Виды дифференциалов автомобиля: устройство, виды и принцип работы

Что такое дифференциал. Виды и схема работы

Автор Авто Эксперт На чтение 14 мин. Просмотров 17k. Опубликовано 17.11.2020

Интересное механическое устройство, известное человечеству с давних времен. Несколько лет назад ученые считали, что первый механизм, работающий по типу дифференциала, был использован в антикитерском механизме – удивительной находке, поднятой со дна моря, и оказавшейся самым настоящим древним калькулятором для астрономических вычислений. Так что сама идея дифференциала не нова, однако настоящее признание она получила только с появлением первых автомобилей.

Содержание

1. Дифференциал как часть трансмиссии
2. Устройство и принцип работы
3. При прямолинейном движении
4. При повороте
5. При пробуксовке
6. Преимущества и недостатки
7. Разновидности автомобильных дифференциалов
8. Дифференциал с полной блокировкой
9. Межосевой дифференциал с блокировкой типа Torsen
10. Преимущества дифференциалов этой конструкции
11. Недостатки
12. Дифференциалы Квайф
13. Вискомуфта
14. Видео на тему
15. Виды блокировок дифференциала
16. Как работает самоблокирующийся дифференциал
17. Самые распространенные типы самоблоков

Дифференциал как часть трансмиссии

Дифференциал в автомобиле  —  это механизм, распределяющий крутящий момент карданного вала трансмиссии между ведущими колесами передней или задней оси (в зависимости от типа привода), позволяя каждому из них вращаться без пробуксовки. В этом заключается основное назначение дифференциала.

Ведуший мост с дифференциалом в разрезе

При прямолинейном движении, когда колеса нагружены одинаково и имеют равную угловую скорость вращения – механизм работает в качестве передаточного звена. Если условия движения изменяются (поворот, пробуксовка) – нагрузка становится неравномерной. У полуосей появляется необходимость вращаться с разными скоростями, и, как следствие, становится необходимым распределить полученный крутящий момент между ними  в определенном соотношении. Тогда узел выполняет вторую важную функцию: обеспечение безопасного маневрирования автомобиля.

Схема расположения дифференциала зависит от типа привода автомобиля:

1. Передний привод – картер коробки передач.
2. Задний привод – корпус ведущего моста.
3. Полный привод – корпусы переднего и заднего мостов (для передачи крутящего момента ведущим колесам) или раздаточная коробка (для передачи крутящего момента ведущим мостам).

Дифференциал на автомобилях появился не сразу. Конструкторы первых «самодвижущихся экипажей» были очень озадачены плохой маневренностью своих изобретений. Вращение колёс с одинаковой угловой скоростью во время прохождения поворота приводило к тому, что одно из них начинало буксовать или, наоборот, полностью теряло контакт с дорогой. Инженеры вспомнили, что на ранних прототипах первых автомобилей, снабжаемых паровыми двигателями, было устройство, позволявшее избежать потери управляемости.

Механизм распределения вращающего момента изобрёл француз Онесифор Пеккёр. В устройстве Пеккёра присутствовали валы и шестерни. Через них крутящий момент от мотора поступал к ведущим колёсам. Но даже после применения изобретения Пёккера проблема пробуксовки колёс на поворотах не решилась полностью. Выявились недостатки системы.  Например, одно из колес в какой-то момент терял сцепление с дорогой. Сильнее всего это проявлялось на обледенелых участках.

Пробуксовка в таких условиях часто приводила к  авариям, поэтому конструкторы надолго задумались над тем, как предотвратить занос машины. Решение было найдено Фердинандом Порше. Он стал изобретателем кулачкового механизма, который ограничивал проскальзывание колёс ведущего моста. Немецкое устройство дифференциала нашло применение в автомобилях Volkswagen.

Устройство и принцип работы

С технической точки зрения дифференциал устроен достаточно просто, но при этом он способен выдерживать огромные нагрузки. Что внутри этого узла и как он работает?

Устройство типового дифференциала

По своему типу это планетарный редуктор со всеми необходимыми элементами.

1. Шестерня главной передачи – подает вращение от КПП на дифференциал.
2. Ведомая шестерня связана и с главной передачей, и с шестернями-сателлитами.
3. Сателлиты – закреплены в «чашке» ведомой шестерни, так что вращаются вместе с ней.
4. Шестерни полуосей – соединены с сателлитами и не контактируют с остальными элементами дифференциала.

Как это работает?

Детально показано на видео-ролике, ниже.

1. От КПП выходит вал главной передачи, от которого вращение передается на ведомую шестерню.
2. Ведомая шестерня и скрепленная с ней «чашка» (водило) принимают крутящий момент.
3. Вращаясь, ведомая шестерня и чашка приводят в движение шестерни-сателлиты.
4. Сателлиты, в свою очередь, передают вращение на полуоси.
5. При равной нагрузке на полуоси (когда автомобиль движется по прямой дороге с равномерным покрытием) сателлиты не вращаются. Работает только ведомая шестерня, в чашке которой закреплены сателлиты, и они описывают обороты вместе с ней, при этом не совершая вращения вокруг своей оси. Таким образом, момент вращения распределяется на полуоси поровну, 50:50.
6. Когда автомобиль поворачивает и одно из колес должно замедлить, а второе – ускорить движение, сателлиты приходят в движение. За счет конической зубчатой передачи они, вращаясь, замедляют одну полуось и ускоряют вторую. Другими словами, перераспределяют момент вращения в нужной пропорции, вплоть до 0:100 без потери усилия.
7. При пробуксовке одного колеса включается механизм блокировки, без которого на то колесо, которое вращается быстрее, ушел бы весь момент вращения. Без блокировки автомобиль останавливается при попадании хотя бы одного колеса на скользкую поверхность.

При прямолинейном движении

Когда автомобиль движется прямолинейно по гладкой поверхности с твёрдым сухим покрытием, обе полуоси вращаются с одинаковой угловой скоростью. Полуосевые шестерни находятся в покое одна относительно другой, весь дифференциал сильно похож на монолитную конструкцию.

Сателлиты, будучи связанными через свои зубья с обеими полуосевыми шестернями, относительно своих осей не вращаются. Момент распределяется поровну между осями, если дифференциал симметричный и свободный, то есть лишён блокировок. Впрочем, с блокировками в таком идеальном случае будет то же самое.

При повороте

В повороте, а это обычный режим работы дифференциала, поскольку идеальных прямых в природе не существует, одно из колёс всегда будет вращаться быстрее. Сателлиты придут в движение относительно своих осей, но связь между полуосевыми шестернями и корпусом не утратят. То есть момент продолжит передаваться от корпуса к колёсам, причём всё в том же соотношении 50/50.

Это очень любопытно рассмотреть с точки зрения мощности. Момент одинаков, а скорость у внешнего от поворота колеса больше, то есть и мощность на него передаётся пропорционально большая.

И это неудивительно, так как чем больше скорость, тем выше потери, которые компенсируются добавкой мощности. При этом ни малейших помех вращению колёс с разной скоростью создаваться не будет, в отличие от жёсткой связи.

При пробуксовке

Гораздо менее приятно дела обстоят в том случае, когда одно из колёс попало на относительно скользкий участок дороги и сорвалось в пробуксовку при разгоне. Сцепления с дорогой нет, а значит момент сопротивления покрытия резко падает. Но этот момент всегда равен тяговому, это закон физики. Значит и тяговый момент упадёт.

Свободный симметричный дифференциал делит тягу пополам между колёсами. Всегда 50/50. То есть при падении момента на одном до нуля, на втором он обнулится автоматически. Автомобиль начнёт терять скорость, а если речь идёт о трогании с места на льду или жидкой грязи, то он просто там и останется, не сумев выехать из засады.

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

Основное преимущество дифференциала – это то, что он дал возможность выполнять повороты. Скорость движения каждого колеса на ведущей оси подстраивается под дорожную ситуацию совершенно автоматически, без участия водителя, так что безопасность и маневренность транспортного средства выросли в десятки раз после внедрения этого механизма. Сегодня дифференциал той или иной конструкции используется во всех видах автомобильного транспорта.

Еще одно преимущество – довольно высокая надежность узла. Планетарная передача выдерживает большие нагрузки, а особенности некоторых типов дифференциала еще дополнительно повышают его мощность и стойкость к износу

Основным недостатком можно назвать необходимость использовать механизм блокировки, чтобы автомобиль мог двигаться и по льду, и по сложным дорогам. Ручная, автоматическая или электронная – любой тип блокировки должен применяться обязательно, а это означает, что появляется дополнительный механизм, который может выйти из строя.

И, конечно, нельзя забывать о контроле за техническим состоянием узла. Это еще один узел, в котором нужно менять масло, хоть и не часто, и отслеживать износ деталей. И, кстати, о необходимости этой процедуры многие автовладельцы забывают.

Разновидности автомобильных дифференциалов

Помимо конического, цилиндрического и червячного, существуют и успешно используются следующие разновидности дифференциалов: дифференциал с полной блокировкой, дифференциал Торсен, дифференциал Квайф, вискомуфта.

Дифференциал с полной блокировкой

Дифференциалы этого типа чаще всего используются на грузовиках и внедорожниках. Их блокировка включается и отключается непосредственно из салона с помощью специальной клавиши водителем. Они используются для повышения проходимости автомобилей.

Межосевой дифференциал с блокировкой типа Torsen

Конструкция рабочего привода данной системы состоит из следующих единиц:

1. корпус;
2. правая полуосевая шестерня;
3. левая полуосевая шестерня;
4. сателлиты правой и левой полуосевых шестерен;
5. выходные валы.

Стоит отметить, что дифференциал Torsen имеет наиболее совершенную конструкцию.

Принцип работы:

Межосевой блокируемый дифференциал Torsen состоит из ведомых и ведущих червячных колес, иначе называемых полуосевыми и саттелитами. В такой системе блокировка случается вследствие особенностей функционирования шестерен данного типа. В нормальном состоянии им задается определенное передаточное число. Если колеса имеют хорошее сцепление с поверхностью и движутся плавно, работа дифференциала происходит точно так же, как и у симметричного. Но как только происходит резкое увеличение момента, саттелит пытается начать движение в обратную сторону. Полуосевая червячная шестерня перегружается, и происходит блокировка выходных валов. При этом лишний крутящий момент двигателя переходит на другую ось. Максимальная степень перераспределения момента для дифференциалов Torsen – 75 на 25.

Наиболее известной разновидностью данной системы является Torsen Audi Quattro. Это один из самых популярных механизмов в конструкциях современных полноприводных автомобилей. Его неоспоримыми преимуществами являются широкий спектр переброса вращающего момента, мгновенная скорость срабатывания и отсутствие негативного влияния на тормозную систему. А вот к недостаткам можно отнести сложность конструкции со всеми сопутствующими последствиями.

Преимущества дифференциалов этой конструкции

Преимуществ у данной конструкции достаточно много. Данный механизм устанавливают за то, что точность его работы чрезвычайно высокая, при этом работает устройство очень плавно и тихо. Мощность распределяется между колесами и мостами автоматически – какое-либо вмешательство водителя не нужно. Перераспределение момента никак не влияет на торможение. Если дифференциал эксплуатируется корректно, то обслуживать его не нужно – от водителя требуется только проверять и периодически менять масло.

Именно поэтому многие водители ставят дифференциал “Торсен” на “Ниву”. Там также применена система постоянного полного привода и никакой электроники, поэтому нередко любители экстрима меняют штатный дифференциал на данный узел.

Недостатки

Есть и минусы. Это высокая цена, ведь внутри конструкция устроена достаточно сложно. Так как дифференциал работает на принципе терния, из-за этого повышается расход топлива. При всех преимуществах КПД довольно низкий, если сравнивать с похожими системами другого типа. Механизм имеет высокую предрасположенность к заклиниванию, а износ внутренних элементов довольно интенсивный. Для смазки нужны специальные продукты, так как при работе узла выделяется много тепла. Если на одной оси установлены разные колеса, то детали изнашиваются еще более интенсивно.

Дифференциалы Квайф

Отличительной особенностью дифференциалов этого типа является то, что сателлиты в них располагаются параллельно оси вращения корпуса (чаши), причем в два ряда. Кроме того, при функционировании этих агрегатов образуются силы трения, которые при необходимости автоматически осуществляют блокировку, повышают проходимость и силу тяги автомобиля. Чаще всего дифференциалы Квайф используются для тюнинга легковых автомобилей и внедорожников.

Вискомуфта

Функционирование этот типа дифференциала основано на том же принципе, что и работа гидротрансформатора. Чаще всего вискомуфты используются в автомобилях с полным приводом и используются для того, чтобы обеспечивать связь передних колес с задними по следующему принципу: если одни из них проскальзывают, то крутящий момент транслируется на другие, за счет чего и решается проблема пробуксовки. Конструктивно вискомуфта представляет собой цилиндр, в которой находится погруженный в вязкую жидкость пакет металлических дисков, имеющих перфорацию, и соединенных с валами (как ведущим, так и ведомым). В зависимости от температуры вязкость жидкости меняется, на чем и основывается принцип работы этого агрегата.

Видео на тему

Виды блокировок дифференциала

Есть несколько видов блокировки:

• Полная. Напрямую подсоединить корпус к полуоси, которая получает основную нагрузку и жестко его закрепить. Т.е. передать крутящий момент, как он есть, на колеса.
• Частичная. Ограничить в планетарном механизме вращение сателлитов. При этом заблокировать дифференциал получиться частично, а значит и крутящий момент перераспределить также частично, но большую его часть перенаправить на колесо со сцеплением.

По способу включения бывают:

• ручной блокировки;
• автоматической (самоблокирующей).

Привод ручной блокировки может быть:

• механический;
• электрический;
• гидравлический;
• пневматический.

Как правило ручная блокировка происходит за счет кулачкового механизма. Он приводит в действие принудительную блокировку дифференциала, с помощью переключателя на приборной панели или рычажного механизма. Т.е. водитель вручную должен активировать блок. Никаких датчиков и напоминаний. Механизм универсален для применения.  Водитель, включая специальную муфту, соединяет полуось с корпусом дифференциала, и момент передается на прямую без участия сателлитов.

Если Вы купили автомобиль со значком «полный привод», это еще вовсе не значит, что на нем установлена блокировка дифференциала. К сожалению, не все любители 4Х4 об этом знают. Поэтому внедорожник, повисший в диагональном вывешивание в колее грунтовой дороги, совсем не редкость. В этой ситуации колеса, находящие в воздухе, энергично крутятся, а те, что плотно прижаты к земле, стоят без участия. Почему же так происходит?

Для городских автомобилей, вполне достаточно штатного дифференциала. Если на заснеженной трассе встретился участок со льдом, они передадут большую часть крутящего момента колесу, оставшемуся на твердой поверхности. Но для поездок по сложному бездорожью, или размытой грунтовке, этого мало.

Поэтому изобрели механизмы, которые по ситуации, или по желанию водителя, могут осуществить блокировку, у полноприводных монстров даже на выбор, заднего или переднего дифференциала и блокировку межосевого дифференциала.

Как работает самоблокирующийся дифференциал

Самоблокирующийся дифференциал, по сути, представляет собой компромисс между полным блоком и свободным диффом и позволяет снизить пробуксовку колес машины в случае возникновения между ними разницы в коэффициенте сцепления с грунтом. Таким образом, значительно повышается проходимость, управляемость на бездорожье, а также динамика разгона автомобиля, причем независимо от качества дороги.

Самоблок исключает полную блокировку колес, что защищает полуоси от критических нагрузок, которые могут возникнуть на дифференциалах с принудительным выключением.

Блокировка с полуосей снимается автоматически, если при прямолинейном движении скорости вращения колес выравнивается.

Самые распространенные типы самоблоков

Дисковый самоблок – это набор фрикционных (трущихся) дисков, установленных между корпусом диффа и шестерней полуоси.

Понять, как работает дифференциал с таким блоком, несложно: пока машина едет по прямой, корпус диффа и обе полуоси крутятся вместе, как только в скоростях вращения появляется разница (колесо попало на скользкий участок), между дисками возникает трение, снижающее ее. То есть колесо, оставшееся на твердом грунте, продолжит вращаться, а не остановится, как в случае свободного дифференциала.

Вискомуфта, или иначе вязкостная муфта, так же как и предыдущий дифф, содержит два пакета дисков, только на этот раз перфорированных, установленных между собой с небольшим зазором. Одна часть дисков имеет сцепление с корпусом, другая – с валом привода.

Диски, помещены в емкость, заполненную кремнийорганической жидкостью, которая при равномерном их вращении остается в неизменном состоянии. Как только между пакетами появляется отличие в скорости, жидкость начинает быстро и сильно густеть. Между перфорированными поверхностями возникает сопротивление. Чересчур раскрутившийся пакет таким образом притормаживается, и скорость вращения выравнивается.

Зубчатый (винтовой, червячный) самоблок. Его работа базируется на способности червячной пары расклиниваться и тем самым блокировать полуоси при возникновении на них разницы в крутящих моментах.

Кулачковый самоблок. Чтобы понять, как работает дифференциал такого типа, достаточно представить открытый дифф, в котором вместо планетарного шестеренчатого механизма установлены зубчатые (кулачковые) пары. Кулачки проворачиваются (перескакивают), когда скорости вращения колес практически одинаковы, и жестко блокируются (заклиниваются), как только какое-то из них начинает пробуксовывать.

Разницы в том, как работает блокировка межосевого дифференциала и межколесного, нет – принцип действия одинаков, отличия только в конечных точках: в первом случае – два моста, во втором – два колеса, установленных на одной оси.

Источники

• https://VazNeTaz.ru/differencial
• https://TechAutoPort.ru/transmissiya/differentsial-i-glavnaya-peredacha/differentsial.html
• https://AutoVogdenie.ru/chto-takoe-differencial-v-avtomobile.html
• https://AvtoNov.com/%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5-%D0%B4%D0%B8%D1%84%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB-%D0%B2-%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D0%B5/
• https://ijeep.ru/raznoe/kak_rabotaet_mezhosevoy_differencial_ustroystvo_i_princip_raboti
• https://FB.ru/article/460593/differentsial-torsen-printsip-rabotyi
• https://AvtoNov.com/%D0%B1%D0%BB%D0%BE%D0%BA%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0-%D0%BC%D0%B5%D0%B6%D0%BE%D1%81%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B3%D0%BE-%D0%B4%D0%B8%D1%84%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D0%B0/
• https://VazNeTaz.ru/blokirovka-differenciala
• https://FB.ru/article/321970/samoblokiruyuschiysya-differentsial-kak-rabotaet

Виды и особенности работы автомобильного дифференциала

Search — Remove Shortcode

Поиск материалов

plg_search_jcomments

Войти

Регистрация

2. Главная
3. Техничка
4. Виды и особенности работы автомобильного дифференциала

Понедельник, 21 марта 2016

• При вхождении транспортного средства в поворот, ведущая колесная пара имеет разнодлинную величину пути. Дабы избежать пробуксовки колес, они должны иметь разные скорости вращений. Именно эту функцию в автомобилях выполняет дифференциал.

  Что это такое?

  Дифференциал – это технически-сложное устройство, которое обеспечивает неодинаковую скорость вращения ведущим колесам, при равной величине усилия, подаваемого к ним. Если в трансмиссии предусмотрена одна ведущая колесная пара, тогда дифференциал располагают между обоими колесами, и он носит название «межколесный дифференциал». На транспортных средствах с полным приводом, он располагается между ведущими мостами, соответственно, называется «межосевой дифференциал». Заметим, что тяговое напряжение колеса находится в прямой зависимости от его радиуса и величины крутящего усилия.

  Крутящий момент напрямую зависит от радиуса колеса и тягового усилия передаваемого ему дифференциалом. В случае отсутствия сцепления с дорожным покрытием либо нарушении пространственного положения колес крутящий момент невозможно правильно перераспределить, и о дальнейшем передвижении не может быть и речи. А все из-за того, что сателлит передает одинаковую величину крутящего момента обеим колесам ведущей пары, играя роль уравновешенного рычага. Когда у одного из колес отсутствует сцепление с дорогой, тогда оно имеет небольшую величину крутящего усилия, поэтому благодаря дифференциалу, находящееся на дороге колесо будет иметь такую же величину напряжения. Говоря проще, при прокруте одного колеса, на втором отсутствует тяговое усилие, в результате чего ухудшается проходимость транспортного средства.

  Дабы повысить проходимость, была разработана специальная система частичной либо полной блокировки дифференциалов.

  Ее работа оценивается коэффициентом блокировки (КБ), который рассчитывается из величин усилия, прилагаемого к отстающему колесу по отношению к опережающему. Когда на машине установлен симметричный дифференциал, то его КБ=1. Если же в конструкции используется дифференциальная система с повышенным трением, величина КБ может достигать 5. Чем выше это значение, тем более проходимым будет транспортное средство. Дифференциалы разделяются на следующие типы:

   1. Система полной блокировки

  Зачастую такой тип дифференциала является прерогативой большегрузного транспорта и автомобилей повышенной проходимости, для улучшения динамических характеристик при движении в условиях бездорожья. В случае, когда его включение необходимо, достаточно нажать соответствующую клавишу. Очень важно вовремя отключить блокировку (перед выездом на трассу), иначе полуоси могут выйти из строя.

  В качестве примера можно привести дифференциал автомобиля «Нива». Если вовремя не отключить систему, колеса будут продолжать вращаться с одинаковыми угловыми скоростями, что отрицательно отразится на управлении автомобилем, и послужит причиной повышенного износа покрышек.

   2. Вискомуфта

  Специальная, состоящая из нескольких дисков муфта, величина передаваемого усилия в которой начинает увеличиваться с возрастанием разности скоростей. Такая система нашла широкое применение в простых конструкциях полноприводной трансмиссии либо играет роль блокиратора дифференциала.

  Муфта имеет цилиндрическую конструкцию, которая заполнена специальной технической жидкостью. На свойствах этой жидкости и основано функционирование вискомуфты: с ростом ее температуры увеличивается вязкость и величина усилия. Помимо жидкости внутри муфты располагаются перфорированные диски, которые соединяются с ведомым и ведущим валами.

  При стабильном прямолинейном движении скорость обеих валов примерно одинакова. Но, стоит колесам начать пробуксовывать, как скорость вращения входного вала значительно увеличится, силиконовый состав, взаимодействуя с дисками внутри муфты, начинает нагреваться, в результате чего произойдет большая передача усилия выходному валу, соответственно колеса начнут вращаться быстрее.

  Ее основной недостаток – это продолжительное время, необходимое для того, чтобы вискомуфта включилась в работу. К тому же оптимальное ее устройство с желаемыми характеристиками подобрать очень сложно. По этой причине, большинство современных автопроизводителей не используют такую конструкцию дифференциальной системы в своих автомобилях.

  3. Дифференциал Торсен

  Такая дифференциальная система очень чувствительна к изменениям величины крутящего момента. Сателлиты дифференциальной передачи имеют перпендикулярное расположение относительно оси корпуса, и взаимодействуют друг с другом благодаря зубцам. Усилие с них на шестерни полуосей передается через червячную передачу. При вхождении в поворот шестерня полуоси отстающего колеса начинает приводить в движение взаимодействующий с ней сателлит, который агрегатируется со вторым сателлитом и вращает его, а уже он – шестерню полуоси.

  Благодаря описанной системе колеса транспортного средства имеют разные скорости вращения, а сила трения, которая возникает во время работы червячной передачи при различной величине усилия на колесах, выступает в роли блокиратора дифференциала.

  К минусам Торсена относится его сложная конструкция, которая к тому же еще и дорогостоящая. Ввиду этого возникают определенные трудности с ремонтов в случае поломки системы.

   4. Дифференциал Квайф

  В его конструкции оба ряда сателлитов устанавливаются параллельно центральной части корпуса. Отметим, что располагаются они внутри закрытых отверстий корпуса. Взаимодействие сателлитов с полуосями осуществляется согласно сторон их расположения, то есть, правые сателлиты связаны с правой полуосью, а левые – приводят в движение левую. Помимо этого расположенные параллельно сателлиты связаны друг с другом через один.

  Если на одно колесо передается меньше усилия, то скорость вращения шестерни его полуоси значительно меньше скорости вращения дифференциала. Далее шестерня начинает взаимодействовать со связанным с ней сателлитом, который передает это усилие на парный с ним сателлит, после чего – крутящий момент передается уже полуоси. Благодаря этому колеса при вхождении в поворот имеют разные скорости.

  Из-за того, что колеса имеют различные величины крутящего момента, в винтовом соединении появляются всевозможные силы, которые начинают прижимать сателлиты с шестернями их торцевыми сторонами к разделителю, крышкам либо корпусу. Это вызывает силу трения, которая позволяет заблокировать дифференциал, в результате чего увеличивается тяговая сила транспортного средства и повышается его проходимость.

  Добавим, что система Квайф (quaife) очень популярна при проведении тюнинга автомобилей. 

  Видео работы дифференциала Торсен:

  Видео работы Вискомуфты: 

Автор

Super User

Комментируют

Топ блоги

Новая Acura MDX.

Hyundai Ioniq — два гибридных и один электрический

KIA Optima Sportwagon.

Состоялась премьера нового седана Elantra от Hyundai

Секретки для охраны авто.

Что такое автомобильный дифференциал

3/11 Geddes Street Balcatta WA 6021

Запрос сегодня: (08) 9240 5449

Эл. адрес

Автомобильные дифференциалы с годами становятся все более сложными, развиваясь для удовлетворения потребностей более мощных и совершенных автомобилей. Тремя наиболее распространенными типами автомобильных дифференциалов являются открытые, заблокированные, с ограниченным проскальзыванием и дифференциалы с вектором крутящего момента.

Что такое автомобильный дифференциал?

Вы можете подумать – что такое дифференциал? Проще говоря, автомобильные дифференциалы используют специальные шестерни, которые позволяют двум колесам, соединенным с одной осью, вращаться с разными скоростями.

Основное назначение дифференциалов — позволить автомобилям легко проходить повороты. Когда ваша машина поворачивает за угол, внешнее колесо должно вращаться быстрее, чем внутреннее, так как у него больше места для покрытия.

Дифференциал достигает этого путем равномерного распределения крутящего момента на оба колеса, что позволяет им реагировать, обеспечивая сцепление с дорогой или реагируя на сопротивление. Колесо с наибольшим сопротивлением будет вращаться меньше, а колесо с наименьшим сопротивлением будет вращаться быстрее.

История автомобильных дифференциалов

До изобретения автомобилей все фургоны, колесницы и повозки страдали от одной и той же проблемы: одно из передних или задних колес буксовало или пробуксовывало при попытке повернуть за угол. Промышленная революция добавила новую проблему, которую необходимо решить: как сделать так, чтобы колеса с приводом от двигателя, установленные на одной оси, вращались независимо друг от друга?

Самые ранние модели автомобилей не знали, как решить эту дилемму, и просто приводили каждое колесо в движение на независимой оси. Наличие двух комплектов переднего и заднего дифференциалов было далеко не идеальным решением, поскольку колеса часто имели недостаточную мощность и часто сталкивались с проблемами сцепления на чем-либо, кроме твердой ровной поверхности. В конце концов, в 1827 году французский часовщик Онесифор Пеккер изобрел открытый дифференциал, от которого произошли все другие дифференциальные системы.

Различные типы автомобильных дифференциалов

Что такое открытый дифференциал?

Самая старая и наиболее распространенная конструкция — открытый дифференциал, так как она проста и надежна.

Шестерня с приводом, расположенная на конце карданного вала, входит в зацепление с зубчатым венцом, который передает мощность на обе оси через другой набор шестерен. Открытый дифференциал разделяет крутящий момент двигателя на два выхода, позволяя колесам вращаться с разной скоростью.

Эта установка идеально подходит для большинства серийных автомобилей. Единственная слабость в том, что когда только одно колесо начинает пробуксовывать, вся мощность по существу направляется на колесо с наименьшим сцеплением. Это делает открытый дифференциал не идеальным для езды по бездорожью или скоростных гонок.

Открытый дифференциал Преимущества:

• Базовая конструкция делает его относительно дешевым в производстве и покупке

Открытый дифференциал Недостатки:

• дифференциалы не подходят для мощных автомобилей или неровных поверхностей

Что такое блокируемый дифференциал?

Блокируемый или блокируемый дифференциал — это вариант, используемый в автомобилях, которые преимущественно ездят по бездорожью. Блокируемый дифференциал почти идентичен открытому дифференциалу по конструкции и функциям. Он по-прежнему распределяет крутящий момент двигателя между двумя колесами одинаково, как открытый дифференциал.

Основное отличие состоит в том, что блокируемые дифференциалы могут блокироваться на месте, создавая фиксированную ось вместо независимой. Оба колеса могут двигаться с одинаковой скоростью независимо от того, потеряет сцепление одно колесо или нет. Это означает, что оба колеса должны застрять в грязи или льду, чтобы вы действительно застряли. Однако это также означает, что зажатие ветки под одним колесом часто может привести к тому, что вы не застрянете.

Блокируемый дифференциал Преимущества:

• Заблокированный дифференциал может иметь большее сцепление с дорогой, чем открытый дифференциал

Заблокированный дифференциал Недостатки:

• Заедание может произойти, когда в трансмиссии создается избыточный крутящий момент, и его необходимо снять – это происходит, когда колеса движутся с разной скоростью и крутят оси
• Вождение может быть очень трудным на поверхностях с высоким сцеплением, поскольку оба ведущих колеса вращаются с одинаковой скоростью

Что такое дифференциал повышенного трения?

Дифференциалы повышенного трения сочетают в себе преимущества блокируемых и открытых дифференциалов за счет более сложной конструкции. В нем используется встроенная система сцепления, которая автоматически блокирует левую и правую стороны оси вместе, когда вращающееся колесо начинает терять сцепление с дорогой и проскальзывать.

По понятным причинам дифференциал повышенного трения часто является предпочтительным дифференциалом для высокопроизводительных транспортных средств, транспортных средств, буксирующих тяжелые грузы, и гоночных автомобилей.

Дифференциал повышенного трения Преимущества:

• Автоматически блокируется при пробуксовке

Дифференциал повышенного трения Недостатки:

• Невозможно полностью заблокировать — для передачи крутящего момента системе требуется разность скоростей между двумя сторонами
• Чисто механический самоблокирующиеся дифференциалы являются реактивными – они не начинают блокироваться до тех пор, пока не произойдет проскальзывание колес
• Часто требуется регулярная замена масла, а сцепление с большей вероятностью изнашивается и требует замены

Что такое дифференциал распределения крутящего момента?

Дифференциал с вектором крутящего момента представляет собой последнее достижение в технологии автомобильных дифференциалов. Дифференциалы с вектором крутящего момента включают в себя сложный набор датчиков и электроники для сбора данных от системы рулевого управления автомобиля, положения дроссельной заслонки и дорожного покрытия.

Дифференциал затем может распределить оптимальный уровень мощности на каждое колесо в соответствии с этими данными. Дифференциал крутящего момента может обеспечить максимальное сцепление с дорогой при прохождении поворотов, что значительно повышает производительность.

Дифференциал векторизации крутящего момента Преимущества:

• Точная настройка крутящего момента, подаваемого на каждое ведущее колесо
• Может замедлять или ускорять вращение автомобиля на поворотах благодаря датчику крутящего момента сложный, дорогой и неэкономичный

Уход за автомобильным дифференциалом

Скромный автомобильный дифференциал — это компонент, на который мало кто обращает внимание при регулярном техническом обслуживании. Он аккуратно спрятан с глаз долой, безупречно выполняет свою работу — пока не перестанет.

Если задуматься о том, насколько неотъемлемой частью функциональности любого автомобиля является автомобильный дифференциал, становится очевидным, почему так важно поддерживать его в идеальном состоянии. В конце концов, без автомобильного дифференциала ваш автомобиль не сможет эффективно поворачивать.

Со временем дифференциальная жидкость может загрязняться и загрязняться. Продолжать движение с загрязненной дифференциальной жидкостью рискованно, так как это может привести к ненужному износу компонентов. В худшем случае загрязненная жидкость может привести к необратимому повреждению автомобиля.

Запланируйте замену масла в дифференциале каждые 50 000 км пробега квалифицированным специалистом. Чистое свежее масло защитит ваш дифференциал и сделает поездку более безопасной.

Обслуживание дифференциала автомобиля

Как и в случае с любым другим компонентом автомобиля, регулярное обслуживание обеспечивает оптимальную работу.

Его очень сложный характер означает, что специалист по автомобильным трансмиссиям должен выполнять любые работы по техническому обслуживанию. Тем не менее, изучение предупреждающих признаков проблем с дифференциалом автомобиля может позволить вам принять меры до того, как произойдет какое-либо реальное повреждение.

Если вы обнаружите что-либо из перечисленного, как можно скорее отремонтируйте дифференциал:

• Свистящий звук при ускорении
• Свистящий звук при торможении
• Урчание рулевого колеса или свистящий звук при превышении определенной скорости
• Регулярный лязгающий звук, который повторяется через каждый метр или около того
• Стук при повороте
• Грохот при повороте может свидетельствовать об износе колесных подшипников шарниры или разбалансированный карданный вал
• Стук при трогании с места или при включении/выключении газа может быть вызван ослаблением вилки, плохим карданным шарниром, изношенной раздаточной коробкой или деталями трансмиссии

Свяжитесь со специалистами по дифференциалам сегодня!

Ваш автомобиль или грузовик не сможет уехать слишком далеко без возможности поворота. Для обслуживания дифференциала и трансмиссии автомобиля обращайтесь к специалистам Auto Trans R Us в Перте. Свяжитесь с командой Auto Trans сегодня, отправив запрос, написав нам по электронной почте [email protected] или позвонив нам по телефону (08) 9025 3214!

• Имя*
• Электронная почта*
• Телефон*
• Дополнительная информация
• Капча

Что такое дифференциал? Типы дифференциалов, функции и принцип их работы [с иллюстрациями]

Дифференциал

Что такое дифференциал?

Что такое дифференциал? Типы дифференциалов, функции и принцип их работы: — Дифференциальную систему можно рассматривать как систему, основной функцией которой является передача крутящего момента двигателя на колеса. Дифференциал работает с помощью мощности, которую он получает от двигателя, а затем разделяет ее, что, в свою очередь, дает возможность колесам вращаться с разной скоростью. Наблюдается, что при повороте внешнее колесо движется дальше и быстрее, чем колесо, находящееся внутри. Таким образом, дифференциал играет важную роль, поскольку представляет собой набор шестерен, которые отвечают за передачу мощности двигателя на колеса, следовательно, задействуя их для поворота с разной скоростью при приближении к повороту.

При рассмотрении переднего привода (FWD) расположение дифференциала таково, что оно находится в том же направлении, что и трансмиссия, находящаяся внутри корпуса, и весь этот блок широко рассматривается как трансмиссия. В то время как в случае заднего привода (RWD) дифференциал расположен между парой задних колес, в непосредственной связи с трансмиссией с помощью карданного вала. В случае полноприводных (AWD) и полноприводных (4WD) автомобилей имеется дополнительная установка межосевого дифференциала или раздаточной коробки, которая помогает в распределении мощности спереди и сзади.

Дифференциал классифицируется как следующие основные типы:

1. Открытый дифференциал
2. . Дифференциал: (Типы дифференциалов)

   Открытый дифференциал

   Открытый дифференциал относится к одной из самых основных форм дифференциала, который состоит из двух половин оси с шестернями на обоих концах. Обнаружено, что они соединены вместе с помощью третьей шестерни, которая отвечает за создание трех сторон квадрата. Эти дифференциалы дополнительно используются вместе с четвертой передачей для большей прочности. Это то, что приводит к завершению квадрата.

   Эта полная система агрегатов затем дополнительно получает зубчатый венец в картере дифференциала, основная функция которого состоит в том, чтобы удерживать основные зубчатые колеса в правильном положении, и это расположение зубчатого венца, таким образом, приводит к колесам, которые должны приводиться в движение. приводным валом с помощью шестерни. Их называют типом зубчатой ​​передачи, который встречается в открытой дифференциальной системе и, таким образом, считается наиболее распространенным типом автомобильной дифференциальной системы. Это отвечает за формирование базы для различных разнообразных и сложных систем.

   Преимущество такого типа агрегата очень похоже на любой другой дифференциал, описанный ранее. Сосредоточьтесь на том, чтобы помочь оси более эффективно проходить поворот, позволяя колесу находиться на внешней стороне поворота, чтобы оно вращалось со скоростью, которая, по наблюдениям, является более высокой по сравнению с внутренним колесом, поскольку оно должно охватывать больше земли. Еще одним преимуществом этой системы единиц является то, что она сравнительно дешевле в производстве.

   В то же время система имеет определенные недостатки, заключающиеся в том, что из-за равномерного распределения крутящего момента между обоими колесами количество мощности, которое может быть передано вперед с помощью колес, ограничивается только колесом. который имеет наименьшее количество сцепления в продаже.

   2. Блокируемый дифференциал: ( Типы дифференциалов )

   Блокированный дифференциал

   Блокированный или блокируемый дифференциал относится к типу дифференциальной системы, которая оказывается более популярной в первую очередь на тех транспортных средствах, которые чаще выезжают за пределы дорог. Эти дифференциалы считаются открытыми дифференциалами, но наряду с дополнительным преимуществом их блокировки на месте, если это необходимо, чтобы они работали как фиксированная ось, а не как независимая. Обнаружено, что это происходит либо вручную, либо даже с помощью электроники в зависимости от технологии на транспортном средстве.

   Основное преимущество заблокированного дифференциала заключается в том, что он очень склонен к развитию, чтобы получить значительно большее тяговое усилие по сравнению с одновременным открытым дифференциалом. Поскольку распределение крутящего момента в этом типе системы не является равным 50/50, что, возможно, может передавать больший крутящий момент на колесо, которое имеет немного лучшую тягу из двух доступных, которым не мешает нижняя часть. тяги, которая присутствует на другом колесе в любой данный момент времени.

   Поскольку пользователь очень редко путешествует с большей скоростью, в то время как пользователь обычно путешествует по поверхностям, которые оказываются шероховатыми и неровными. Существуют различные проблемы, такие как износ по углам на фиксированной оси, когда шина оказывается волочащейся, и поэтому они не являются проблемой.

   У заблокированных дифференциалов есть один недостаток, который обычно проявляется в виде заклинивания, которое появляется довольно часто, когда обнаруживается, что система сталкивается с более высоким нарастанием крутящего момента (энергии вращения) в трансмиссии, что требует немедленного освобождения для лучшего функционирование. В основном это происходит с колесами, которые делают вид, что отрываются от земли, чтобы вернуться в исходное положение, что может снять блокировки, когда они больше не нужны.

   3. Дифференциал повышенного трения: (Типы дифференциалов)

   Дифференциал повышенного трения

   Установлено, что LSD работают таким образом, что они суммируют преимущества как открытых, так и заблокированных дифференциалов через систему, которая проще говоря, не может быть настолько сложным. В основном существует два типа категорий, которые отвечают за использование различных форм сопротивления для получения желаемого эффекта:

   A) Механическая муфта LSD

   Они относятся к типу функций LSD, которые работают по тому же принципу основной передачи, что и в открытом дифференциале, который обычно поставляется с парой нажимных колец. Основная функция этого LSD заключается в приложении усилия к обоим наборам дисков сцепления, которые расположены параллельно шестерням. LSD механического сцепления — это те, которые, как выяснилось, далее делятся на подтипы, которые функционируют немного по-другому и подвергаются изменениям, когда наблюдается изменение давления на диски сцепления:

   • Рассматривая случай одностороннего LSD, оказывается, что давление оказывается только в тот конкретный момент, когда обнаруживается ускорение. Это приводит к выводу, что при выполнении любой операции поворота и сброса мощности дифференциал функционирует как дифференциал открытого типа, который отвечает за независимое вращение этих колес, тогда как всякий раз, когда ощущается сила ускорения, принудительное вращение дифференциала приводит к трению между дисками сцепления, что приводит к их блокировке на месте для увеличения тяги.
   • Двухсторонний LSD — это метод, похожий на односторонний LSD, он поднимается на единицу и, как правило, оказывает большее давление на диски сцепления, даже когда они подвергаются замедлению. Основной целью этого LSD является улучшение устойчивости при торможении на переменном дорожном покрытии.

   B) Вязкая LSD

   Вязкая LSD является вторым типом дифференциала повышенного трения, в котором обнаружено значительное количество использования густой жидкости в местах, где муфты отвечают за создание сопротивления, которое фактически требуется с целью изменить поведение дифференциалов в открытом и заблокированном состоянии. Из-за того, что они содержат гораздо меньше движущихся частей, которые одновременно сравниваются с механическим LSD, VLSD, таким образом, считается более простым, о котором также говорят, что он обладает более широким спектром достоинств, а также недостатков, которые можно сравнить.

   К VLSD относятся те, которые успешно направляют крутящий момент более эффективно и действенно, так что колесо имитирует большее сцепление с дорогой. Поскольку обнаружено, что жидкость имеет тенденцию действовать, оказывая сопротивление на скорости, в случае, если колесо теряет сцепление с дорогой и пробуксовывает, разница в скорости между двумя колесами, которая присутствует внутри дифференциала, отвечает за создание большего сопротивления на колесо, которое движется медленно, передавая на него большую часть крутящего момента от приводного вала.

   4. Сварной дифференциал: (Типы дифференциалов)

   Сварной дифференциал

   Сварные дифференциалы более или менее функционируют как блокируемый дифференциал, с той лишь разницей, что он подвергается постоянной сварке из дифференциала (открытого) в фиксированный ось. Это делается только в некоторых специфических ситуациях, когда необходимы характеристики фиксированной оси, которые упрощают одновременное вращение обоих колес, например, в автомобилях, предназначенных для дрифта.

   Назначение сварного дифференциала состоит в том, чтобы поддерживать вращение обоих колес сзади автомобиля с одинаковой/одинаковой скоростью, но поскольку колесо, находящееся снаружи, вращается сравнительно быстрее, чем колесо, находящееся на внутренней стороне в поворот, поддержание одинаковой скорости на обоих колесах приведет к тому, что внутреннее колесо потеряет сцепление с дорогой и, в конечном итоге, пробуксовывает, что сделает избыточную поворачиваемость весьма распространенной. Но сварка дифференциала — вещь очень постоянная и не может быть изменена позже, и она также будет иметь побочные эффекты.

   В большинстве случаев это не рекомендуется, так как тепло от сварки может привести к серьезному снижению прочности компонентов и вызвать катастрофический отказ детали, что потенциально может привести к опасным случаям взрыва сломанных шестерен дифференциала через корпус дифференциала и стать угроза безопасности других пешеходов и участников дорожного движения.

   5. Активный дифференциал: ( Типы дифференциалов )

   Активный дифференциал

   Будучи более или менее похожим на самоблокирующийся дифференциал, активный дифференциал заканчивает воздействовать на определенные механизмы, чтобы обеспечить системе необходимое сопротивление для дальнейшая передача крутящего момента из стороны в сторону, но вместо того, чтобы полагаться на чисто механические силы, эти сцепления также могут активироваться электронным способом.

   Этот активный дифференциал может использовать электронику для искусственного изменения механических сил, воздействующих на систему, путем изменения условий движения. Это делает их программируемыми и отныне управляемыми, а с помощью ряда датчиков, установленных по всему транспортному средству, компьютер может сам определять, какие ведущие колеса и когда ему требуется мощность.

   Это значительно повышает производительность, особенно на дорожных покрытиях, которые не являются хорошими, и особенно используется в раллийных автомобилях, которым приходится выдерживать быстро меняющиеся условия вождения и которым требуется система, которая может поддерживать себя при непрерывных регулировках, которым подвергается автомобиль.

   6. Дифференциал Torsen: (Типы дифференциалов)

   Дифференциал Torsen

   Дифференциал Torsen (датчик крутящего момента) использует некоторые особенно умные зубчатые передачи для правильной работы и обеспечивает возвратно-поступательный эффект, аналогичный эффекту, который наблюдается в дифференциале повышенного трения. без использования каких-либо сцеплений или сопротивления жидкости.

   Это достигается за счет добавления слоя червячной передачи к традиционному набору шестерен открытого дифференциала. Эти наборы червячных передач, которые воздействуют на обе оси, обеспечивают необходимое сопротивление для открытия передачи крутящего момента, что затем успешно достигается за счет того, что червячные передачи находятся в зацеплении (постоянно) друг с другом с помощью прямозубых шестерен, которые соединены .

   Кроме того, открытый дифференциал всегда имеет тенденцию распределять свой крутящий момент 50/50 между каждым из своих колес из-за его высокой способности направлять значительно более высокий процент крутящего момента через одно колесо в зависимости от передаточного отношения шестерен, кручения Дифференциал очень полезен.

   7. Дифференциал векторизации крутящего момента: (Типы дифференциалов)

   Дифференциал векторизации крутящего момента

   Дифференциал векторизации крутящего момента считается еще более усовершенствованной системой с электронными усовершенствованиями, которая может даже изменять и манипулировать углом/динамикой/вектором автомобиля в поворотах и ​​вне их, позволяя только определенным колесам развивать больший крутящий момент в ключевые моменты, что приводит к улучшению характеристик на поворотах.