автомобили с таким приводом превосходят даже переднеприводные легковые автомобили. Однако, при всех достоинствах такого рода блокировки, необходимо отметить, что фактическое включение блокировки после начала пробуксовки колес, характерное для вискомуфты, существенно снижает шансы на успешное преодоление серьезных внедорожных препятствий в виде слабого грунта, грязи или снега, поскольку буксующее колесо способно быстро зарываться. В результате возможностей автомобиля даже с заблокированным межосевым дифференциалом может оказаться недостаточно для самостоятельного выезда.
Подключаемый передний мост
Очень многие производители внедорожников используют схему с подключаемым передним мостом (так называемый part time 4WD). В этом случае межосевой дифференциал, как правило, отсутствует, и в режиме полного привода между мостами устанавливается жесткая кинематическая связь. Производители рекомендуют подключать передний мост только в сложных дорожных условиях, когда колеса склонны к пробуксовке. Продолжительное движение в таком режиме по дорогам с твердой поверхностью вызывает повышенный износ шин и трансмиссии (в частности, в раздатках с цепной передачей перегружается цепь), повышенный расход топлива, а также ухудшает управляемость на высоких скоростях. Для избежания этих отрицательных последствий многие контрукции предусматривают не только отключение переднего моста, но и отсоединение передних колес от полуосей. Для этого применяются колесные хабы (муфты свободного хода), которые могут быть автоматическими и ручными, рассоединение полуосей при помощи электрического или пневматического привода и т.д.
buggy-plans.ru
Дифференциал — Устройство, виды блокирующихся дифференциалов
Во время поездки автомобилисты не раз проезжают повороты и всевозможные неровности, оказывающиеся на дороге. В этот момент колеса ведущей оси их машины совершают преодоление пути разного размера. Чтобы не возникало пробуксовки, вращение колес осуществляется с разной скоростью, за регулировку которой отвечает дифференциал. В сегодняшней статье речь пойдет именно об этом узле, а также о его основных разновидностях.
Что такое дифференциал? Устройство и принцип работы.
Дифференциалом называют узел, который позволяет ведущим колесам автомобиля совершать вращение с разной скоростью и варьируемой величиной крутящего момента, подводимого к ним. Трансмиссия автомашины, имеющей лишь одну ведущую ось, подразумевает нахождение дифференциала между колесными приводами. Такой дифференциал называется межколесным. Внедорожники, имеющие систему полного привода, получают межосевой дифференциал, расположенный, как следует из названия, между осями.
Сила, которая подается на колесо, имеет прямую зависимость от колесного размера и величины крутящего момента. Когда сцепление резины с дорожным покрытием ослабевает, либо происходит вывешивание одного из колес, показатели силы и крутящего момента ничтожно малы или равны нулю. В такой ситуации автомобиль не имеет возможности продолжать движение. Такой особенностью обладают отечественные авто, в которых установлен дифференциал, оснащенный коническими шестернями. Данный тип дифференциалов называется симметричным, так как распределение им крутящих усилий идет поровну на каждое из колес.
Блокировка дифференциала
Для улучшения возможностей проходимости в современных авто применяется технология полной или частичной блокировки дифференциала. Для оценки её величины принято учитывать соответствующий блокировочный коэффициент. Он представляет собой соотношение размеров крутящих моментов отстающего колеса и забегающего. В случае симметричного дифференциала величина коэффициента блокировки будет равна единице. Другие разновидности дифференциалов, называемые дифференциалами повышенного трения, обладают коэффициентом, варьируемым от единицы до пяти. Чем выше значение данного числа, тем общая проходимость транспортного средства будет лучше. Так при коэффициенте блокировки, равного трём, крутящий момент отстающего колеса будет в три раза выше, нежели у буксующего. При пяти в пять раз и т.д.
Виды блокирующихся дифференциалов
Дифференциал, обладающий возможностью полной блокировки. Возможность включения принудительного блокирования дифференциала присуща автомобилям повышенной проходимости и грузовому транспорту. Оно осуществляется непосредственно водителем для преодоления сложных дорожных условий. При выезде на обычную сухую дорогу блокировку требуется отключить, чтобы избежать выхода из строя полуосей. Примером применения дифференциала подобного типа является отечественный внедорожник «Нива».
Дифференциалы многодискового устройства. Это разновидность симметричных дифференциальных узлов, конструктивная схема которых дополняется подпружиненными связками фрикционных дисков. Такие дифференциалы имеют статическое преднатяжение, именуемое моментом срабатывания, величина которого варьируется в пределах 2-12 кг/м. Эта разновидность не применяется в общегражданских автомобилях. Их назначение – автоспорт. Они подвержены быстрому износу, а после каждого заезда требуется инженерное вмешательство для восстановления их работоспособности.
Вискомуфта. Данный тип дифференциалов представляет собой многодисковую муфту, величина передаваемого момента которой зависит от разности вращения входного и выходного валов. Чем она выше, тем величина крутящего момента будет больше. Подобные узлы находят свое применение в авто с постоянным полным приводом. Порой они применяются и в качестве механизма, ответственного за блокировку дифференциала.
По своему устройству вискомуфта является полностью герметичной системой, внутри которой установлена пара фрикционных дисков. Первый из них имеет соединение с корпусом, второй с вращающимся валом. В дисках проделаны специальные отверстия, призванные увеличивать величину жидкостного трения. Система герметична. Её внутренняя часть заполнена специальной силиконовой субстанцией, имеющей высокий коэффициент вязкости. Её количество и связывающая степень являются главными критериями оценки рабочих характеристик вискомуфты. Система не пригодна для ремонта. Если муфта теряет герметичность, она заменяется.
Дифференциал «Торсен». Данный вид дифференциалов является чувствительным к величине крутящего момента. Его сателлиты попарно объединяются методом прямозубной сцепки. Связь с сателлитов с шестеренками полуосей осуществляется при помощи червячного зацепления. Во время прохождения поворотов, шестерня полуоси, имеющая связь с отстающим колесом, занимается проворачиванием соответствующего ей сателлита, который по цепочке вызывает вращение второго сателлита и шестеренки связанной с ним второй полуоси. Такая схема позволяет колесам осуществлять регулировку разноскоростного вращения. Главным недостатком таких дифференциалов является чрезвычайная сложность их изготовления и ремонтного обслуживания.
Дифференциал «Квайф». В случае дифференциальной схемы «Квайф» подразумевается двухрядное расположение сателлитов, выстроенных параллельно относительно вращающейся оси корпуса. Их закрепление происходит не на самих осях, а в изолированных корпусных отверстиях. Правый сателлит зацепляет правую шестеренку полуоси, левый – левую. Помимо этого, разнорядные сателлиты через одного зацепляются между собой. Если во время движения одно колесо ведущей оси начинает запаздывать, его полуосевая шестеренка осуществляет свое вращение со скоростью, уступающей скорости вращения дифференциального корпуса, проворачивая при этом сателлит, имеющий с ней смежное зацепление. Он занимается передачей движения второму сателлиту, который вызывает вращательный импульс шестеренки второй полуоси. Из-за этого при прохождении поворотов и в условиях ухудшенного сцепления с дорогой колеса имеют разную скорость вращения.
Подведем итоги
Резюмируя текст, скажем, что симметричный тип дифференциалов является морально устаревшим. Для обеспечения улучшенного уровня безопасности во время движения в современных автомобилях применяются дифференциалы, имеющие возможность блокировки. Единого стандарта внедрения нет. Каждый производитель отдает предпочтение той разновидности дифференциальных блоков, которую посчитает оптимальной для своих моделей.
Mitsubishi Pajero Sport: удар по Prado? В редеющем, но популярном у нас сегменте рамных вседорожников появился сильный игрок – легендарный Mitsubishi Pajero Sport третьего поколения, который полностью затмил предшественника. Но хватит ли пр...
Toyota Corolla: юбилею посвящается В честь 50-летнего юбилея своей популярной модели компания Toyota обновила мировой хит под названием Corolla. По традиции рестайлинг подчеркнул преимущества бестселлера. Внешний вид стал более выразит...
Добавить сайт в избранное
.jpg)
