Дифференциал что это такое: Что такое дифференциал автомобиля — типы дифференциалов

Что такое дифференциал автомобиля — типы дифференциалов

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

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

Что это такое

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

Произведение силы тяги на радиус колеса даёт тот крутящий момент, который дифференциал должен передать на колёса. Когда сцепление с дорогой слабое или одно колесо вывешено, крутящий момент и сила тяги на колесе очень малы или отсутствуют, автомобиль не сможет продолжить движение.

Это особенность дифференциала с коническими шестернями, получившего широкое распространение. Этот вид дифференциала называют симметричным, так как он поровну распределяет крутящий момент между колёсами.

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

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

Коэффициент блокировки (Кб)

Соотношение крутящего момента на отстающем колесе к моменту на забегающем колесе. Его величина для симметричного дифференциала всегда равна 1, для дифференциалов повышенного трения от 1 до 5.

Чем больше Кб, тем лучше проходимость автомобиля. При Кб = 3 момент на отстающем колесе будет в три раза больше, чем на буксующем. Но момент на колесе в эту секунду будет возможным от 20 до 70%, в зависимости от возможности блокирующего механизма.

Существует несколько видов дифференциалов.

Дифференциал с полной блокировкой

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

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

Вискомуфта

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

Принцип работы вискомуфты

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

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

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

Торсен

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

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

Квайф

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

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

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

Что такое дифференциал и для чего нужны блокировки

Дифференциал — это механическое устройство, которое передает крутящий момент с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга.

Дифференциа́л — это механическое устройство, которое делит момент входного вала между выходными валами, называемых полуосями. Наиболее широко применяется в конструкции привода автомобилей, где момент от выходного вала коробки передач (или карданного вала) поровну делится между полуосями правого и левого колеса.

Такая передача момента возможна благодаря применению так называемого планетарного механизма. В автомобилестроении, дифференциал является одной из ключевых деталей трансмиссии.

В первую очередь он служит для передачи момента от коробки передач к колёсам ведущего моста.

Почему для этого нужен дифференциал ? В любом повороте, путь колеса оси, двигающегося по короткому (внутреннему) радиусу, меньше, чем путь другого колеса той же оси, которое проходит по длинному (внешнему) радиусу.

В результате этого, угловая скорость вращения внутреннего колёса должна быть меньше угловой скорости вращения внешнего колеса. В случае с не ведущим мостом, выполнить это условие достаточно просто, так как оба колеса могут не быть связанными друг с другом и вращаться независимо.

Но если мост ведущий, то необходимо передавать крутящий момент одновременно на оба колеса (если передавать момент только на одно колесо, то возможность управления автомобилем по современным понятиям будет очень плохой).

При жесткой же связи колёс ведущего моста и передачи момента на единую ось обоих колёс, автомобиль не мог бы нормально поворачивать, так как колеса, имея равную угловую скорость, стремились бы пройти один и тот же путь в повороте.

Дифференциал позволяет решить эту проблему: он передаёт крутящий момент на раздельные оси обоих колёс (полуоси) через свой планетарный механизм с любым соотношением угловых скоростей вращения полуосей. В результате этого, автомобиль может нормально двигаться и управляться как на прямом пути, так и в повороте.

Однако, ввиду физики устройства, у планетарного механизма есть очень нехорошее свойство: он стремится передать полученный крутящий момент туда, куда легче. Например, если оба колеса моста имеют одинаковое сцепление с дорогой и усилие, необходимое для раскручивания каждого из колёс одинаковое, дифференциал будет распределять крутящий момент равномерно между колёсами.

Но стоит только появится ощутимой разнице в сцеплении колёс с дорогой (например, одно колесо попало на лёд, а другое осталось на асфальте), как дифференциал тут же начнёт перераспределять момент на то колесо, усилие для раскрутки которого наименьшее (то есть на то, которое находится на льду).

В результате, колесо, находящееся на асфальте перестанет получать крутящий момент и остановится, а колесо, находящееся на льду примет на себя весь момент и будет вращаться с увеличенной угловой скоростью, причем планетарный механизм будет играть роль редуктора, повышающего скорость вращения этого колеса.

Естественно, это явление сильно ухудшает проходимость и управляемость автомобиля. Ведь по логике вещей, в рассмотренной ситуации момент желательно передавать на колесо, расположенное на асфальте, чтобы автомобиль мог продолжить движение.

В полноприводных автомобилях дифференциалом обычно оборудованы два моста, а зачастую дифференциал можно обнаружить еще и между мостами (межосевой дифференциал). Таким образом, мы получаем схему трансмиссии, в которой присутствуют целых три дифференциала: два мостовых и один межосевой.

Последний необходим для постоянного движения с полным приводом и передачей момента на все четыре колеса. Ведь в повороте колёса рулевого моста (обычно переднего) имеют совсем другие угловые скорости, нежели чем колёса заднего моста.

Межосевой дифференциал призван передавать крутящий момент от коробки передач к обоим ведущим мостам с разным соотношением угловых скоростей. Такая схема с тремя дифференциалами является одной из самых распространённых схем для постоянного полного привода (Full time 4WD).

Однако, это уже тема другого раздела. В данном разделе нас интересует дифференциал и его свойства. Возвращаясь к вышеописанному проблемному свойству планетарного механизма, интересно рассмотреть ситуацию, когда полноприводный автомобиль с межосевым дифференциалом одним из четырёх колёс попал на тот же лёд (или в скользкую яму). Что тогда произойдёт ?

Дифференциал моста, колесо которого находится на льду, отдаст весь полученный крутящий момент на это колесо. Межосевой дифференциал, в свою очередь, тоже стремится передать крутящий момент туда, куда легче. Естественно, межосевому дифференциалу легче отдать момент на мост с прокручивающимся на льду колесом, нежели чем на мост, колёса которого имеют хорошее сцепление с дорогой и могут двигать автомобиль.

В результате, весь крутящий момент от двигателя и коробки передач пойдёт на раскручивание единственного колеса, находящегося на льду. Остальные три колеса остановятся и не будут получать никакого крутящего момента от дифференциалов.

Итог: из четырёх ведущих колёс осталось только одно, которое проскальзывает на льду — полноприводный автомобиль «застрял». Как же заставить дифференциалы передавать крутящий момент на колёса с более хорошим дорожным сцеплением ? Для этого были разработаны различные способы частичной и полной, ручной и автоматической блокировки дифференциалов, которые будут рассмотрены ниже.

Основной целью блокировки дифференциала является передача необходимого крутящего момента обоим его потребителям (полуосям или карданам). Существуют принципиально разные методы решения данной задачи.

Полная (100%-я) ручная блокировка.

При таком типе блокировки, дифференциал фактически перестаёт выполнять свои функции и превращается в простую муфту, жестко связывающую полуоси (или карданы) между собой и передающую им одинаковый крутящий момент с одинаковой угловой скоростью. Для того, чтобы полностью заблокировать классический дифференциал, достаточно либо заблокировать возможность вращения сателлитов, либо жестко соединить между собой чашку дифференциала с одной из полуосей. Такая блокировка как правило реализована при помощи пневматического, электрического или гидравлического привода, управляемого водителем из салона автомобиля. Применяется как для мостовых, так и для межосевых дифференциалов. На картинке изображена схема блокировки компании ARB для мостового дифференциала, в которой блокируются сателлиты.

Включать подобного рода блокировки можно только при полностью остановленном автомобиле. Пользоваться ими надо крайне аккуратно, так как усилия мотора вполне достаточно чтобы «сорвать» механизм блокировки или поломать полуось. Применять такие блокировки желательно только на небольших скоростях для передвижения по труднопроходимой местности, так как при их применении в мостах (особенно в рулевых), автомобиль очень сильно теряет в управляемости. Как правило, жесткими блокировками мостовых и межосевых дифференциалов оборудуются полноценные рамные внедорожники, такие как Toyota Land Cruiser, 4Runner (Hilux Surf), Mercedes G-Class и. т. п.

Limited Slip Differentials — дифференциалы с ограниченным «проскальзыванием» (одной полуоси относительно другой).

Автоматическая блокировка с использованием
вискомуфты в качестве «Slip Limiter».

В этом случае применяется блокировка одной из полуосей с чашкой дифференциала. Вискомуфта монтируется соосно полуоси таким образом, что один её привод жестко крепится к чашке дифференциала, а другой — к полуоси. При нормальном движении угловые скорости вращения чашки и полуоси одинаковые, либо незначительно отличаются (в повороте). Соответственно, рабочие плоскости вискомуфты имеют такое же небольшое расхождение в угловых скоростях и муфта остаётся разомкнутой. Как только одна из осей начинает получать ощутимо больший момент и более высокую угловую скорость вращения относительно другой, в вискомуфте появляется трение и она начинает блокироваться. Причем, чем больше разница в скоростях, тем сильнее трение внутри вискомуфты и степень её блокировки. По мере увеличения степени блокировки вискомуфты и выравнивания угловых скоростей чашки и полуоси, трение внутри вискомуфты начинает падать, что ведёт к плавному размыканию вискомуфты и отключению блокировки. Данная схема применяется для межосевых дифференциалов, так как её конструкция слишком массивна для установки на мостовой редуктор. (Схема на картинке) Подобный механизм блокировки хорошо подходит для эксплуатации в условиях плохого дорожного покрытия, однако, в условиях настоящего бездорожья его способности далеко не выдающиеся: вискомуфта не справляется с постоянными сменами состояний сцепления мостов с грунтом, запаздывает при включении, перегревается и выходит из строя. Данный тип блокировки межосевого дифференциала можно встретить на «паркетных» внедорожниках: Toyota Rav4, Lexus RX300 и. т. п.

Кулачковые и зубчатые автоматические блокировки.

   

Принцип работы этих блокировок достаточно прост. Вместо классического шестеренчатого планетарного механизма используются кулачковые или зубчатые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке заклиниваются и блокируют полуоси друг с другом. Нетрудно себе представить, что происходит с автомобилем при срабатывании такой блокировки в повороте.

Некоторые экземпляры просто отключают одну из полуосей в момент возникновения небольшой разницы скоростей. Именно поэтому, штатно такими блокировками оборудуются только дифференциалы военной и специальной техники (БТР и. т. п.)

На картинках изображены (слева направо): кулачковая блокировка отечественного производства (БТР 60), Detroit Locker и Detroit E-Z Locker (компания Tractech).

Самоблокирующиеся дифференциалы.

 

Устройство таких дифференциалов довольно простое и принципиально ни чем не отличается от устройства обычного открытого дифференциала. Между полуосями и чашкой дифференциала добавлены комплекты блоков фрикционных пластин (которые помечены на картинке справа красными точками). Именно поэтому, подобные дифференциалы часто именуют «friction based LSD». Когда дифференциал пытается перераспределить крутящий момент на одну из полуосей и начинает возникать разница в угловых скоростях полуосей и чашки, пластины под действием силы трения сдерживают возникновение этой разницы. Разумеется, когда величина крутящего момента превосходит силу трения пластин, всё вращение передаётся на более легко вращаемую полуось. Такие блокировки работают в сравнительно небольшом диапазоне отношения моментов.

Довольно часто фрикционные блоки подпружинивают. Такие дифференциалы штатно устанавливаются в задний мост многих внедорожников — Toyota 4Runner (Hilux Surf), Nissan Terrano, Kia Sportage и. т. п. Американская компания ASHA Corp. пошла дальше, снабдив пакет фрикционов LSD дифференциала устройством блокировки, состоящего из насоса с поршнем (Героторный дифференциал). При возникновении разности в угловых скоростях полуоси и чашки насос нагнетает масло (жидкость) на поршень и сдавливает фрикционный блок, тем самым блокируя дифференциал. Данная конструкция получила название Gerodisk (Hydra-Lock) и штатно устанавливается на внедорожники Chrysler (на картинке слева). Практически для всех friction based дифференциалов необходимо применять специальное масло, которое содержит присадки, обеспечивающие нормальную работу фрикционных блоков.

Torque sensitive differentials.

 

 

  

 

 

Это одна из самых интересных, эффективных, технологичных и практически применяемых форм блокировки дифференциалов. Принцип работы основан на свойстве гипоидной пары «расклиниваться». В связи с этим, основные (или все) зацепления в таких дифференциалах гипоидные (червячные, или в простонародье — винтовые). Разновидностей конструкций не так уж и много — можно выделить три основных типа.

Первый тип производит компания Zexel Torsen. (T-1) Гипоидными парами являются шестерни ведущих полуосей и сателлиты. При этом каждая полуось имеет собственные сателлиты, которые парно связанны с сателлитами противоположной полуоси обычным прямозубым зацеплением. Следует отметить, что ось сателлита перпендикулярна полуоси. При нормальном движении и равенстве передаваемых на полуоси моментов, гипоидные пары «сателлит / ведущая шестерня» либо остановлены, либо проворачиваются, обеспечивая разницу угловых скоростей полуосей в повороте.

Как только дифференциал пытается отдать момент на одну из полуосей, то гипоидную пару этой полуоси начинает расклинивать и блокировать с чашкой дифференциала, что приводит к частичной блокировке дифференциала. Данная конструкция работает в самом большом диапазоне отношений крутящего момента — от 2.5/1 до 5.0/1, то есть является самой мощной в серии. Диапазон срабатывания регулируется углом наклона зубцов червяка.

Автором второго типа является англичанин Rod Quaife. В данном случае, оси сателлитов параллельны полуосям. Сателлиты расположены в своеобразных карманах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют не прямозубое зацепление, а образуют между собой еще одну гипоидную пару, которая расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки (на второй картинке). Подобное устройство имеет и дифференциал True Trac компании Tractech. Даже у нас в России появилось производство аналогичных дифференциалов под отечественные автомобили УАЗ и. т. д.

А вот компания Zexel Torsen в своём дифференциале T-2 предложила немного другую компоновку по сути, того же устройства (на картинке справа). Благодаря своей необычной конструкции, парные сателлиты соединены между собой со внешней стороны солнечных шестерней. По сравнению с первым типом, эти дифференциалы имеют меньший диапазон работы блокировки, однако они более чувствительны к разнице передаваемого момента и срабатывают раньше (начиная от 1.4/1). Компания Tractech недавно выпустила мостовой torque sensitive дифференциал Electrac, снабженный принудительной электроприводной блокировкой.

Третий тип производится компанией Zexel Torsen (Т-3) и используется в основном для межосевых дифференциалов. Планетарная структура конструкции позволяет сместить номинальное распределение момента в пользу одной из осей. Например, используемый на 4Раннере 4-го поколения дифференциал Т-3 имеет номинальное распределение момента 40/60 в пользу задней оси. Соответственно, смещен и весь диапазон работы частичной блокировки: от (front/rear) 53/47 до 29/71.
В целом, смещение номинального распределения момента между осями возможно в диапазоне от 65/35 до 35/65. Срабатывание частичной блокировки происходит при 20-30% разнице в передаваемых на оси моментах. Так же, подобная структура дифференциала делает его компактным, что в свою очередь, упрощает конструкцию и улучшает компоновку раздаточной коробки.
Вышеописанные torque sensitive дифференциалы очень популярны в автоспорте. Более того, многие производители устанавливают такие дифференциалы на свои модели штатно, как в качестве межосевых, так и межколёсных дифференциалов. Например, Тойота устанавливает такие дифференциалы как на легковые автомобили (Supra, Celica, Rav4, Lexus IS300, RX300 и. т. д), так и на внедорожники (4Runner / Hilux Surf, Land-Cruiser, Mega-Cruiser, Lexus GX470) и автобусы (Coaster Mini-Bus). Данные дифференциалы не требуют применения специальных присадок к маслу (в отличии от friction-based дифференциалов), однако лучше использовать качественное масло для нагруженных гипоидных передач.

Управление работой дифференциалов при помощи электронных систем контроля тормозных усилий (Traction Control и т. п.)

В современном автомобилестроении применяется всё больше и больше электронных систем контроля за движением автомобиля. Уже редко можно встретить автомобили, не оснащенные системой ABS (не дающей колёсам заблокироваться при торможении). Более того, уже с конца 80-х годов прошлого века передовые производители стали комплектовать свои флагманские модели системами контроля тяги и сцепления колёс — Traction Control. Например, Тойота установила систему Traction Control на Lexus LS400 в 1989 (90) году. Принцип работы такой системы прост: универсальные (так же обслуживают ABS) датчики вращения, установленные на контролируемых колёсах, фиксируют начало пробуксовки одного колеса оси относительно другого и система автоматически притормаживает забуксовавшее колесо, тем самым увеличивая на него нагрузку и вынуждая дифференциал отдать момент на колесо с хорошим сцеплением. При сильной пробуксовке, система так же может ограничивать подачу топлива в цилиндры. Работа такой системы очень эффективна, особенно на заднеприводных автомобилях. Как правило, при желании такую систему можно принудительно деактивировать кнопкой на приборной панели. Со временем, электронная система контроля тормозных усилий совершенствовалась и к ней добавлялись всё новые функции, работающие наряду с ABS и TRAC. (например управление разностью разблокировки рулевых колёс для более успешного прохождения поворотов). У всех производителей эти функции назывались по разному, однако смысл при этом оставался одинаковым. И вот, данные системы стали устанавливаться на полноприводные автомобили и внедорожники, причем в некоторых случаях они являются единственным средством контроля тяги и перераспределения крутящего момента между осями и колёсами (Mercedes ML, BMW X5). В случае, если внедорожник оснащен более серьёзными средствами распределения крутящего момента (жесткими блокировками и/или самоблокирующимися дифференциалами), то электронная система контроля тормозных усилий очень удачно дополняет эти средства. Хороший пример тому — великолепная управляемость и проходимость последнего поколения Тойотовских внедорожников 4Runner (Hilux Surf), Prado, Lexus GX470. Являясь представителями одной платформы, они обладают межосевым дифференциалом Torsen T-3 с возможностью жесткой блокировки, а так же электронной системой контроля тормозных усилий и тяги со множеством функций, помогающих водителю управлять автомобилем.
 

26 января 2012 в 00:56

Что такое дифференциал? — Типы, работа, детали, схема

Что такое дифференциал? — Дифференциал представляет собой зубчатую передачу, состоящую из трех валов, которые обладают тем свойством, что скорость вращения одного вала является средней скоростью других или фиксированным кратным этой средней.

Содержание страницы

Что такое дифференциал? Что такое дифференциал Схема

Дифференциал позволяет каждому заднему колесу вращаться с разной скоростью. Во время поворота, но в то же время, он передает равный крутящий момент на каждое колесо, когда оба колеса имеют одинаковое сцепление с дорогой.

Система шестерен в дифференциале устроена таким образом, что соединяет карданный вал с задней осью. Разница в слове предназначена для обеспечения относительного движения задним колесам.

Что такое

Потребность в дифференциале ?

Дифференциал позволяет неуправляемым колесам вращаться с разной скоростью, чтобы автомобиль мог проходить повороты без чрезмерного износа шин.

Колесо внутри поворота перемещается на меньшее расстояние по сравнению с внешним колесом.

Если ось не позволяет колесам вращаться независимо друг от друга, шина одного колеса будет тянуться по земле.

Что такое

частей дифференциала ?

1. Ведущая шестерня или коническая шестерня
2. Зубчатый венец или зубчатый венец
3. Картер дифференциала
4. Боковая шестерня дифференциала или солнечные шестерни

Что такое

Работа дифференциала ?

Входной крутящий момент передается на зубчатый венец через ведущую шестерню, которая полностью заменяет корпус дифференциала. Корпус дифференциала соединен с обеими боковыми шестернями дифференциала только через шестерни дифференциала.

Крутящий момент передается на боковые шестерни дифференциала через шестерни дифференциала. Шестерни дифференциала вращаются вокруг оси корпуса дифференциала, приводя в движение боковые шестерни дифференциала.

Когда автомобиль движется по прямой дороге, сопротивление обоих колес одинаково, и зубчатый венец, корпус дифференциала, ведущая шестерня дифференциала и две шестерни дифференциала заменяются как единое целое.

Это приводит к тому, что боковые шестерни вращаются с той же скоростью, что и зубчатый венец, заставляющий оба ведущих колеса вращаться с одинаковой скоростью. Шестерни дифференциала вращаются без вращения вокруг своей оси, и оба колеса вращаются с одинаковой скоростью.

Если встречается левая боковая шестерня дифференциала (когда транспортное средство движется по криволинейной траектории), шестерня дифференциала вращается, а также пробуксовывает, что позволяет левой шестерне дифференциала замедляться, в сторону правого дифференциала. Это заставляет внешнее колесо вращаться быстрее, чем внутреннее колесо.

Конструкция дифференциала

На рисунке показаны основные части дифференциала, используемого в заднеприводных автомобилях. Небольшая коническая шестерня, называемая боковой шестерней дифференциала, установлена ​​на внутренних концах каждой оси.

Две конические шестерни, соединенные вместе, соединяют ведущий и ведомый валы под углом 90°. Корпус дифференциала связан с двухколесными мостами и полуосями дифференциала.

Корпус дифференциала имеет подшипники, которые вращают две полуоси. Затем к корпусу дифференциала подходят две шестерни и поддерживающий их вал, называемый валом-шестерней.

Затем вал-шестерня входит в зацепление с двумя боковыми шестернями дифференциала, соединенными с внутренними концами полуосей.

Зубчатый венец перемещается к фланцу на картере дифференциала. Зубчатый венец вращает корпус дифференциала. Ведущая шестерня соединяется с корпусом дифференциала, называемым корпусом дифференциала или держателем.

Приводной вал соединяется с ведущей шестерней с помощью универсального шарнира и входит в зацепление с зубчатым венцом. Следовательно, ведущая шестерня вращается, когда водитель поворачивает вал. Таким образом, зубчатый венец вращается.

⭐ Читайте также: Что такое универсальный шарнир? (Функция, Типы, Работа, Диаграмма)

Дифференциал Видео (Что такое Дифференциальное Видео от Lesics)

Какие

Типы Дифференциала ?

1. Обычный или открытый дифференциал
2. Дифференциал повышенного трения (самоблокирующийся дифференциал или блокировка дифференциала)
3. Нескользящий дифференциал
4. Двухступенчатый дифференциал

1. Обычный дифференциал 1. Обычный дифференциал | Открытый дифференциал

Обычный дифференциал, показанный на рисунке, представляет собой графическое изображение дифференциала. Принцип работы такой же, как описано выше.

2. Дифференциал повышенного трения 2. Дифференциал повышенного трения (самоблокирующийся дифференциал | блокировка дифференциала)

Стандартный дифференциал хорошо работает в большинстве ситуаций. на очень скользких дорожных покрытиях, таких как заснеженные или грязные дороги, недостаток движущей силы, называемой силой тяги, может привести к проскальзыванию задних колес, поскольку стандартный дифференциал будет приводить в движение колеса с наименьшим сцеплением.

Если одно ведущее колесо находится на сухой дороге, а другое — на заснеженной или грязной дороге, зубчатый венец и корпус дифференциала будут приводить в движение ведущую шестерню. Но шестерни не будут приводить в движение обе боковые шестерни.

Когда шестерни движутся мимо картера дифференциала, они будут двигаться вокруг боковой шестерни, соответствующей колесу на сухой дорожке. Это приводит к тому, что шестерни приводят в движение проскальзывающее колесо, и автомобиль не движется.

Стандартный дифференциал передает почти всю мощность двигателя на буксующее колесо. Этой проблемы можно избежать, используя блокировку дифференциала. Блокировка дифференциала преодолевает проблемы с сцеплением, посылая одинаковую мощность на оба колеса, обеспечивая при этом нормальный поворот автомобиля.

Следовательно, боковые шестерни толкаются напротив упорных шайб. За счет этого обороты задней полуоси приближаются к картеру дифференциала из-за трения между полуосью и упорными шайбами. Таким образом, это называется эффектом ограниченного проскальзывания.

Типы самоблокирующегося дифференциала

I. Дифференциал фрикциона I. Дифференциал фрикциона

В дифференциале фрикциона используется несколько небольших фрикционных дисков, которые похожи на ручные диски сцепления. Основное различие между этим дифференциалом повышенного трения и стандартным дифференциалом заключается между боковой шестерней пакета сцепления и корпусом дифференциала.

Фрикционные диски сцепления изготовлены из стали, покрытой фрикционным материалом. Диски сцепления изготовлены из стали. Диски и пластины поочередно насажены на боковую шестерню и входят в канавки на корпусе дифференциала. Канавки на дисках или пластинах предназначены для лучшего захвата мощности.

Шестерня, боковая шестерня и другие детали аналогичны стандартному дифференциалу. Дифференциал повышенного трения состоит из двух частей, что позволяет снимать пакет сцепления. Диски и пластины приводятся в действие пружинами предварительного натяжения и механическим давлением ведущей шестерни на боковую шестерню.

Поскольку ведущая и боковая шестерни являются коническими шестернями, их зубья пытаются выйти из зацепления, когда дифференциал передает крутящий момент двигателя. Это создает толкающее действие на боковые шестерни и вынуждает их двигаться наружу к картеру дифференциала.

Внешнее давление боковых шестерен прижимает фрикционные диски и стальные пластины между боковой шестерней и картером. Всякий раз, когда диски и пластины прижимаются друг к другу, шлицевые и зубчатые соединения (т.е. выступы входят в канавки) обеспечивают сцепление боковой шестерни и корпуса дифференциала.

Когда автомобиль движется прямо, дифференциал диска сцепления работает аналогично стандартному дифференциалу. Задние колеса и корпус дифференциала вращаются с одинаковой скоростью. Пакеты сцепления применяются, но не требуются.

Когда автомобиль совершает поворот, более высокий крутящий момент из-за того, что внешнее колесо вращается быстрее, чем корпус, и вызывает проскальзывание пакета сцепления. Это позволяет дифференциалу работать так же, как стандартный дифференциал при выполнении поворотов.

Диски и пластины скользят друг относительно друга. Диски крутятся с боковыми шестернями, с поворотами пластинчатого корпуса, которые допускают разные скорости вращения между корпусом и боковыми шестернями. Поэтому задние колеса вращаются с разной скоростью.

II. Дифференциал конусной муфты II. Конусный дифференциал сцепления

Это другая версия самоблокирующегося дифференциала. Вместо пакетов фрикционов используются конусы с фрикционной накладкой. В коническом дифференциале используется конусообразная муфта, которая входит в зацепление с соответствующим конусообразным гнездом.

Действие такое же, как и у дифференциала с диском сцепления. Пружина предварительного натяжения и давление бокового зубчатого колеса заставляют конус войти в выпуклое углубление в картере дифференциала.

Трение пытается заблокировать конус. Следовательно, боковая передача передает мощность на колесо с наибольшим сцеплением. И для диска сцепления, и для конусного дифференциала требуется специальное трансмиссионное масло с ограниченным проскальзыванием.

Использование обычного трансмиссионного масла в дифференциале повышенного трения вызовет проскальзывание и вибрацию дисков и пластин или конусов во время поворота.

3. Нескользящий дифференциал

Этот дифференциал является регулятором крутящего момента. Возможна предварительная загрузка системы. Итак, дифференциал действует по результирующим моментам. Предварительная нагрузка может регулироваться.

Преимущества нескользящего дифференциала

1. Максимальное сцепление при любом уровне сцепления
2. Уменьшение расхода топлива.
3. Уменьшается износ шин.
4. Комфортное вождение.
5. Обеспечение постоянной скорости привода.
6. Уменьшается недостаточная поворачиваемость в поворотах.

4. Двухступенчатый дифференциал 4. Двухступенчатый дифференциал

В бортовых передачах имеется одноступенчатый редуктор. Это единственная редукторная передача в максимальных автомобилях и легковых автомобилях, а также в некоторых грузовиках средней грузоподъемности между карданным валом и колесами.

Бортовые редукторы с двойным редуктором используются для большегрузных автомобилей. При таком расположении нет необходимости иметь большое зубчатое колесо для достижения требуемого передаточного числа.

Первая редукторная передача представляет собой одиночную фиксированную редукторную главную передачу с помощью шестерни и зубчатого венца. Вторичная шестерня расположена на валу первичного зубчатого венца.

Понижение второй шестерни является результатом того, что вторичная шестерня плотно соединена с первичной зубчатой ​​передачей и приводит в движение более крупную косозубую шестерню, прикрепленную к картеру дифференциала.

Двухступенчатые бортовые редукторы могут быть разработаны для транспортных средств, таких как 5-тонные грузовики. В большинстве коммерческих автомобилей такого размера используется одноступенчатая или двухступенчатая коробка передач.

Также читайте больше Блоги :

• Что такое конусная муфта? — Детали, работа, применение, схема
• Что такое многодисковое сцепление? — Типы, рабочие, применение
• Что такое однодисковое сцепление? — Типы, рабочие, схема
• Что такое сцепление? — Типы, работа, применение и схема
• История автомобиля: кто изобрел первый автомобиль?

Часто задаваемые вопросы

Что такое дифференциал?

Дифференциал — это набор шестерен, которые передают мощность двигателя на колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью. При заднем приводе (RWD) дифференциал находится между задними колесами, которые связаны с трансмиссией карданным валом.

Какие бывают типы дифференциалов?

1. Open differential
2. Locking differential
3. Active differential
4. Limited-slip differential
5. Mechanical limited-slip differential
6. Welded differential
7. Viscous limited-slip differential
8. Torque-vectoring differential
9. Torsen differential

What части дифференциала?

1. Ведущая шестерня или коническая шестерня
2. Зубчатый венец или зубчатое колесо
3. Картер дифференциала
4. Боковая шестерня дифференциала или солнечные шестерни
5. Шестерни дифференциала или планетарные шестерни
6. Полуоси или полуоси
7. Вал-шестерня или крестовина или крестовина

Какова функция дифференциала?

Функция дифференциальной системы передач, позволяющая различным ведущим колесам (приводимым в движение двигателем) вращаться с разными скоростями на одной оси, например, при повороте автомобиля.

Что такое дифференциал EGerodisc?

В этой дифференциальной системе героторный насос создает гидравлическое давление при дифференциальном воздействии. Клапан регулирования давления модулирует давление, приложенное к поршню, чтобы сжать пакет фрикционов и обеспечить требуемый крутящий момент.

Что такое героторный насос?

Геротор работает за счет гидравлического сжатия пакета сцепления. Героторный насос использует корпус для привода другой стороны насоса и одну полуось для привода другой. Это также чувствительно к скорости, поскольку гидравлический насос работает только тогда, когда одна сторона вращается быстрее, чем другая, но гидравлика приводит к более быстрому включению, чем вязкостной тип, и давление сцепления можно поддерживать с меньшим перепадом скоростей.

Что такое дифференциал ELocker?

В этом типе дифференциал управляется электрически. Электромагнитная катушка активирует корпус шариковой рампы, зацепляя шестерню, обеспечивая 100% блокировку. При деактивации дифференциал возвращается в открытое состояние.

Посетите нашу домашнюю страницу Автомобильный информатор | Нравится эта статья? Не забудьте поделиться ей .❤️ И если у вас есть какие-либо вопросы или предложения, свяжитесь с нами, посетив страницу «Свяжитесь с нами» и оставьте комментарий… 😊

Что такое замена дифференциальной жидкости?

Нужна ли мне промывка дифференциальной жидкости? Что делает дифференциальная жидкость? Когда речь идет о замене жидкости в дифференциале, эта услуга часто вызывает у водителей массу вопросов. Профессиональные механики автосервиса Chapel Hill Tire всегда готовы помочь.

Mechanic Insights: что такое дифференциал автомобиля?

Прежде чем мы углубимся в обслуживание жидкости дифференциала, давайте раскроем один распространенный вопрос, который мы получаем от водителей: «Что такое дифференциал автомобиля?» Дифференциал автомобиля позволяет колесам вращаться с разной скоростью. Хотя вы можете подумать, что все ваши колеса вращаются вместе, это важная функция, необходимая для вождения, особенно при поворотах.

Почему? Представьте, что вы резко поворачиваете направо за угол улицы. Ваше левое колесо должно будет проехать большое расстояние, чтобы совершить этот поворот, в то время как ваше правое колесо движется лишь незначительно. Чтобы ваш автомобиль двигался с постоянной скоростью, ваши колеса должны учитывать эту разницу вращения.

Что делает дифференциальная жидкость?

Дифференциальные системы зависят от множества движущихся частей, таких как шестерни, подшипники и т. д. Они обеспечивают правильное движение ваших колес на каждом повороте, повороте и извилистой дороге, с которой сталкивается ваш автомобиль. Этот процесс выделяет много тепла, но требует надлежащего потока движущихся вместе частей. Таким образом, дифференциальным системам требуется жидкость для смазки, охлаждения и защиты этих компонентов.

Со временем эта жидкость истощается, загрязняется и становится неэффективной, поэтому ваш автомобиль требует периодической замены жидкости дифференциала.

Как работает замена жидкости в дифференциале?

Во время замены жидкости в дифференциале профессиональный автомеханик удалит старую загрязненную жидкость из переднего или заднего дифференциала. Вымывая любую загрязненную жидкость, они могут гарантировать, что ваша служба продлится как можно дольше. Затем они заполняют дифференциал чистой свежей жидкостью.

Нужна ли мне промывка дифференциальной жидкости?

В среднем автомобили нуждаются в новой дифференциальной жидкости каждые 40 000–60 000 миль. Тем не менее, каждый автомобиль имеет разные требования, поэтому важно ознакомиться с руководством по эксплуатации для получения рекомендаций, специфичных для вашего автомобиля. Когда ничего не помогает, один из самых надежных способов узнать, нужна ли вам промывка дифференциальной жидкости, — это обратиться к местному механику по обслуживанию автомобилей. Ваш стиль вождения и дороги в вашем районе могут повлиять на то, как часто вам потребуется новая дифференциальная жидкость.