Симметричные дифференциалы применяют когда
Перейти к содержимому

Симметричные дифференциалы применяют когда

  • автор:

Симметричные и несимметричные дифференциалы

Конический дифференциал (кинематическая схема дана на рис. 3.1, а и 3.2, а). Обычный дифференциал с коническими зубчатыми колесами, применяемый в грузовых автомобилях, имеет чаще всего четыре сателлита (рис. 3.16) или, реже, три. Большинство легковых автомобилей имеет дифференциалы с двумя сателлитами. Они могут свободно вращаться вокруг шипов неподвижной крестовины, концы которой зажаты между чашками корпуса дифференциала, и постоянно находятся в зацеплении с шестернями полуосей. В общем случае сателлиты опираются на внутренние стенки

Рис. 3.16. Конический дифференциал (без корпуса):

а — в сборе; б — в разобранном виде; 1 — шестерни полуосей; 2 — сателлиты; 3 — крестовина; 4 — опорная шайба шестерни полуоси; 5 — опорные шайбы сателлитов

корпуса через опорные шайбы 5 скольжения, а полуосевые шестерни — через опорные шайбы 4. Составные части (чашки) корпуса дифференциала соединяют между собой с помощью болтов или винтов, причем часто для этого применяют установочные штифты. Корпус дифференциала в большинстве случаев имеет фланец, к которому с помощью болтов или заклепок крепится шестерня главной передачи. Иногда ведомая шестерня соединяется с корпусом дифференциала с помощью болтов, соединяющих обе его чашки.

Каждый из конических сателлитов работает как рычаг между двумя шестернями полуосей, поэтому крутящий момент, снимаемый с корпуса дифференциала, теоретически делится поровну между шестернями полуосей и, следовательно, между ведущими колесами. Такое распределение моментов происходит независимо от траектории движения транспортного средства и дорожных условий.

Конические дифференциалы, отличающиеся высоким механическим КПД, наиболее распространены и находят применение в большинстве автомобилей, преимущественно легковых. Существенный недостаток обычного конического дифференциала заключается в задерживании вращения одного из ведущих колес при скольжении другого колеса данного моста.

Цилиндрический дифференциал. В некоторых автомобилях применяют цилиндрический дифференциал, который отличается от конического только выполнением сателлитов в виде пар цилиндрических шестерен (рис. 3.17). Такая конструкция не нарушает упомянутого выше принципа действия конического дифференциала, причем роль конического сателлита выполняет пара цилиндрических шестерен, а выходных шестерен — цилиндрические шестерни, установленные на концах полуосей. Длину зубьев сателлитов и их положение выбирают такими, чтобы каждый сателлит частью своего

зубчатого венца зацеплялся с цилиндрической шестерней полуоси. Остальной частью зубчатого венца сателлит взаимодействует с другим сателлитом (равным ему по размерам), который зацепляется с цилиндрической шестерней другой полуоси. К корпусу дифференциала болтами крепится ведомая коническая шестерня главной передачи. Вместе с ведомой шестерней вращается корпус дифференциала, а также закрепленные в нем оси сателлитов.

Рис. 3.17. Конструктивная схема цилиндрического дифференциала при главной передаче:

а — конической; б — червячной; 1 и 2 — шестерни полуосей; 3 —корпус дифференциала; 4 и 5 — сателлиты; 6 — шестерня ведомая коническая; 7 — шестерня ведущая коническая; 8 — червяк; 9 — колесо червячное

Недостатком цилиндрического дифференциала является необходимость применения большого числа сателлитов, что усложняет конструкцию и увеличивает массу ведущего моста. Обычно такой дифференциал короче, но при одной и той же передаваемой мощности имеет больший диаметр. Использование дифференциала большего диаметра создает трудности в обеспечении необходимого дорожного просвета автомобиля. Малая ширина оказывается желательной для применения в некоторых отраслях промышленности.

Рис. 3.18. Шариковый дифференциал:

1 — левая полуось; 2 и 6 — шестерни полуосей; 3 — ведущая шестерня главной передачи; 4 — водило; 5 — сателлиты, 7 — правая полуось

Шариковый дифференциал. Оригинальная конструкция автомобильного дифференциала показана на рис. 3.18. В этой конструкции шариковые сателлиты 5 установлены в водиле 4, имеющем форму плоской коробки. Крутящий момент, передаваемый передачей этого типа, не может быть большим вследствие возникновения больших давлений (теоретически нагрузка передается одной точкой), которые приводят к быстрому изнашиванию передачи.

Сложный дифференциал. Оригинальная конструкция главной передачи с дифференциалом ведущего моста производства фирмы «Киркстолл» применена в автотягаче «Энтар» фирмы «Торникрофт» (рис. 3.19). Дифференциал, кроме функции равномерного распределения крутящего момента по обеим полуосям, выполняет роль редуктора, который представляет собой вторую ступень главной передачи. К червячному колесу прикреплен корпус 4 планетарной передачи с коронной шестерней с внутреннего зацепления, установленной в подшипниках 2 и 10. Планетарная передача состоит из шестерни с внутреннего зацепления, солнечной шестерни а и сателлитов b, установленных в водиле 3, которое, в свою очередь, размещено на шлицах левой полуоси 1. Солнечная шестерня а составляет одно целое с ведущей шестерней d, которая вращает шестерню f внутреннего зацепления посредством трех промежуточных шестерен е. Оси этих шестерен установлены на пальцах б, закрепленных в детали 5, которая болтами присоединена к картеру. Шестерня f внутреннего зацепления, выполненная в корпусе 7, установлена на шлицах правой полуоси 8.

Левая полуось вращается в направлении движения вследствие вращения вперед коронной шестерни с внутреннего зацепления.

Рис. 3.19. Главная передача и дифференциал автотягача «Энтар» (фирмы «Торникрофт»). Ведущий мост изготовляет фирма «Киркстолл» :

а — солнечная шестерня планетарной I передачи; b — сателлит планетарной I передачи? с — шестерня внутреннего зацепления планетарной I передачи; d — шестерня ведущая II передачи, е — шестерня промежуточная II передачи; f — шестерня внутреннего зацепления II. передачи; / — левая полуось; 2 — шариковый подшипник левой полуоси; 3 — водило планетарной передачи; 4 — корпус планетарной I передачи; 5 и 9 — опорный элемент; 6 — палец; 7 — корпус II передачи; 8 — правая полуось; 10 — роликовый подшипник

Это происходит в том случае, когда солнечная шестерня а остается неподвижной. Однако, если солнечная шестерня останется свободной, то она будет вращаться в противоположную сторону, поэтому скорость водила 3 и полуоси 1 будет меньше, чем в случае закрепления солнечной шестерни. Вращение солнечной шестерни а назад сопровождается вращением ведущей шестерни d> которая заставляет вращаться вперед правую полуось. Это приводит к некоторому уменьшению частоты вращения.

Так как к полуосям должны подводиться равные моменты, то шестерни d, е и / должны иметь определенное передаточное число по отношениям к шестерням с и а, причем условие симметричности данного дифференциала имеет вид (с/а) + 1 = f/d , в которое необходимо вместо символов шестерен проставить число имеющихся на них зубьев.

Заметим, что для вала, на котором выполнены шестерни а и d, находящиеся в зацеплении с сателлитами Ь и е применены только торцовые опоры. Это обеспечивает равномерное распределение крутящего момента, подводимого к шестерням and, между ними.

Цилиндрический дифференциал с передаточным числом iw = 2. На рис. 3.20 представлены все элементы главной передачи и дифференциала, применяемого в автомобиле «Олдсмобил торнадо», причем схема цилиндрического дифференциала представлена на рис. 3.10. Так как в конструкции ведущего моста приняты интересные решения, рассмотрим их. Чтобы избежать трудностей, обычно возникающих с вертикальным смещением ведущей гипоидной шестерни относительно ведомой, была выбрана конструкция конической главной передачи. Это позволило расположить полуоси на такой высоте, при которой обеспечивается достаточное расстояние от них до масляного резервуара и дорожный просвет не менее 164 мм в полностью груженом автомобиле (пять человек и багаж). В целях выполнения картера главной передачи компактным и узким применен цилиндрический дифференциал. Коронная шестерня внутреннего зацепления (наружный диаметр 250 мм) размещена внутри ведомой шестерни главной передачи.

Масло, используемое для главной передачи, образует достаточно прочную пленку и оказывает хорошую сопротивляемость задиру. Шестерни главной передачи изготовляют из стали 4617 по стандарту SAE, причем для того, чтобы понизить напряжения, применяют крупные зубья. Эксперименты, проведенные с литым стальным корпусом дифференциала, показали, что его твердость недостаточна даже после термообработки. Тогда были применены термо-обработанные поковки из стали 4118 по стандарту SAE. Диаметр делительной окружности шестерни внутреннего зацепления равен 152,4 мм, а диаметральный питч 12 дюйм -1 . Солнечная шестерня изготовлена из стали 4617 по стандарту SAE. После долгих экспериментов с разными типами карданных шарниров для полуосей были выбраны шарниры равных угловых скоростей Рцеппа. При каждом внутреннем шарнире применено скользящее шлицевое соединение с комплектом шариков между поверхностями зубьев и впа-

Рис. 3.20. Передний ведущий мост автомобиля «Олдсмобил торнадо» (разрез главной передачи; левой полуоси и цапфы переднего колеса): 1 — ось двигателя; 2 — ось автомобиля

дин. Рабочие поверхности полуосей предохраняются специальными кожухами. Магнитные деформированные кольца, установленные в канавках, обеспечивают высокую антикоррозийную стойкость.

Для автомобилей с колесной формулой 4 х4 или 6 хб часто требуется неравномерное распределение крутящего момента между ведущими мостами. Например, в автомобиле с колесной формулой ‘4 х4, задние сдвоенные колеса способны воспринять вес больший, чем одиночные передние колеса, по крайней мере в 2 раза. Если для распределения крутящего момента между передним и задним мостами будет применен обычный симметричный дифференциал, то для создания тяговой силы будет использоваться только половина веса, приходящегося на задний мост, так как к задним колесам невозможно подвести крутящий момент больший, чем к передним.

В грузовых автомобилях с двумя или более ведущими мостами крутящий момент должен быть распределен между этими мостами пропорционально нагрузкам, действующим на них. К сожалению, ни один из существующих несимметричных дифференциалов не соответствует этому требованию. Простые несимметричные дифференциалы распределяют крутящий момент (при малом внутреннем трении) пропорционально радиусу действия окружного усилия (см. рис. 3.2, б и в) коронной и солнечной шестерен (см. рис. 3.2, д) либо тангенсам углов конусов сателлитов к образующим которых прилагаются окружные усилия (см. рис. 3.2, г).

Несимметричные дифференциалы (см. рис. 3.2, б и в) могут быть применены только для малых перераспределений крутящего момента, так как передаваемый крутящий момент пропорционален радиусу действия окружного усилия на выходной шестерне. Наибольшее отношение крутящих моментов можно получить в конструкции, разработанной согласно рис. 3.2, г. Однако в этом случае диаметр корпуса дифференциала получается большим. В настоящее время среди несимметричных дифференциалов наибольшее применение имеют конструкции, выполняемые по схеме рис. 3.2, д.

Устройство автомобилей

Дифференциал — механизм трансмиссии, выполняющий функцию распределения подводимого к нему крутящего момента между колесами или мостами и позволяющий ведомым валам вращаться, как с одинаковыми, так и с разными угловыми скоростями, кинематически связанными между собой.

дифференциал автомобиля

При повороте автомобиля или при движении по неровностям его колеса проходят неодинаковые расстояния. Наружные колеса, движущиеся по большему радиусу, проходят больший путь, чем внутренние.
Не ведущие колеса переднего моста при отсутствии жесткой связи между ними имеют возможность вращаться с разными угловыми скоростями и проходить за одно время неодинаковые по длине расстояния. В то же время вращение ведущих колес, жестко связанных между собой, будет сопровождаться скольжением (пробуксовкой) одного или обоих колес в зоне контакта шин с дорогой.

Скольжение колес неизбежно приводит к возникновению циркуляции мощности в элементах трансмиссии автомобиля, расположенных между колесами и, как следствие, к интенсивному изнашиванию шин, повышению нагрузки на элементы трансмиссии, а также к перерасходу топлива вследствие увеличения сопротивления движению автомобиля. Чтобы исключить эти негативные явления, кинематическая связь между ведущими колесами должна быть дифференциальной, т. е. обеспечивающей возможность вращения колес с неодинаковыми угловыми скоростями при заданной угловой скорости ведущего звена.

Для обеспечения этого условия в конструкциях автомобильных трансмиссий и применяются специальные механизмы – дифференциалы, пропорционально распределяющие крутящий момент между колесами ведущего моста автомобиля, позволяя им вращаться с разной угловой скоростью в зависимости от условий движения. Такие дифференциалы называют межколесными.
В автомобилях, имеющих два или более ведущих мостов, в конструкции трансмиссии предусматривают межосевые дифференциалы, позволяющие распределять крутящий момент между ведущими мостами.

Следует отметить, что дифференциал не влияет на общее передаточное число трансмиссии автомобиля. Он обеспечивает качение ведущих колес без проскальзывания на поворотах и при движении по неровному пути.
Применение дифференциала позволяет ведущим колесам вращаться асинхронно (даже вращаться в разные стороны). Тем не менее, кинематическая связь между ними сохраняется.

Кинематически дифференциалы обычно представляют собой трехзвенные планетарные механизмы с двумя степенями свободы, которые конструктивно могут выполняться в виде конических, цилиндрических, червячных или кулачковых механизмов.

Классификация дифференциалов

Дифференциалы классифицируют по следующим основным признакам:

типы автомбильных дифференциалов

  • по конструктивному исполнению – зубчатые конические, зубчатые цилиндрические, червячные (винтовые) и кулачковые;
  • по месту расположения в трансмиссии — межколесные и межосевые;
  • по соотношению крутящих моментов на ведомых валах — с постоянным соотношением моментов (простой симметричный и простой несимметричный), с непостоянным соотношением моментов (с принудительной блокировкой и самоблокирующиеся);
  • по форме корпуса дифференциала — закрытые и открытые.

Червячные (винтовые) дифференциалы не получили распространения на отечественных автомобилях и практические не применяются. Шестеренные (зубчатые) дифференциалы, получившие наиболее широкое применение, выполняются с цилиндрическими или коническими прямозубыми шестернями. В качестве межколесных дифференциалов на отечественных автомобилях применяются в основном дифференциалы с коническими зубчатыми колесами.

По соотношению крутящих моментов на ведомых валах дифференциалы могут быть симметричные и несимметричные.

Дифференциал, распределяющий крутящий момент между выходными осями поровну, называется симметричным (рис. 1 а, б). В межколесном приводе автомобиля применяются только симметричные дифференциалы, чаще всего – конические. Это объясняется тем, что сцепные массы, приходящиеся на ведущие колеса одного моста, от которых зависят расчетные нормальные нагрузки, равны между собой.

червячный или винтовой дифференциал автомобиля

Если же дифференциал распределяет крутящий момент между выходными валами не поровну, называют несимметричным (рис. 1 в, г). В этом случае отношение крутящих моментов между выходными валами определяется передаточным числом дифференциала. Неравенство моментов возникает из-за различных плеч приложения сил, которые равны радиусам зубчатых колес, соединенных с выходными валами.
Несимметричные дифференциалы (чаще всего – цилиндрические) используют, как правило, в качестве межосевых дифференциалов.

Конструкции червячных (винтовых) дифференциалов (рис. 2), которые иногда встречаются в трансмиссии импортных автомобилей, представляют собой планетарный редуктор, состоящий из червячных шестерен: ведомых (полуосевых) и ведущих (сателлитов). Сателлиты могут располагаться параллельно или перпендикулярно полуосям.
Особенностью червячной шестерни является то, что она способна приводить во вращение другие шестерни, а сама не может вращаться от других шестерен. При этом говорят, червячная шестерня расклинивается. Данное свойство используется для частичной блокировки червячного дифференциала.
Червячные самоблокирующиеся дифференциалы могут применяться как в качестве межколесных, так и межосевых дифференциалов.

Автомобильный дифференциал: устройство, неисправности и методика выбора

Дифференциал по праву называют одним из важнейших элементов автомобильной трансмиссии. Именно он может обеспечить вращение колес с различными угловыми скоростями. Энергия для вращения, как несложно догадаться, берется от двигателя. Ранее в разделе «Полезные советы» Avto.pro уже публиковал материал, посвященный редуктору заднего моста . Так вот, в этом материале дифференциал упоминался лишь вскользь, однако было сказано, что данное устройство является весьма сложным и требует комплексного разбора в рамках отдельной статьи. Что ж, вы читаете именно эту статью. Предлагаем ознакомиться с устройством дифференциала, принципом его работы, а также основными неисправностями.

Дифференциал автомобиля

Назначение дифференциала

Автомобильный дифференциал признав распределять крутящий момент, полученный от карданного вала, между колеса передний или же задней оси. Последнее зависит от типа привода. При этом обеспечивается вращение колес без пробуксовки – это очень важный момент, хотя его мы еще затронем. Может показаться, что с этой задачей отлично справится и обычный редуктор. На деле же оказывается, что редуктор оказывается абсолютно неэффективным в тех случаях, когда на каждое из ведущих колес оказывают неодинаковую нагрузку. Например, одно колеса наезжает на препятствие, тем временем как второе движется по ровной поверхности. Из этого следует вывод, что трансмиссия нуждается в специальном узле, который перераспределяет крутящий момент исходя из условий на дороге. Им и является дифференциал.

Как и в случае редукторов, дифференциалы могут располагаться в разных местах. В зависимости от привода транспортного средства выделяют следующие схемы расположения дифференциала:

  • Передний привод – дифференциал монтируется в картере КП;
  • Задний привод – механизм является частью ведущего моста (часто этот элемент называют просто редуктором);
  • Полный привод – выделяют два варианта: расположение в корпусе одного из мостов или в раздатке.

При отсутствии дифференциала или полном выходе его из строя автомобиль резко теряет в маневренности. Автотранспорт начала прошлого века особенно страдал от этого – первые модели грузовиков и серийных легковые автомобили с трудом преодолевали препятствия или входили в неконтролируемый занос. Первые дифференциалы начали устанавливать на автомобили концерна Volkswagen . Они выгодно отличались от американских, английских, французских и итальянских автомобилей тем, что в их трансмиссии крутящий момент распределялся между колесами относительно равномерно.

Подробнее об устройстве

Запчасти на Mazda 2

2 hatchback (DY) (01.03 — 07)

Запчасти на Volkswagen sharan

SHARAN II minivan (7N) (05.10 — )

Конструктивной основой дифференциала является планетарный редуктор . Напоминаем, что редуктор по своей сути является парой сцепленных шестерен – малого и большого диаметра с разным количеством зубьев. Когда быстро вращающаяся малая шестерня сцеплена с большей, последняя вращается с ощутимо меньшей скоростью. Например, если в первой шестерне 50 зубьев, а во второй целых 100, то вторая шестерня вращается вдвое медленнее первой. При вращении большая шестерня совершает один оборот тогда, когда первая совершает два оборота.

Планетарный редуктор, иначе называемый дифференциальным редуктором, выполняют лишь одну задачу – преобразования и передачи крутящего момента. В отличие об более привычной схемы «шестерня-шестерня», в планетарных редукторах передача основана на взаимодействии трех основных и еще нескольких вспомогательных элементов. Уникальность планетарных редукторов в том, что они позволяют выбирать между несколькими передаточными отношениями и имеют две степени свободы. Такая «вариативность» планетарных передач позволила использовать их в автомобильных редукторах.

Итак, мы разобрались с тем, что же представляет собой планетарный редуктор . Дифференциал использует достоинства такого механизма в полной мере. К основным элементам автомобильного дифференциала принято относить:

  1. Полуосевую (солнечная) шестерню;
  2. Чашку;
  3. Ведомую шестерню и ведущаю шестерню главной передачи;
  4. Сателлиты.

Чашку автомобильного дифференциала правильнее называть корпусом. Крутящий момент от силового агрегата через промежуточные узлы (в т.ч. через главную передачу) принимается корпусом. Далее момент передается полуосевым шестерням через сателлиты. Именно сателлиты играют роль планетарных шестерней – они передают момент и обеспечивают нормальное соединение корпуса с полуосевыми шестернями. Обычно сателлитов два (легковой транспорт) или четыре (грузовой, внедорожный и т.п.). Как вы уже догадались, полуосевые шестерни отвечают за передачу крутящего момента ведущим колесам через полуоси.

Устройство автомобильного дифференциала

Многие автолюбители задаются вопросом: чем же отличается редуктор от дифференциала. Если ответить просто, редуктор является всего лишь зубчатой парой, которая изменяет (уменьшает) крутящий момент . Дифференциал является целым набором шестерней, которые, грубо говоря, делят крутящий момент в определенном соотношении двум потребителям. При этом понятие «редуктор заднего моста» охватывает как редуктор, так и дифференциал – оба этих механизма могут находятся в одном корпусе, однако они выполняют свои специфические задачи.

Режимы работы дифференциала

Нельзя не рассказать и режимах работы дифференциала. Сразу отметим, что дифференциалы делят на симметричные и несимметричные. Симметричный механизм способен передавать осям момент в равных соотношениях. Их работа не зависит от того, каковы угловые скорости ведущих колес. Несимметричный механизм может «делить» крутящий момент, вследствие чего он может устанавливаться между ведущими осями транспортного средства. Симметричный межколесный дифференциал работает в одном из трех режимов:

  1. Прямолинейное движение;
  2. Вхождение автомобиля в поворот;
  3. Езда по нетипичным поверхностям, как-то скользким.

В первом режиме оба автомобильных колеса преодолевают одинаковое сопротивление дороги. От главной передачи крутящий момент передается на корпус (чашку) дифференциала. Сателлиты смещаются, не сцепляясь с полуосевыми шестернями, и передают момент ведущим колесам. Разницы в воспринимаемом колесами крутящем моменте нет. Во втором режиме наблюдается следующее: наружное колесо, т.е. отдаленное от центра поворота, встречает намного меньшее сопротивление, нежели внутреннее. Внутренняя полуосевая шестерня дифференциала при этом замедляется, что приводит ко вращению сателлитов против свое оси. Как результат, скорость вращения наружной полуосевой шестерни станет большей. Заметьте, что сумма частот вращения полуосевых шестерен всегда вдвое больше частоты, с которой вращается ведомая шестерня главной передачи.

Межосевой дифференциал

Третий режим работы дифференциала особенно интересен. При движении по скользкой поверхности одно колеса автомобиля обычное встречает большое сопротивление, а второе и вовсе начинает пробуксовывать. При этом дифференциал будет наращивать частоту вращения буксующего колеса , а второго – понижать. Это приводит к патовой ситуации: одно колесо не имеет сцепления с дорогой и его крутящий момент наращивается дифференциалом, а второе колесо, имеющее сцепление с поверхностью, вообще не получает крутящего момента. Из-за этого автомобиль, попавший, к примеру, в топь не сдвинется – действительно быстро начнет вращаться только вывешенное колесо. Проблему позволяет решить блокировка дифференциала.

Подробнее о блокировке дифференциала

Выше была описана ситуация, в которой движение автомобиля становится невозможным – одно колесо вращается как бы вхолостую, а второе воспринимает слишком малый крутящий момент. Это серьезная проблема любых межосевых дифференциалов . Не подумайте, чтодело только в симметричных дифференциалах. Полезные во всех остальных случаях, такие механизмы оказываются вредными при попытке вывезти автомобиль из глубокого снега, грязи или при езде по льду. Решает проблему их блокировка, которая становится возможной если:

  1. Чашка дифференциала соединена с одной из двух полуосей;
  2. Вращение сателлитов ограничено.

Блокировка может быть полной или же частичной. При полной блокировке элементы дифференциала жестко соединяются, что обеспечивает полную передачу крутящего момента колесу с наилучшим сцеплением . При частичной блокировке на такое колесо передается лишь часть момента, тем временем как пробуксовывающее колесо продолжает вращаться. Разница между крутящими моментами определяется коэффициентом блокировки. В симметричном дифференциале в обычных условиях коэффициент блокировки равен единице, поскольку крутящие момента на каждом из колес всегда будут равны. А вот при его блокировке коэффициент будет варьироваться между 3 и 5-ю.

Самоблокирующийся дифференциал

Блокировка дифференциала может быть как ручной, так и автоматической. Отлично себя зарекомендовали дифференциалы с электронной блокировкой. Она работает в тандеме с системой курсовой устойчивостью. Ее датчики отслеживают параметры движения автомобиля и, в случае необходимости, блок управления дает сигнал на блокировку дифференциала. Это позволяет эффективно управлять автомобилем как при повороте, так и на скользкой поверхности.

Неисправности дифференциалов

Так как любой дифференциал представляет собой совокупность осей и шестерен, нет ничего удивительного в факте относительно частого выхода этого узла из строя. Он эксплуатируется в очень жестких условиях , так что поломка может произойти в самый неожиданный момент. Впрочем, некоторые вещи укажут автолюбителю на необходимость прохождения техобслуживания. В частности:

  • Повышенный шум;
  • Появление стуков и ударов;
  • Течь смазки.

Наиболее серьезной неисправностью является заклинивание моста. Такое случается лишь в тех случаях, когда автолюбитель игнорировал проблему повышенной шумности работы дифференциала, регулярных стуков и подтекания смазки . Зачастую на необходимость в осмотре со стороны специалиста в автосервисе указывает последнее. Мы рекомендуем замерять температуру тех элементов трансмиссии, которые включают в себя дифференциал. Например, картера – его температура должна находиться в пределах 50-60°C. Также рекомендовано проверять состояние смазочного материала и по необходимости доливать масло.

Автомобильный редуктор

Подтекание масла может стать причин поломки дифференциал а. Обычно оно течет через сальники и специальные прокладки, которым требуется срочная замена. При недостатке или сильной загрязненности масла механизмы начинают шуметь и изнашиваться с высокой скоростью. Автолюбителю крайне важно избегать сухого трения – оно станет причиной повреждений сателлитов, подшипников, изнашивания зубьев шестерен. Часто неисправность дифференциала удается выявить еще до визита на СТО. Для этого вам понадобится напарник. Вот что нужно сделать:

  1. Поставить автомобиль на нейтральную передачу;
  2. Вывесить ведущий мост на домкрате;
  3. Прокрутить колесо сначала одно, а потом в другое направление;
  4. Попросить напарника сделать тоже самое с другим колесом;
  5. Если колеса прокручиваются в обоих направлениях без шума – дифференциал исправен.

Даже после такой проверки автолюбителю стоит обратиться к специалисту для дальнейшей диагностики. Впрочем, часть проблем удается решить и при самостоятельном ремонте . Так, например, узел можно разобрать, промыть в бензине, после чего заменить изношенные подшипники, сателлиты и уплотнители – чаще всего выходят из строя именно они. А вот при повреждении чашки, шлицевых соединений и шестерен зачастую приходится менять весь узел и смежные с ним детали.

Поиск нового дифференциала

Спешим вас заверить: найти дифференциал очень просто. Но есть и печальный факт: стоит новый дифференциал немалых денег . Цена может варьироваться между 300 и 1000 долларами США. Хотя бы по этой причине игнорировать неисправность дифференциала категорически не рекомендуется – его дешевле отремонтировать. Однако и с некоторыми элементами дифференциала, как-то сателлитами, можно влететь в копеечку. Узел в сборе или отдельные его комплектующие ищут по:

  • Параметрам вашего авто (с учетом года выпуска и параметров мотора);
  • VIN-коду;
  • Коду узла и деталей.

Обычно автолюбители не знают код нужной запчасти до непосредственного монтажа узла или отдельных его элементов. По этой причине мы рекомендуем начинать поиски по параметрам транспортного средства. Несмотря на то, что автомобильные дифференциалы создаются по примерно одинаковым схемам, их взаимозаменяемость находится под большим вопросом. Тот же редуктор заднего моста может иметь несколько исполнений для одной и той же модели авто, причем автолюбитель может установить даже редуктор с «неродным» передаточным числом. Правда, результат его наверняка не обрадует. Но вот рисковать с покупкой дифференциала для другого автомобиля не стоит. Также не рекомендуется брать б/у дифференциал, поскольку ключевые его элементы могут быть сильно изношены.

Вывод

Дифференциал – это важный узел автомобильной трансмиссии. Если КП получает, преобразует, а затем и передает крутящий автомобильным колесам, то такой узел как дифференциал обеспечивает нормальную передачу этого самого крутящего момента и отвечает за ходовые качества транспортного средства. Например, обеспечивает маневрирование на трассе и за ее пределами. Без дифференциала невозможно создать ни грузовой, ни легковой автомобиль. А если попытаться, то его эксплуатация станет очень опасной. По крайней мере, с того самого момента, как автомобиль разовьет высокую скорость или начнет входить в поворот.

Дифференциал

Дифференциал автомобильный

Механизм трансмиссии, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами и ведущими мостами автомобиля, называется дифференциалом. Дифференциал служит для обеспечения ведущим мостам разной скорости вращения при движении автомобиля по неровным дорогам и на поворотах.

Разная скорость вращения ведущим колесам, проходящим разный путь на поворотах и неровных дорогах, необходима для их качения без скольжения и буксования. В противном случае повысится сопротивление движению автомобиля, увеличатся расход топлива и износ шин. В зависимости от типа и назначения автомобилей на них применяются различные типы дифференциалов (рисунок 1).

типы дифференциалов

Рисунок 1 — Типы дифференциалов, классифицированных по различным признакам

Дифференциал, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами автомобиля, называется межколесным.

Дифференциал, который распределяет крутящий момент двигателя между ведущими мостами автомобиля, называется межосевым.

На большинстве автомобилей применяют конические дифференциалы, симметричные и малого трения.

Симметричный дифференциал распределяет поровну крутящий момент. Его передаточное число равно единице (uД = 1), т.е. полуосевые шестерни 3 и 4 (рисунок 2, а, б) имеют одинаковые диаметры и равное число зубьев. Симметричные дифференциалы применяются на автомобилях обычно в качестве межколесных и реже — межосевых, когда необходимо распределять крутящий момент поровну между ведущими мостами.

Схемы симметричных и несимметричных дифференциалов

Рисунок 2 — Кинематические схемы шестеренных дифференциалов

а, б — симметричных; в, г — несимметричных; 1 — корпус, 2 — сателлит; 3, 4 — шестерни

Несимметричный дифференциал распределяет не поровну крутящий момент. Его передаточное число не равно единице, но постоянно (uД ≠ 1 = const), т.е. полуосевые шестерни 3 и 4 имеют неодинаковые диаметры и разное число зубьев. Несимметричные дифференциалы применяют, как правило, в качестве межосевых, когда необходимо распределять крутящий момент пропорционально нагрузкам, приходящимся на ведущие мосты.

Межколесный конический симметричный дифференциал (см. рисунок 2, а) состоит из корпуса 1, сателлитов 2, полуосевых шестерен 3 и 4, которые соединены полуосями с ведущими колесами автомобиля. Дифференциал легкового автомобиля имеет два свободно вращающихся сателлита, установленных на оси, закрепленной в корпусе дифференциала, а у грузового автомобиля — четыре сателлита, размещенных на шипах крестовины, также закрепленной в корпусе дифференциала.

Принцип работы дифференциала

Работу дифференциала при движении автомобиля поясняет рисунок 3.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге (рисунок 3, а) ведущие колеса одного моста проходят одинаковые пути, встречают одинаковое сопротивление движению и вращаются с одной и той же скоростью. При этом корпус дифференциала, сателлиты и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. В этом случае сателлиты 3 не вращаются вокруг своих осей, заклинивают полуосевые шестерни 4 и на оба ведущих колеса передаются одинаковые крутящие моменты.

Принцип работы дифференциала

Рисунок 3 — Работа дифференциала при движении автомобиля

а — по прямой; б — на повороте; 1, 4 — шестерни; 2 — корпус; 3 — сателлит; 5 — полуось

При повороте автомобиля (рисунок 3, б) внутреннее по отношению к центру поворота колесо встречает большее сопротивление движению, чем наружное колеса, вращается медленнее, и вместе с ним замедляет свое вращение полуосевая шестерня внутреннего колеса. При этом сателлиты 3 начинают вращаться вокруг своих осей и ускоряют вращение полуосевой шестерни наружного колеса. В результате ведущие колеса вращаются с разными скоростями, что и необходимо при движении на повороте.

При движении автомобиля по неровной дороге ведущие колеса также встречают различные сопротивления и проходят разные пути. В соответствии с этим дифференциал обеспечивает им разную скорость вращения и качения без проскальзывания и буксования.

Одновременно с изменением скоростей вращения происходит изменение крутящего момента на ведущих колесах. При этом крутящий момент уменьшается на колесе, вращающемся с большей скоростью. Так как симметричный дифференциал распределяет крутящий момент на ведущих колесах поровну, то в этом случае на колесе с меньшей скоростью вращения момент тоже уменьшается и становится равным моменту на колесе с большей скоростью вращения. В результате суммарный крутящий момент и тяговая сила на ведущих колесах падают, а тяговые свойства и проходимость автомобиля ухудшаются.

Особенно это проявляется, когда одно из ведущих колес попадает на скользкий участок дороги, а другое находится на твердой сухой дороге. Если суммарного крутящего момента будет недостаточно для движения автомобиля, то автомобиль остановится. При этом колесо на сухой твердой дороге будет неподвижным, а колесо на скользкой дороге — буксовать.

Для устранения этого недостатка применяют принудительную блокировку (выключение) дифференциала, жестко соединяя одну из полуосей с корпусом дифференциала. При заблокированном дифференциале крутящий момент, подводимый к колесу с лучшим сцеплением, увеличивается. В результате создается большая суммарная тяговая сила на обоих ведущих колесах автомобиля. При этом суммарная тяговая сила увеличивается на 20. 25% во время движения в реальных дорожных условиях.

Конический симметричный дифференциал является дифференциалом малого трения, так как имеет небольшое внутреннее трение.

Трение в дифференциале повышает проходимость автомобиля, так как оно позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший — на буксующее, что может предотвратить буксование. При этом суммарная тяговая сила на ведущих колесах достигает максимального значения.

Однако в дифференциале малого трения увеличение суммарной тяговой силы на ведущих колесах составляет всего 4. 6%, что также не способствует повышению тяговых свойств и проходимости автомобиля.

Конический симметричный дифференциал малого трения прост по конструкции, имеет небольшие размеры и массу, высокие КПД и надежность. Он обеспечивает хорошие управляемость и устойчивость, уменьшает изнашивание шин и расход топлива. Этот дифференциал также называется простым дифференциалом.

Межосевой дифференциал распределяет крутящий момент между главными передачами ведущих мостов многоприводных автомобилей. Дифференциал устанавливается в раздаточной коробке или в приводе главных передач. Межосевой дифференциал исключает циркуляцию мощности в трансмиссии автомобиля, которая очень сильно нагружает трансмиссию, особенно при движении по ровной дороге. В качестве межосевых на автомобилях применяются и конические, и цилиндрически дифференциалы.

Кулачковые дифференциалы

Кулачковые (сухарные) дифференциалы могут быть с горизонтальным (рисунок 4, а) или радиальным (рисунок 4, б) расположением сухарей. Сухари 3 размещаются в один или два ряда в отверстиях обоймы 2 корпуса 1 дифференциала между полуосевыми звездочками 4 и 5, которые установлены на шлицах полуосей. Сухари в дифференциале выполняют роль сателлитов.

Схемы кулачковых и червячных дифференциалов

Рисунок 4 — Кинематические схемы кулачковых (а, б) и червячных (в, г) дифференциалов

1 — корпус, 2 — обойма, 3 — сухарь; 4, 5 — звездочки; 6, 8 — червяки; 7 — сателлит; 9, 10 — шестерни

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге сухари неподвижны относительно обоймы и полуосевых звездочек. Своими концами они упираются в профилированные кулачки полуосевых звездочек и расклинивают их. Все детали дифференциала вращаются как одно целое, и оба ведущих колеса автомобиля вращаются с одинаковыми скоростями.

При движении автомобиля на повороте или по неровной дороге сухари перемещаются в отверстиях обоймы и обеспечивают ведущим колесам автомобиля разную скорость вращения без проскальзывания и буксования.

Кулачковые дифференциалы являются дифференциалами повышенного трения, так как имеют значительное внутреннее трение, которое позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший на буксующее колесо. При этом суммарная тяговая сила на ведущих колесах автомобиля достигает максимального значения. Так, за счет повышенного внутреннего трения суммарная тяговая сила на ведущих колесах увеличивается на 10. 15%, что способствует повышению тяговых свойств и проходимость автомобиля. Кулачковые дифференциалы относительно просты по конструкции и имеют небольшую массу. Они широко применяются на автомобилях повышенной и высокой проходимости.

Червячные дифференциалы

Червячные дифференциалы могут быть с сателлитами или без сателлитов. В червячном дифференциале с сателлитами (рисунок 4, в) крутящий момент от корпуса 1 дифференциала через червячные сателлиты 7 и червяки 6 и 8 передается полуосевым червячным шестерням 9 и 10, которые установлены на шлицах полуосей, связанных с ведущими колесами автомобиля.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге корпус, сателлиты, червяки и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. При движении автомобиля на повороте или по неровностям дороги разная скорость вращения ведущих колес обеспечивается за счет относительного вращения сателлитов, червяков и полуосевых шестерен.

В червячном дифференциале без сателлитов (рисунок 4, г) полуосевые червячные шестерни 9 и 10 находятся в зацеплении с червяками 6 и 8, которые находятся также в зацеплении между собой. Крутящий момент от корпуса 1 дифференциала передается полуосевым шестерням 9 и 10 через червяки.

Червячные дифференциалы обладают повышенным внутренним трением, которое увеличивает суммарную тяговую силу на ведущих колесах автомобиля на 10. 15%. Это способствует повышению тяговых свойств и проходимости автомобиля. Однако червячные дифференциалы наиболее сложные по конструкции. Они самые дорогостоящие из всех дифференциалов, так как их сателлиты и полуосевые шестерни изготавливают из оловянистой бронзы. В связи с этим в настоящее время червячные дифференциалы на автомобилях применяются очень редко.

Другие статьи по теме

  • Мосты — назначение и типы
  • Главная передача
  • Полуоси
  • Ведущий мост автомобиля
  • Конструкция ведущего моста ВАЗ
  • Конструкции ведущего моста автомобилей ГАЗ
  • Конструкция ведущего моста грузовых автомобилей ЗИЛ
  • Конструкции ведущих мостов КамАЗ и МАЗ
  • Комбинированные мосты
  • Передний мост легковых автомобилей ВАЗ повышенной проходимости
  • Передний мост легковых автомобилей ВАЗ
  • Комбинированный передний мост АЗЛК
  • Передний ведущий мост автомобилей ГАЗ и ЗИЛ

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *