Сегодня мы узнаем, что называется автомобильным дифференциалом, какие особенности имеются у данного элемента трансмиссии, а также рассмотрим основные разновидности и типы таких устройств. Кроме того, расскажем про основные достоинства и недостатки того или иного вида диффернциала
АВТОМОБИЛЬНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ. ПОНЯТИЕ, ОСОБЕННОСТИ И ВИДЫ
Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильным дифференциалом, какие особенности имеются у данного элемента трансмиссии и каков его принцип работы. В обзоре будут также рассмотрены основные разновидности, типы таких устройств, а также их отличия один от другого. Кроме того, расскажем про основные достоинства и недостатки того или иного вида диффернциала.
Дифференциал необходим автомобилю для того, чтобы при движении в поворотах колеса оси ведущего типа транспортного средства, которые проходят путь разной длины не проскальзывали и вращались с разными скоростями. Дифференциал обеспечивает всем четырем колесам машины полный контроль в управлении, а шинам максимальную сцепку с дорожным покрытием в любых ситуациях.
1. Понятие, принцип работы и разновидности автомобильного дифференциала
Дифференциалом называется специальный механизм, который обеспечивает вращение с различной скоростью колес ведущей оси и единым крутящим моментом, который подводится к ним. При наличии в автомобиле коробки передач на одну ведущую ось, дифференциал устанавливается между приводными колесами и называется межколесным дифференциалом. В автомобилях с полным приводом данное устройство располагается между ведущими осями и носит название межосевого дифференциала.
Показатель произведения силы тяги на параметры радиуса колеса показывают уровень крутящего момента, который должен передаться на колеса дифференциалом. В том случае, если сцепление с дорожным полотном крайне слабое или одно из колес не имеет контакта с дорогой, крутящий момент с силой тяги на колесную базу не может обеспечиваться на должном уровне, в связи с чем транспортное средство не способно продолжать движение. Такая особенность имеется у дифференциалов с шестернями конического типа, которые на сегодняшний день очень востребованы. Такой вид устройства получило название симметричный дифференциал, потому что поровну распределяет крутящий момент между всеми колесами автомобиля.
Равное распределение крутящего момента между колесами автомобиля происходит благодаря тому, что такой механизм, как сателлит функционирует на подобии равноплечего рычага и обеспечивает передачу только одинаковых усилий к шестерням полуоси, а также к ведущим колесам соответственно. При наличии слабого контакта с дорожным полотном одного из колес, то оптимальный крутящий момент на него направляется небольшой и симметричный тип дифференциала подводит точно такое же усилие к другому колесу. Таким образом, при пробуксовке одного из колес, сила тяги на 2-ом колесе будет нулевая, что в свою очередь негативно сказывается на общей проходимости автомобиля. Ниже на изображении можем наглядно видеть принципиальную схему строения симметричного дифференциала и его основные узлы.
Для улучшения функционирования на транспортных средствах используют полную или частичную блокировку дифференциала. Степень блокировки, в которой оценивается специальным блокировочным коэффициентом. Данный показатель имеет сокращенную аббревиатуру — Кб или коэффициент блокировки и означает соотношение крутящего момента на отстающем колесе к моменту на забегающем. Величина для дифференциала симметричного типа всегда должна быть равна единице, а для дифференциалов повышенного трения, может варьироваться от единицы до пяти. Считается, что чем выше коэффициент блокировки, тем лучше проходимость автомобиля. Например, при коэффициенте блокировки дифференциала равному трем, момент на отстающем колесе будет в 3 раза выше, чем на буксующем. Таким образом, на колесе в момент пробуксовки будет доступен показатель коэффициента от 20 до 70 процентов, в зависимости от потенциала блокирующего устройства.
На сегодняшний день существует порядка 4 основных видов автомобильных дифференциалов, принцип действия, которых мы подробно рассмотрим ниже в нашем материале.
2. Понятие и принцип действия дифференциала с полной блокировкой
Дифференциал с полной блокировкой или как его еще называют принудительной применяется, как правило на грузовых машинах и внедорожниках, для того, чтобы увеличить проходимость на бездорожье или пересеченной местности. Такой вид дифференциала подключается по мере необходимости, при помощи специальных клавиш, которые расположены в салоне. Главным нюансом при включенном дифференциале является то, что необходимо не забыть отключить блокировку при выезде на сухое дорожное полотно, чтобы избежать в дальнейшем неисправности полуосей.
Примером автомобиля с блокировкой межосевого дифференциала является отечественный ВАЗ 2121 или в народе «Нива«. Дифференциал приводится в рабочее состояние принудительно. Скорость всех колес находящихся под углом в данной системе одинаковая и равная, что нарушает условия движения транспортного средства по кривой. Данный момент в свою очередь приводит к ускоренному износу шин, а также ухудшению управляемости по твердому дородному полотну.
3. Понятие и принцип действия вискомуфты
Вискомуфтой называется муфта многодискового типа, в которой передаваемый момент вращения увеличивается с ростом разности скоростей ведущего вала к ведомому. Такая система используется в механизмах с упрощенным полным приводом, как блокирующее устройство дифференциала.
Принцип функционирования такой системы, как вискомуфта основывается на специальных качествах уникальной в своем роде жидкости, главным элементом, в которой является силикон. Данная жидкость при повышении уровня рабочей температуры не теряет свою вязкость, она не изменяется, хотя даже у моторного масла она бы повысилась. Сама по себе вискомуфта — это своего рода цилиндр, который заполнен силиконовой жидкостью. Внутренняя область цилиндра заполнена перфорированными дисками, которые соединены через один с ведущим и ведомым валами соответственно.
В полноприводных коробках передач в обычном режиме функционирования валы движутся почти с одинаковой скоростью, входной вал при помощи действий крутящего момента от ведущего моста, который является основным, а выходной непосредственно приводит в движение колеса автомобиля, с которыми он связан. Когда происходит пробуксовка колес главного или ведущего моста, то входной вал начинает вращаться быстрее выходного, визуально выглядит, что автомобиль, как будто стоит на месте, однако в этот момент силиконовая жидкость в цилиндре начинает сильно нагреваться от трения о диски. Далее муфта под нагревом внутренней жидкости начинает производить передачу большего крутящего момента на выходной вал.
Основным недостатком такой системы, как вискомуфта является то, что на срабатывание самого механизма муфты необходимо определенное время, а идеальные ее параметры довольно сложно рассчитать. Исходя из этого сегодня многие производители автомобилей отказываются от использования вискомуфт в сторону управляемых бортовым компьютером многодисковых сцеплений.
4. Понятие и принцип действия дифференциала торсен
Понятие дифференциальной системы под названием «Торсен» образовывается от словосочетания «Крутящий момент» (Torque) и «Чувствительность» (Sensing). Таким образом, известная дифференциальная система «Торсен» образована от общего понятия — чувствительности к крутящему моменту. Соединяющие элементы такой системы или сателлиты расположены в главном корпусе перпендикулярно его оси и объединяются между собой попарно при помощи зацепления методом прямого зубца, а с полуосевыми шестернями они связываются зацеплением червячного типа. Когда автомобиль входит в поворот, то полуосевая шестерня, которая связана с отстающим колесом начинает поворачивать входящий с ней в сцепку сателлит, а он в свой черед начинает вращение 2-го сателлита и шестерню полуоси соответственно.
Благодаря образованию жесткой кинематической связи между колесами транспортного средства у них появляется возможность крутиться с различной скоростью. Отметим, что сила трения, которая получается в сцепке червячного типа от разности крутящих моментов на колесах, производит блокировку основного дифференциала. Недостатком конструкции служит то, что такое устройство тяжело и затратно производить, а также дорого обслуживать.
5. Понятие и принцип действия дифференциала системы квайф
В дифференциалах системы квайф, сателлиты располагаются в 2 ряда причем параллельно оси вращения корпуса. При этом сателлиты установлены не на самих осях, а располагаются в закрытого типа со всех сторон отверстиях основного корпуса. Правый ряд сателлитов, как правило, их количество составляет от трех до пяти, входят в сцепку с правой шестерней полуоси, а левый ряд сателлитов, соответственно с левой полуосью. Заметим, что сами сателлиты из различных рядов зацепляются друг с другом через один.
При отставании одного из колес автомобиля, связанная с ним шестерня полуосевого типа начинает производить вращение со скоростью меньшей основного корпуса дифференциала и при этом поворачивать входящий с ней в сцепку сателлит. Сателлит дает движение соседнему элементу, а он тем временем, раскручивает полуосевую шестерню. Таким образом, появляются различные обороты каждого колеса при повороте транспортного средства.
Отметим, что из-за разности показателей крутящих моментов на колесах автомобиля возникают различные силы трения, которые производят блокировку, что в свою очередь повышает силу трения самой тяги машины и увеличивает ее проходимость. Наибольшее распространение в автомобилестроение дифференциальные системы с типом действия квайф получили в тюнинге и усовершенствовании транспортных средств.
Видео обзор: «Автомобильный дифференциал. Понятие, особенности и виды»
В заключении отметим, что выше перечисленные автомобильные дифференциальные системы являются наиболее востребованными на сегодняшний день среди автопроизводителей, в связи с их довольно высокой надежностью, ремонтопригодностью и стоимостью обслуживания. Заметим, что в отличие от мощности и угловой скорости вращения, крутящий момент дифференциалом разделяется на жестко и неизменно. Поэтому от этого и пошли такие понятия, как симметричный (момент вращения делится, как соотношение 50/50) или не симметричный дифференециалы (крутящий момент делится в неравных соотношениях, например 80/20 или наоборот). При суммировании крутящие моменты системы дифференциала всегда складываются в один по определенным правилам.
БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ. ОСТАВЛЯЙТЕ СВОИ КОММЕНТАРИИ, ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.
ЖДЕМ ВАШИХ ОТЗЫВОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЙ.
ЖДЕМ ВАШИХ ОТЗЫВОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЙ.
