Дифференциал
К атегория:
Автомобили и трактора
Дифференциал
Главная передача служит для увеличения крутящего момента на ведущих колесах и передачи его от карданного вала к полуосям под прямым углом.
В настоящее время применяются шестеренные главные передачи как наиболее совершенные. Они разделяются на одинарные (с одной парой шестерен) и двойные (с двумя парами шестерен).
Эти значения типичны для обычных шин на обычном асфальте. Но с соединениями Формулы 1, больше похожими на наклейку, чем на резину, вы можете достичь в 3-4 раза вертикальной силы. Что означают эти значения? Между тем, они объясняют, что, когда идет дождь, тормоза растягиваются вдвое, и только если асфальт очень грубый, увеличивается на 50%. Но они также объясняют, что если вы оставите автомобиль на снегу с включенным ручным тормозом и включенным механизмом, то на 12-процентной дороге с градиентом автомобиль будет двигаться самостоятельно и сани.
И если вы припарковываете его с поездкой, забываете стояночный тормоз, только половину наклона, чтобы заставить его двигаться. Фактически, вы сможете использовать только двухколесный привод, чтобы обуздать вес всего автомобиля. Поворот под гору с поднятием результата не меняется. Летние шины растут только на склонах менее 6%. Но это верно только при движении с постоянной скоростью и при условии, что распределение веса зависит от ведущих колес. Давайте добавим, что для достижения стабильной скорости он также использует пилот, способный преодолеть самую критическую точку, то есть старт, фазу, в которой легко преодолеть доступную хватку и добраться до промаха.
Одинарная главная передача состоит из одной пары конических шестерен, находящихся в постоянном зацеплении. Зубья конических шестерен делают спиральными, чтобы повысить их прочность, долговечность и бесшумность работы главной передачи.
Рис. 1. Карданная передача автомобиля
В конечном счете, летние шины в приводе на передних колесах способны перемещаться со склонами 3-4%, но если тяга позади, она также остается на равнине из-за более низкой вертикальной нагрузки. С полным приводом эти значения удваиваются и могут быть достаточно, чтобы двигаться, но только одно колесо начинает скользить, и сразу же весь крутящий момент двигателя выгружается на эту шину, которая имеет меньшее сцепление. Действительно, верно, что дифференциалы всегда делят пару на равные части, но это менее приличное колесо, которое подразумевает ценность.
Крутящий момент от карданной передачи передается через ведущую коническую шестерню на ведомую. Оси этих шестерен могут пересекаться или быть смещенными. В последнем случае передача называется гипоидной. Преимуществами гипоидных передач являются высокая прочность и долговечность шестерен благодаря увеличению толщины и длины зубьев, большая плавность зацепления и бесшумность работы. При установке гипоидной передачи карданную передачу можно расположить ниже, уменьшив тем самым высоту центра тяжести автомобиля и улучшив его устойчивость. Одинарные передачи применяются на легковых автомобилях и на грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.
Это означает, что если салазковое колесо, остальные получат нулевой крутящий момент. Нечто похожее, но с противоположным эффектом, произошло 30 лет назад с интегральными поездами, используемыми на митингах. Мы видели, что если салазок, остальные получают нулевой крутящий момент: хорошо, когда колесо останавливает торможение, другая удваивает скорость. Фактически, соединение дифференциальным означает, что, останавливая вал, он удваивает скорость вращения другого. Это мгновенно запускает головной убор: попытайтесь закрыть глаза и представьте, что при торможении одна сторона автомобиля начинает ракетовать.
В двойной главной передаче крутящий момент передается от ведущей конической шестерни к ведомой шестерне, установленной на одном валу с малой цилиндрической шестерней, которая передает крутящий момент на большую цилиндрическую шестерню. Цилиндрические шестерни могут быть с прямыми или косыми зубьями. Валы главной передачи устанавливаются в радиально-упорных подшипниках (шариковых или конических роликовых), затяжку которых можно регулировать.
Они знают кое-что о гонщиках, которые впервые обучили эту новую систему в 1980-х годах. Но обратное соединение между колесами всегда оставалось непреодолимым элементом нарушения и задержки в вычислении расчетов, которые должны быть выполнены блоками управления, прежде чем принимать решение о том, какие колеса высвобождаться из тормозного давления.
Идеальное решение для этих систем состоит в том, чтобы обрабатывать каждое колесо в соответствии с его собственной скоростью, в свою очередь, за одно сцепление с землей. Как сказать, что идеальным является обращение с сумасшедшими колесами, не связанными друг с другом или под влиянием факторов, отличных от приверженности.
Двойные главные передачи применяются в тех случаях, когда необходимо получить большое передаточное число при небольших габаритах ведущего моста. Двойные главные передачи устанавливаются на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности и на автобусах.
Передаточные числа главных передач грузовых автомобилей находятся в пределах 5-9.
Режимы работы межосевого дифференциала
И их тоже достаточно, чтобы скачать приличную пару. Напротив, полный привод будет иметь - самое большее - 10 кг на колесо, с риском потерять их все просто немного ускорится. «Индивидуально, развитие зимних шин было движущей силой ралли, и просто чтобы иметь возможность воспользоваться полной тяговой силой».
Если, с другой стороны, мощность больше, использование интегральной тяги становится обязательным для использования всех доступных захватов. Вот почему ралли торжествует в полной тяге. Но давайте вспомним, что тридцать лет назад, когда тепловые шины находились на рассвете, все было по-другому, и общий драйв, управляемый теми ручками, которые знали, как его разорвать, выигрывал.
При движении по неровной дороге и при повороте ведущие колеса автомобиля в одинаковые отрезки времени проходят различные по величине пути. Если бы ведущие колеса были соединены между собой общим валом, то они во всех случаях движения вращались с одинаковой частотой вращения, что неизбежно приводило бы к проскальзыванию и пробуксовке колес относительно дороги. Проскальзывание вызывает повышенный износ шин, увеличивает затрату мощности, приводит к увеличению расхода топлива и затрудняет поворот.
Виды самоблокирующихся дифференциалов
Индивидуально, разработка зимних шин получила решающий толчок от ралли, просто чтобы иметь возможность воспользоваться полной тягой. Ралли автомобили пошли на стандартных автомобилей в скандинавских странах. И теперь они возвращаются к нам, измельчая использование и успех всего полноприводного диска. Тем не менее, он остается очень сложной технологией, только подходящей для тех, кто действительно знает, как управлять им. И когда лошадей так много.
Когда дифференциал поднимается?
В автомобилях и в других транспортных средствах дифференциал представляет собой механический орган, который распределяет крутящий момент между колесами и позволяет им изменять кривые. Спустя несколько лет Джеймс Старли придумал дифференциал, основанный на цепях, которые будут использоваться в качестве субтитра, позже занятого Карлом Бенцем на его автомобилях.
Чтобы избежать указанных недостатков, ведущие мосты снабжают дифференциалом, который дает возможность ведущим колесам вращаться с различной частотой вращения друг относительно друга. Дифференциал может быть осевым и межосевым.
Осевой дифференциал устанавливается между левым и правым колесами одного моста. Межосевой дифференциал располагается обычно в раздаточной коробке или в одном из ведущих мостов и позволяет вращаться с различной частотой вращения колесам переднего, среднего и заднего мостов автомобилей повышенной проходимости.
В чем разница?
Дифференциал также служит для преобразования продольного движения коленчатого вала в поперечные двигатели колес, чтобы препятствовать скольжению приводных колес в кривых, регулируя их скорость до длины траектории. Фактически, запустив разные лучи, внешнее колесо поворачивается к кривой быстрее, чем внутренняя, и без такого устройства может возникнуть рывок с потерей сцепления на одной из двух шин.
Дифференциал представляет собой поворот, расположенный между осями двигателя транспортного средства, чтобы приписывать каждой из них скорость, с которой она конкурирует в соответствии с ее траекторией. Фактически, прямолинейный дифференциал передает на колеса равные числу оборотов, тогда как на кривой внутреннее колесо может уменьшаться в поворотах и переходить на внешнее колесо.
По конструкции дифференциалы бывают шестеренные и кулачковые, шестеренные дифференциалы бывают с коническими и цилиндрическими шестернями. По принципу работы дифференциалы разделяются на простые (без блокировки) и блокирующиеся. По принципу действия механизмы блокировки делятся на принудительные и самоблокирующиеся. При принудительной блокировке полуоси заднего моста соединяются в единую жесткую систему, вращающуюся как одно целое совместно с дифференциалом.
Дифференциал обычно состоит из каркаса коленчатого вала с двумя штифтами, прикрепленными к нему. На кривых внутренняя планета замедляется, и спутники начинают поворачиваться самим собой, перенося повороты на внешнюю планету. При некотором постоянном интегральном самоэлементе центральный дифференциал используется для распределения крутящего момента между передним и задним колесами, а затем один передний и один задний, чтобы разделить движение между левым и правым колесами. Как правило, в автомобилях нет «центра», где может быть встроена цельная тяга или в современных автомобилях с распределителем крутящего момента или вязким соединением.
Рис. 2. Главные передачи:
Наибольшее распространение получили шестеренные дифференциалы с коническими шестернями. На рис. 3, а представлен такой дифференциал с одинарной главной передачей. Он состоит из коробки, в которой установлена крестовина. На цилиндрических шинах крестовины свободно посажены четыре конические шестерни (сателлиты), находящиеся в постоянном зацеплении с правой и левой полуосевыми шестернями, жестко связанными с полуосями. К коробке дифференциала болтами или заклепками крепится ведомая шестерня главной передачи, получающая вращение от ведущего вала. Коробка дифференциала вращается в подшипниках.
В случае уменьшенного сцепления, когда автомобиль неподвижен, используя нормальный открытый дифференциал, колесо без захвата будет прорезать, потянув за вращающий момент в гнездовое колесо, которое останется неподвижным. Для этой цели в внедорожных транспортных средствах используются блокируемые дифференциалы, которые исключают действие такого же дифференциала путем равномерного распределения крутящего момента на двух полуприцепах или с пределом скольжения. В конкурирующих автомобилях или в специально оборудованных транспортных средствах вместо этого используются самоблокирующиеся дифференциалы, чтобы предотвратить проскальзывание колес на скользких поверхностях или увеличить подвижность с очень высокими парами двигателей.
Пока оба ведущих колеса испытывают одинаковое сопротивление качению (движению по прямой), сателлиты, вращаясь вместе с корпусом, сообщают обеим полуосевым шестерням одинаковую частоту вращения. Сателлиты в этом случае будут действовать как клинья, заклинивающие полуосевые шестерни и как бы соединяющие обе полуоси в одну ось.
Что собой представляет дифференциал?
Логика управления позволяет обуздать внутреннее колесо, которое скользит и получает поведение, сравнимое с поведением дифференциала скольжения. Другие решения включают использование электронно управляемого пластинчатого тормоза, расположенного внутри дифференциала, что позволяет регулировать проскальзывание дифференциала очень эластичным, широким и универсальным способом.
Если не было никакой разницы?
В некоторых транспортных средствах, таких как большинство трамвайных вагонов, некоторые операционные машины и карты, таких систем нет, и два приводных колеса являются сплошными с осью, поэтому они всегда обязательно вращаются с одинаковой скоростью. Это решение не имеет проблем при движении по прямым дорожкам, но в ходе кривой внешнее колесо должно следовать по траектории большей длины, чем длина внутреннего колеса: при отсутствии дифференциала одно из двух колес должно скользить относительно плоскости Вращение, приводящее к огромному износу протектора и меньшей способности смотреть на узкие кривые, а также на штурмовые или контролируемые дрифты, практически невозможные с «открытой» системой.
Если одно из ведущих колес вращается медленнее другого (движение на повороте), то произойдет расклинивание полуосевых шестерен. Сателлиты начнут поворачиваться на шипах, перекатываясь по полуосевои шестерне, которая замедлила свое вращение. При этом частота вращения другой полуосевой шестерни увеличивается. При повороте частота вращения внешнего колеса повышается настолько, насколько уменьшается частота вращения внутреннего колеса; при этом сумма частот вращения ведущих колес всегда равна удвоенной частоте вращения корпуса дифференциала.
Как работает дифференциал
Подобно тому, как многие видео того времени объясняют принцип работы, чтобы действительно понять предмет, показывая, что «рассуждение» позади. Та же разница между изучением демонстрации математической памяти, прохождением мимоходом, как если бы они были бессмысленными книжниками, или зная, как пройти через шаги в одиночку.
Всякая вымышленная находка реальна, вы можете быть в этом уверены. Поэзия - это наука как геометрия. Дифференциальные механизмы являются обязательными в каждом транспортном средстве, и их работа необходима при поворотах. Он равномерно распределяется между двумя колесами. Однако он имеет большой недостаток, когда дело доходит до скользких поверхностей или зарывается в грязь, когда колесо, которое имеет наихудший захват, в данный момент. В результате оба колеса получают небольшую мощность, или если один из колес болтается, они вообще не вращаются.
Для улучшения проходимости автомобиля применяют кулачковый дифференциал, который передает больший крутящий момент на то колесо, которое вращается медленнее, вследствие чего уменьшается возможность пробуксовки колес.
Кулачковый дифференциал повышенного трения, устанавливаемый на автомобилях ГАЗ -66, показан на рис. 3, б. В радиальные прорези ведущей обоймы, соединенной с ведомой шестерней главной передачи, свободно вставлены сухари. Обоймы и имеют кулачки (выступы) и соединяются с полуосями. Вращение от обоймы передается через сухари и кулачки обойм и на полуоси. Полуоси могут вращаться с разной частотой за счет радиального перемещения сухарей по кулачкам обойм. Однако вследствие повышенного трения между сухарями и обоймами для проворачивания полуосей требуется значительная разница в величине сопротивлений на колесах. В результате на обе полуоси передается крутящий момент, достаточный для движения автомобиля, и при пробуксовке одного из колес полная остановка другого колеса, испытывающего большее сопротивление дороги, происходит реже.
Конечно, это очень нежелательный эффект при движении в этом районе, поэтому в внедорожниках необходимое оборудование стало блокировкой дифференциала. Они размещаются между колесами на каждой оси, а иногда и между осями. Существует несколько различных способов ограничения или полного блокирования работы дифференциала. Чтобы уменьшить проскальзывание, мы имеем на рынке, в том числе.
Дифференциальный дифференциал трения; Специальные зубчатые колеса; Кохлеарные механизмы; Видимые муфты, погруженные в специальные масляные или фрикционные диски с пружинами в сочетании с классическим дифференциалом. Более новые автомобили также используют электронные проверки тяги. Однако, правда, традиционные родстеры оснащены механическим, механическим или пневматическим 100%. Дифференциальная блокировка. Как только он включается, оба колеса на одной оси вращаются с одинаковой скоростью. Это лучшее и наиболее эффективное решение, если вы хотите кататься на сложной местности.
Рис. 3. Дифференциалы:
а - с коническими шестернями: б - кулачковый
На автомобилях повышенной проходимости с колесной формулой 6×4 и 6×6 ведущие мосты могут работать в разных по сцеплению колес с дорогой условиях, перекатываться через неровности, проходя в один и тот же момент разный по длине путь. Это означает, что возможно вращение колес одного ведущего моста относительно колес другого и их пробуксовка. Следовательно, в трансмиссию таких автомобилей необходимо включать дифференциал между ведущими мостами и по тем же причинам предусмотреть устройство для их блокирования.
На двух- и трехосных автомобилях в большинстве случаев применяется один межосевой дифференциал.
Межосевые дифференциалы автомобилей ЗИЛ -133Г1 и КамАЭ-5320 разные по конструкции, но одинаковые по принципиальному решению. У обоих автомобилей ведущими являются два задних моста. От коробки передач крутящий момент поступает к среднему ведущему мосту, в котором находится симметричный блокируемый конический межосевой дифференциал.
Дифференциал автомобиля КамАЗ-5320 показан на рис. 4. Крутящий момент поступает на ведущий вал (составляющий одно целое с передней половиной коробки межосевого дифференциала); далее через крестовину и сателлиты он распределяется между дифференциальными шестернями. Первая из них соединена шлицами с хвостовиком ведущей конической шестерни в главной передаче среднего ведущего моста. К межколесному дифференциалу и полуосям вращение передается от главной передачи через цилиндрический редуктор. На задний же ведущий мост вращение от шестерни передается соединяемым с ней шлицами валом.
Блокируется межосевой дифференциал смещением влево зубчатой муфты. Надеваясь на зубчатый венец коробки дифференциала, муфта замыкает ее с дифференциальной шестерней и передает крутящий момент на задний ведущий мост, минуя межосевой дифференциал,
Применение межосевого дифференциала позволяет улучшить условия работы ведущих мостов, уменьшить износ покрышек, обеспечить более высокие тяговые качества и повысить проходимость.
Общие сведения. При повороте автомобиля его внешние и внутренние колеса за один и тот же отрезок времени проходят разные пути. Колесо, катящееся по внутренней кривой, проходит меньший путь, чем колесо, катящееся по внешней кривой. Следовательно, внешнее колесо автомобиля должно вращаться несколько быстрее внутреннего. Аналогичное явление происходит и при прямолинейном движении, если задние колеса автомобиля имеют неодинаковые диаметры, что вполне возможно при неравномерном распределении нагрузки в кузове, неодинаковом износе шин, различном внутреннем давлении в шинах или при движении по неровной дороге.
Чтобы ведущие колеса автомобиля могли вращаться с различной частотой вращения, их крепят не на одном общем валу, а на двух, называемых полуосями и соединенных друг с другом специальным механизмом - дифференциалом, подводящим к этим полуосям крутящий момент от главной передачи.
В основном применяют дифференциалы трех типов: шестеренные, кулачковые и червячные. Дифференциал может быть простым или с самоблокировкой (дифференциал повышенного трения или с механизмом свободного хода). Шестеренные дифференциалы относятся к простым, а кулачковые и червячные - к дифференциалам повышенного трения.
Дифференциал, распределяющий крутящий момент между полуосями, называют симметричным или несимметричным, в зависимости от того, распределяет он крутящий момент между полуосями поровну или непоровну.
Шестеренный симметричный дифференциал. На рис. 5 показаны детали наиболее широко применяемого на автомобилях шестеренного конического дифференциала, устанавливаемого между полуосями ведущих колес. Две чашки коробки дифференциала стянуты болтами. На коробке болтами укреплена ведомая шестерня главной передачи, приводящая коробку во вращение. Между чашками дифференциала зажата крестовина, на шипах которой свободно посажены и могут вращаться малые прямозубые конические шестерни, так называемые сателлиты, находящиеся в зацеплении с двумя коническими полуосевыми шестернями. Эти шестерни внутренними шлицами соединены со шлицевыми концами полуосей, свободно проходящих через отверстия в коробке дифференциала. На наружных концах полуосей установлены колеса. Для уменьшения трения под торцовые поверхности сателлитов и полуосевых шестерен подложены шайбы.
При вращении коробки дифференциала она через сателлиты полуосевые шестерни вращает полуоси. Передача крутящего момента происходит в следующем порядке: ведомая шестерня главной передачи - коробка дифференциала - ось сателлитов - сателлиты - полуосевые шестерни - полуоси. Сателлиты, кроме того, могут вращаться на своих осях, поэтому они могут изменять частоту вращения полуосевых шестерен относительно коробки дифференциала.
Рис. 5. Детали дифференциала
Если сателлиты не вращаются на осях, то обе полуоси вращаются с одинаковой частотой вращения. Это происходит при движении автомобиля по прямой и ровной дороге, когда задние колеса, встречая одинаковое сопротивление качению, проходят одинаковый путь и имеют, следовательно, одинаковую частоту вращения. При повороте автомобиля, например вправо, сателлиты, вращаясь на своих осях, обкатываются по полуосевым шестерням полуоси и колеса. Одновременно частота вращения полуосевой шестерни уменьшается. При этом понижается частота вращения полуоси и колеса, связанных с шестерней. Частота вращения коробки дифференциала всегда остается равной полусумме частот вращения левой и правой полуосей.
Рис. 6. Схема работы дифференциала: а - при движении автомобиля по прямой; 6 - при движении автомобиля на повороте; 1 и 8 полуоси; 2 - коробка дифференциала; 3 и 7 - полуосевые шестерни; 4 и 9 - сателлиты; 5 - ось сателлитов; 6 - ведомая шестерня главной передачи
Наличие дифференциала в приводе к ведущим колесам автомобиля иногда отрицательно влияет на его проходимость. Если одно из ведущих колес автомобиля попадает на скользкий участок дороги, а другое катится по сухому участку, то из-за наличия дифференциала через колесо, движущееся по сухому участку, нельзя передать значительный крутящий момент. Колесо, находящееся на скользком участке, будет буксовать, а другое стоять неподвижно. Это происходит вследствие того, что каждый сателлит представляет собой как бы равноплечую балку, распределяющую действующую на него силу между полуосевыми шестернями поровну. Если одно колесо попадает на скользкий участок дороги, то соединенная с ним полуосевая шестерня оказывает сателлиту меньшее сопротивление и другое колесо стоит неподвижно.
В заднем ведущем мосту автомобиля ГАЗ -53А установлен симметричный конический дифференциал, коробка которого состоит из двух чашек. Как уже указывалось, ведомая шестерня главной передачи прикреплена к фланцу коробки дифференциала, вращающейся на двух роликоподшипниках. Чтобы конструкция была прочной и имела малые габаритные размеры, число сателлитов доведено до четырех. Полуосевые шестерни надеты на шлицы полуосей, которые центрированы в гнездах, расточенных в коробке дифференциала.
Детали дифференциала необходимо смазывать, так как они нагружаются значительными силами. Для улучшения подвода смазки к этим деталям и повышения износостойкости опорных шайб сателлитов в автомобилях ГАЗ -53А на коробке дифференциала установлен маслоуловитель. Дифференциалы легковых автомобилей имеют обычно два сателлита, а грузовых и автобусов - четыре или (иногда) три.
Кулачковый дифференциал повышенного трения. На автомобилях ГАЗ -66 устанавливают кулачковый дифференциал повышенного трения. Сепаратор имеет два ряда отверстий, в которые в шахматном порядке свободно вставлены сухаря.
Рис. 7. Кулачковый дифференциал повышенного трения автомобиля ГАЗ
-66:
а - общий вид; б - детали; в - обоймы; 1 - сепаратор; 2 - сухари; 3 - наружная звездочка, соединенная с правой полуосью; 4 - внутренняя звездочка, соединенная с левой полуосью; 5 - ведомая шестерня главной передачи
Сепаратор, являясь ведущим элементом, связан через сухари со звездочками и при прямолинейном движении вращается вместе с ними. Полуоси могут иметь и разные частоты вращения вследствие радиального перемещения сухарей. Под действием кулачков одной из звездочек и соответствующего воздействия на кулачки другой звездочки. Однако при этом из-за повышенного трения между сухарями и звездочками для провертывания полуосей необходимо наличие значительной разницы в сопротивлении колес. Следовательно, в случае буксования одного из колес полная остановка другого колеса происходит реже. Звездочки и сухари изготовляют из легированных сталей. Их трущиеся поверхности имеют высокую твердость.
Дифференциал повышенного трения автомобилей МАЗ от обычного конического дифференциала отличается тем, что у него сателлиты прижимаются к вкладышам через опорные шайбы силой, создаваемой пружинами. Вкладыши неподвижны относительно корпуса дифференциала, поэтому между ними и опорными шайбами, вращающимися вместе с сателлитами, возникает повышенное трение. В результате этого свободное провертывание одной полуоси относительно другой затрудняется, т. е. уменьшается буксование одного из колес, и проходимость автомобиля повышается.
У автомобилей с двумя ведущими задними мостами применен межосевой дифференциал. В качестве примера рассмотрим межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ-5320. Картер межосевого дифференциала прикреплен к картеру главной передачи среднего моста. Передняя чашка межосевого дифференциала болтами скреплена с задней чашкой, внутри помещен дифференциальный механизм, в который входят сателлиты с крестовиной, конические шестерни привода среднего моста и привода заднего моста.
Шестерня шлицами постоянно сцеплена с ведущей конической шестерней главной передачи среднего моста, а шестерня --с валом, передающим вращение на главную передачу заднего моста. Шестерня имеет наружные зубья, с которыми в постоянном зацеплении находится внутренняя зубчатая муфта и муфта блокировки дифференциала. При передвижении вилкой муфты вперед она скользит по наружным зубьям внутренней муфты и входит в зацепление с наружными зубьями правой чашки дифференциала, соединяя шестерню с корпусом дифференциала, т. е. проводя блокировку межосевого дифференциала.
Для предотвращения выключения механизма блокировки внутренняя зубчатая муфта имеет снаружи два зубчатых венца, причем толщина зубьев наружного венца на 0,4 мм больше толщины зубьев внутреннего венца. Для включения механизма блокировки водитель, открывая кран, направляет сжатый воздух между крышкой и диафрагмой механизма блокировки. Диафрагма, прогибаясь и преодолевая сопротивление пружины, воздействует на стакан через пружину и передвигает шток, а вместе с ним и вилку. При этом замыкаются контакты микровыключателя, включающие контрольную лампочку на щитке приборов. Принудительную блокировку дифференциала выполняют при движении по скользким и размокшим грунтовым дорогам.
Рис. 8. Дифференциал повышенного трения автомобиля МАЗ : 1 - пружина; 2 и 8 - полуосевые шестерни; 3 - вкладыш; 4 - крестовина дифференциала; 5 - сателлит; 6 - опорная шайба; 7 -. ведомая шестерня главной передачи
Рис. 9. Главная передача среднего
К атегория: - Автомобили и трактора
К сожалению, современные дороги далеко не всегда отличаются высоким качеством дорожного покрытия и автомобиль часто вынужден преодолевать всевозможные неровности. При таких условиях движения, а также на поворотах, размещенные на главной оси колеса, проходят разные расстояния. Что бы транспортное средство не проскальзывало по дороге, его колеса должны вращаться с разной скоростью. Именно этот условие и обеспечивается автомобильным дифференциалом. Более подробно о его назначении, расположении и устройстве мы Вам расскажем в данной статье.
1. Назначение дифференциала
Для начала немного истории. Появление первых дифференциалов, практически совпадает с изобретением самых двигателей внутреннего сгорания. А все дело в том, что первые автомобили, оборудованные таким двигателем, очень плохо поддавались управлению: при повороте транспортного средства, угловая скорость вращения двух колес одной оси была одинаковой, вызывая тем самым, пробуксовку одного колеса, которое перемещалось по внешнему, большему диаметру.
После установки дифференциала на автомобиль, возникла еще одна неточность – колесо, утратившее сцепление с дорогой, также начало пробуксовывать. Как правило, это проявлялось при движении транспортного средства по обледеневшей дороге: когда колесо попадало на лед, и начинало вращаться намного быстрее нежели то, которое оставалось на грунте. В результате, автомобиль заносило, а водитель попросту терял управление.
Случившаяся неудача заставила инженеров-конструкторов задуматься над усовершенствованием имеющегося дифференциала, которое бы в такой ситуации, смогло обеспечить одинаковую скорость вращения обоих колес, без заноса транспортного средства. Первым ученным, который взялся за решение поставленной задачи, стал Ф.Порше. На разработку, тестирование и выпуск нового механизма с ограниченным проскальзыванием, ему понадобилось всего три года, после чего кулачковый дифференциал увидел мир (изначально устанавливался на первые Volkswagen).
В современном понимании, дифференциалом принято считать механизм, распределяющий входного вала между выходными полуосями главных (ведущих) колес, а на автомобилях с повышенной проходимостью, крутящий момент распределяется между двумя ведущими осями - передней и задней.
Дифференциал дает колесам возможность вращения с разной угловой скоростью, что позволяет проходить разный путь, без всякого проскальзывания по отношению к дорожному полотну.
Проще говоря, приходящий на дифференциал 100% крутящий момент, может распределяться между ведущими колесами как в пропорции 50 х 50, так и в любой другой (к примеру, 60 х 40). К сожалению, иногда, пропорция может соответствовать значению и 100х0, указывающему на то, что одно колесо стоит, а другое буксует.
Описанный механизм является составляющей трансмиссии, которая, на классических и переднеприводных автомобилях, зачастую, представлена в виде сплошного блока, с имеющейся главной передачей, а на полноприводных внедорожниках встроена в Крутящий момент, поступающий на свободный дифференциал, всегда делится поровну, не смотря на то, с какой скоростью вращаются ведущие колеса (или оси) – с одинаковой или с разной.
Когда транспортное средство перемещается по криволинейной дороге (например, при поворотах), колеса главной оси передвигаются по разным окружностям. Если выходить из соотношения с центром поворота машины, то внешнее колесо проходит сравнительно больший путь, чем колесо, оказавшееся размещенным на внутренней стороне. Чем круче поворот, тем больше будет заметна эта разница.
Проблема может возникнуть и при передвижении по прямой траектории, например, когда на автомобиле установлены ведущие колеса разного размера. Если их соединить жесткой осью, то станет ясно, что одно колесо крутиться быстрее, чем это нужно для преодоления заданного пути, а другое несколько отстает от его темпа, тоесть, крутится медленнее. В таких случаях, оба колеса будут испытывать повышенные нагрузки, а как следствие сильнее нагреваться и быстрее изнашиваться, что также приведет к увеличению расхода топлива. Более того, данный фактор отрицательно влияет на курсовую устойчивость транспортного средства, вызывая его занос или полный снос, особенно в холодную пору года, когда дорожное полотно, хоть немного, но покрывается коркой льда.
Исходя из описанной выше проблемы, становится понятно, что без компенсации разницы пути, проходимого ведущими колесами (осями) обойтись нельзя
, а так как для этих целей используется дифференциал, то это делает его очень важной и необходимой составляющей частью конструкции автомобиля. В самом простом варианте, свободный дифференциал, способный уравнивать крутящие моменты (тяговые силы) обоих колес и если у них наблюдаются разные скорости вращения (линейного движения), то и мощности будут пропорциональны такой разнице. Колесо, которое крутится быстрее, расходует на это больше мощности, нежели то, которое имеет сравнительно низкую скорость вращения. Таким образом, главной задачей дифференциала есть обеспечение разной угловой скорости вращения ведущих колес, в условиях стабильно-постоянной передачи крутящего момента на оба колеса одной (ведущей) оси.
2. Расположение дифференциала
И так, мы уже выяснили, что дифференциал – это одна из основных частей конструкции трансмиссии. Теперь давайте рассмотрим, где же именно она устанавливается. В транспортном средстве, она может занимать одно из следующих расположений:
- в автомобиле, оснащенном задним приводом, дифференциал используется для привода ведущих колес и устанавливается в картере заднего моста;
В переднеприводном транспортном средстве – размещается в коробке передач;
В полноприводных машинах, может использоваться как для привода ведущих колес, так и для аналогичного привода мостов. В первом случае, дифференциал помещается в картер переднего и заднего мостов, а во втором – монтируется в раздаточную коробку.
С конструктивной точки зрения, дифференциал основывается на устройстве планетарного редуктора и в зависимости от вида зубчатой передачи, использующейся в нем, выделяют следующие типы данного элемента: конический дифференциал, червячный и цилиндрический.
Конический тип, в основном используется в качестве междуколесного дифференциала. Цилиндрический, как правило, занимает место между ведущими осями полноприводных автомобилей, а червячный дифференциал, принимая во внимание его универсальность, подходит для применения как между колесами, так и между осями.
Если в транспортном средстве имеется только одна ведущая ось, значит дифференциал располагается прямо на ней.
Автомобили, где установлена сдвоенная ведущая ось, оборудуются двумя дифференциалами – по одному на каждой оси. Вездеходы, с возможностью отключения полного привода, также, имеют по одному дифференциалу на каждой оси. В последнем случае, для езды по дорогам, не рекомендуется использовать включенный полный привод. На транспортных средствах, оборудованных полным приводом, имеется три дифференциала: два на осях (по одному на каждой) и еще один межосевой, в задачу которого входит распределение крутящего момента между осями.
Если в автомобиле установлены три или четыре ведущие мосты (встречается на колесных формулах формула 6x6 или 8x8), к уже названным типам добавляется еще один – межтележечный дифференциал.
3. Как устроен дифференциал
На сегодняшний день, усовершенствованный конструкторами дифференциал, представлен в виде планетарной передачи, крутящий момент которой направляется от двигателя транспортного средства к корпусу самого дифференциала, проходя через кардан и коническую зубчатую передачу. В свою очередь, корпус элемента, посылает крутящий момент на шестерни, а уже от них он распределяется между полуосями.
Сцепление между полуосями и шестернями-сателлитами обладает двумя степенями свободы, что дает им возможность вращения с разными угловыми скоростями. Именно поэтому, получается, что дифференциал способствует разноскоростному вращению колес одной оси, предотвращая тем самым, их пробуксовку на поворотах. После изобретения полноприводных автомобилей, у них появились два, а чуть позже и три (включая ) дифференциала, работа которых нацелена на разделение крутящего момента между ведущими осями.
К основным составляющим устройства дифференциала относят такие элементы:
Ведущий вал. Главная его задача - передача крутящего момента от коробки передач к началу самого дифференциала.
Главная (ведущая) шестерня ведущего вала . Небольшая деталь с косыми зубцами, представленная в форме конуса, которую используют для сцепления с механизмом дифференциала.
Коронная шестерня
– это ведомая деталь, также имеющая форму конуса и приводящаяся в движение при помощи ведущей оси. Ведущая и ведомая шестерня (а именно так и называют коронную шестерню) являются главной передачей и служат последним этапом на пути к уменьшению скорости вращения, достигающего, в последствии, колес автомобиля. Коронная шестерня всегда меньше ведущей, а значит, последней придется выполнить намного больше оборотов, в то время как ведомая, сделает всего лишь один - кругом своей оси.
Шестерни полуосей являются последней ступенькой на пути передачи крутящего момента от ведущего вала к колесам.
Сателлиты. Как раз и представлены в виде планетарного механизма, осуществляющего ключевую задачу в вопросе обеспечения разной скорости вращения колес при повороте.
Полуоси – это валы, непосредственно соединяющие дифференциал и колеса.
Среди всего видового разнообразия дифференциалов, выделяют еще симметричные или несимметричные виды. Первый вид, обеспечивает передачу равносильного крутящего момента на каждое из колес и, обычно, дополняется главной передачей. Дифференциал второго вида, способствует выполненю передачи крутящего момента в разном соотношении и, как правило, применяется между приводными осями транспортного средства.
4. Неисправности дифференциала
Основные неисправности дифференциалов и главной передачи могут иметь следующий вид:
- износ крестовины или подшипников устройства;
Подтекание масла в местах соединения картера и заднего моста;
Износ или повреждение сальников.
Причин каждой поломки может быть несколько. Так, например, подтекание масла, чаще всего, вызвано износом уплотнителя, сальников карданных шарниров или ослаблением обоймы фланцевого сальника эластичной муфты.
Если Вы заметили повышение люфта, то скорее всего, причина кроется в износе соединений крестовины. Когда проблемы возникают в работе главной передачи, то при движении транспортного средства, в картере заднего моста, можно будет услышать небольшой характерный шум. Небольшие зазоры в подшипниках, легко устраняются посредством обычной регулировки, но если детали дифференциала и главной передачи сильно изношены, то ремонтные мероприятия здесь не помогут – их придется заменять новыми.
При длительной эксплуатации, на карданных передачах, довольно часто износу поддаются крестовины карданных валов. Степень изношенности их шипов определяется расстоянием между ними. При достижении размера меньше допустимого – крестовины подлежат замене. Также, в случае сильного износа или трещин (обломов) срочно нужно менять и вилки подшипника. Приваривается вилка путем использования электродуговой сварки, после чего, в среде углекислого газа, ее покрывают слоем флюса.
Есть на вале прогибы или нет, станет ясно в результате измерения радиального биения, выполняющегося при торце в вилках по всей длине и установке приспособлений с требуемым диаметром. Если в ходе диагностической части станет понятно, что исправность нельзя будет устранить, то придется менять вал полностью.
Подписывайтесь на наши ленты в