Дифференциал как работает: Что такое дифференциал и как он работает

Содержание

ЧТО ТАКОЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛ И КАК ОН РАБОТАЕТ?

Таким образом, дифференциал состоит из следующих основных частей:

  • Ведущий вал — передаёт крутящий момент, ведя его от коробки передач к началу дифференциала
  • Ведущая шестерня ведущего вала — косозубая небольшая шестерня в форме конуса, которая используется для сцепки с механизмом дифференциала
  • Коронная шестерня — ведомая шестерня также в форме конуса, которая приводится в движение (вращение) ведущей шестерней. Ведущая и ведомая шестерня, вместе взятые, называются главной передачей и именно они служат последним этапом уменьшения скорости вращения, которое в конечном счёте достигнет колёс (коронная шестерня всегда меньше ведущей, а, значит, ведущей шестерне придётся сделать намного больше оборотов, пока ведомая сделает всего один оборот вокруг себя).
  • Шестерни полуосей — это последние шестерни на пути передачи вращения от ведущего вала к колёсам.
  • Сателлиты — планетарный механизм, который как раз и осуществляет ключевую роль в обеспечении разности вращения колёс при повороте.
  • Полуоси — валы, идущие от дифференциала непосредственно к колёсам.

А теперь давайте перейдём к ключевому и самому важному понимаю, как работает дифференциал, и посмотрим на анимации ниже, как вышеперечисленные компоненты открытого дифференциала работают в двух случаях:

  • Когда автомобиль едет прямо.
  • Когда автомобиль поворачивает.

Какой главный недостаток дифференциала?

Открытый дифференциал передаёт вращение тому или иному колесу практически в любом соотношении, в том числе и в соотношении 100%/0% — когда одно из ведущих колёс принимает весь крутящий момент на себя. В то же время распределение такого вращения между колёсами происходит при изменении нагрузки на эти колёса (а вместе с ними на полуоси) — то есть колесо с меньшей нагрузкой в повороте получает больше вращения. Но здесь кроется один существенный недостаток, который имеет место при определённых условиях, а именно, когда оба ведущих колеса находятся в грязи, снегу или на льду, и автомобиль начинает буксовать — в этом случае то колесо, которое имеет меньшее сцепление с поверхностью, будет получать львиную долю вращения.

Проще говоря, если Вы, к примеру, застряли в снегу, сев «на пузо» — когда одно колесо сцеплено с поверхностью снега, а второе вовсе висит в воздухе, то получать мощность за счёт соответствующего распределения по полуосям дифференциала будет как раз то колесо, которое находится на весу, и именно оно будет беспомощно крутиться в воздухе. Особенно остро данная проблема стоит у внедорожников и вездеходов.

Какие виды дифференциалов бывают?

Решением этих проблем является дифференциал повышенного трения (LSD, его ещё называют дифференциалом с ограниченным проскальзыванием). Дифференциалы повышенного трения используют различные механизмы для обеспечения нормального дифференциального действия в различных условиях езды. Когда колесо скользит, такой дифференциал позволяет передать больше крутящего момента как раз на нескользящее колесо.

На внедорожниках и вездеходах также применяются дифференциалы с ручным отключением, которые, впрочем, очень часто не защищены от случайного отключения или отключения не в то время по незнанию — дело в том, что возможность отключения дифференциала на ходу влечёт за собой возможную его поломку, и это распространённая проблема.

Что такое вискомуфта (вязкая муфта)?

Вискомуфта чаще всего встречается во всех полноприводных машинах. И, если Вы читали статью о принципе работы гидротрансформатора, то знайте, что вискомуфта имеет схожую с ним схему работы. Она широко используется для связи задних колёс с передними таким образом, что когда один набор колёс начинает проскальзывать, крутящий момент будет передан на другой набор, тем самым решая злободневную проблему буксующего колеса, описанную выше.

Вязкая муфта имеет два набора пластин внутри герметичного корпуса, который заполнен вязкой жидкостью (несколько более вязкой, чем трансмиссионное масло, к примеру). Один набор пластин соединён с каждым выходным валом. В нормальных условиях оба набора пластин и их порция вязкой жидкости движутся с одной и той же скоростью. Но когда одна ось пытается вращаться быстрее, возможно, потому что она проскальзывает, множество пластин, соответствующих колёсам этой оси, вращаются быстрее, чем другие. Вязкая жидкость, находящаяся между пластинами, пытается догнать более быстрые диски, тем самым ведя за собой к этому и медленные диски. Это передает больший крутящий момент на медленнее вращающиеся колёса, которые как раз и не скользят.

Как работает дифференциал? — Автомобильный БЛОГ

Каждый узел автомобиля по-своему уникален, техническое решение создавалось и  с течением времени и, при ужесточении требований к характеристикам вождения, совершенствовалось. Для повышения актуальности автомобилей в 30-е годы прошлого столетия были созданы небольшие документальные фильмы на эту тему, рассказывающие о работе узлов автомобиля. Сейчас мы покажем, как работает дифференциал, на практике, что это станет понятным даже новичку в этой области.

Дифференциал – что это?

Понятие дифференциала для многих любителей автомобиля имеет общие и слишком расплывчатые контуры. По мнению ряда владельцев, это один из узлов транспортного средства. На практике это механизм в составе трансмиссии, устанавливаемой в транспортных средствах и технологических машинах, участвующий в передаче механической работы на колеса автомобиля. Тем не менее, определение не совсем понятно, пока не будут раскрыты его функции.

В техническом плане с помощью дифференциала передается мощность с одновременным ее делением на два дифференциальных (независимых) потока мощности, которые впоследствии связываются и суммируются. В результате этот делать трансмиссии помогает колесам двигаться в разных плоскостях и с разной скоростью, то есть помогает выполнять разные фигуры при движении.

Предлагаем вам ознакомиться с двумя видами видео – прошлого века и одного из авторов автомобильных каналов, раскрывающих тему, как работает дифференциал, с разных точек зрения.

Дифференциал глазами наших предков

На заре автомобильной эры обучающие видео строились на основе объяснения физического явления на прототипе. Для описания дифференциала делалось сравнение взаимодействия мотоциклистов, выполняющих групповые пилотажные фигуры, и автомобильной трансмиссии. Водитель на внешнем радиусе проезжает большую длину пути, чем мотоциклист, движущийся по внутреннему радиусу круга. Кроме того, их движение отличается и разной скоростью. Это же касается и колес, которые движутся по криволинейной траектории, например, на повороте. Именно такое движение предназначен обеспечивать дифференциал трансмиссии.

При выполнении фигур каждое колесо вращается на своей оси. В ранних автомобилях колеса вращались независимо, и только одно из них соединялось с двигателем. Но в случае одного ведущего колеса автомобиль имеет меньшую тягловую силу и рано или поздно застрянет в какой-нибудь яме. Если же оба колеса присоединить к трансмиссии без дифференциала, они будут зависимы, что также не является желательным решением, так как уровень управляемости и устойчивости такого транспортного средства резко падает.

Дифференциал является частью задней или передней оси двигателя. Путем распределения мощности в процессе передачи мощности с маховика двигателя на трансмиссию колеса получают возможность вращаться с разной скоростью. На словах это воспринимается довольно сложно, но сам принцип позволяет разобраться с характером работы, на первый взгляд, сложного устройства.

Процесс организации дифференциала в трансмиссии

В видео мы вам показываем тестовый пример модельной ходовой. Колеса закреплены на независимых осях:

  • если добавить спицы к осям они также продолжают вращаться независимо;
  • если добавить поперечную планку к спицам, то они будут вращаться одинаково и согласовано. В одном направлении и с одинаковой скоростью;
  • если использовать подобие кронштейна, который будет удерживать планку, затем присоединить его к одной из осей и поворачивать одновременно платформу, то опять же колеса будут вращаться равномерно. Но в данном случае есть отличие, что при установке крестовины вместо кронштейна и начале вращения платформы удается передать на одно колесо большую механическую работу, чем на второе.
    В результате колеса двигаются с разными скоростями, что и требуется для обеспечения нормального плавного тяглового движения.
  • причем в случае с крестовиной есть своя особенность. Если она неподвижна (автомобиль едет прямо), колеса двигаются согласовано и с одинаковой скоростью. Но если крестовина делает поворот, то уже работа передается на колеса по-разному и обеспечивает разные скорости движения.

Усовершенствование конструкции простого дифференциала

В реальном автомобиле на дифференциале, если рассматривать принцип передачи механической работы, увеличивается количество спиц на планке и независимых осях колес. В результате передача передает усилие более точно и обеспечивает более мягкое движение с согласованной передачей разных скоростей на разные колеса.

Если изменять и совершенствовать форму, можно получить современный дифференциал, установленный в каждой машине. Он обеспечивает сглаженные углы, мягкое и тихое движение. Замена спиц на шестерню, а затем и распределение функций между двумя шестернями делает процесс передачи работы с разделением скорости более мягким и адаптивным к условиям вождения.

Для более согласованной работы в механическое устройство инженеры вводят большую шестерню. Она присоединена посредством передачи к двум другим шестерням, соединенным с осями. В показанном примере двигатель соединен с дифференциалом через центральную ось. Если уменьшить узел, то нужно еще учитывать и размеры вала, к которому будет присоединен дифференциал. Вал, соответственно, должен учитывать дорожный просвет и особенности размещения. Если занизить крышу и днище, вал будет находиться в салоне, что будет очень неудобно.

Этого можно избежать, если зацепить приводной вал ниже центральной оси. Решение позволяет достигнуть более плавного контакта между всеми шестернями. В результате передача становится и более тихой.

В результате можно сделать вывод, что любой дифференциал влияет на три основных параметра движения автомобиля:

  • бесшумность;
  • плавность езды;
  • обеспечивает более высокую мощность и проходимость транспортного средства.

Причем в данном случае конструкция узла делает устойчивыми оба задних моста автомобиля.

Как работает современный дифференциал?

Современная трансмиссия имеет, прежде всего, дифференциал с двумя ведущими осями. Если вращается один вал, то движение равномерно, если начинает вращаться вторая ось, то обеспечивается распределение мощностей между колесами, но не совсем обычным образом. На одном колесе скорость будет равняться сумме скоростей валов, а на другой – разнице. Что обеспечивает улучшенную маневренность ведущим колесам и всему автомобилю в целом.

Шестерни могут вращаться с разной скоростью, это усложняет алгоритм передачи работы на оси, но и делает движение более плавным. Количество шестерней разработчики увеличивают, чтобы улучшить не только маневренность, но и тягловую силу тягловую силу. Например, для грузовиков используется 6 и более штук.

Подробно, ознакомиться с работой современного дифференциала вы можете в видео. Чем сложнее его конструкция, тем лучше распределение скоростей между колесами и маневренность автомобиля на поворотах и при движении по криволинейной траектории. Также на способность делать крутые виражи существенно влияет конструкционное решение дифференциала. И, соответственно, сложная конструкция увеличивает стоимость узла и самого транспортного средства.

Заключение

Рассмотренный тип дифференциала называется свободным, у него есть свои достоинства и недостатки. Такое устройство часто используется в электрокарах, в частности, в моделях Тесла. Многие компании совершенствуют свои технические решения, именно это уникализирует их автомобили и придает им особые технические качества, прежде всего, улучшающие надежность движения и снижающие риски аварий.

Если вас интересуют возможности по тюнингу установленной у вас трансмиссии и дифференциала, рекомендуем вам обратиться к специалистам «Элит-Авто». Мы подберем самый оптимальный вариант для вашего автомобиля из существующего на рынке ассортимента.

Что такое дифференциал и как он работает — Рамблер/авто

Двигатель, коробка передач, рулевое управление, подвеска и, конечно, кузов — важнейшие составляющие конструкции автомобиля. Но не только. Не следует забывать про дифференциал, без которого ездить было бы очень сложно. Итак, что такое дифференциал?

О дифференциале знают не все водители, но ощущают его работу постоянно. Дело в том, что при прохождении поворотов колеса автомобиля проходят разный по длине путь. Внешнее по отношению к центру поворота колесо преодолевает более длинное расстояние И разница между путем его и внутреннего колеса по мере увеличения крутизны поворота только увеличивается. Соответственно, каждое из колес вращается с разной скоростью.

Если между колесами существует жесткая связь, то в поворотах они будут проскальзывать и, как следствие, покрышки начнут быстро изнашиваться, расход топлива увеличится, а управляемость и курсовая устойчивость перейдут в разряд условных понятий. На машине, у которой колеса одной оси зафиксированы друг относительно друга получится хорошо ездить боком — к слову, некоторые дрифтеры используют так называемую заварку, приваривая полуоси к сателлитам дифференциала. Но мы все-таки говорим о гражданской, а не спортивной эксплуатации.

Для чего нужен дифференциал

Данное устройство, будучи установленным между колесами (межколесный дифференциал) позволяет ведомым валам вращаться с разными угловыми скоростями. Кроме того, он участвует в передаче крутящего момента на колеса — распределяет тягу или, если речь идет о межосевом дифференциале, то делит ее между передними и задними колесами (ведущей передней и задней осью).

Как устроен дифференциал

Традиционный дифференциал устроен просто и гениально. Принципиальная схема его единая, но некоторые сопутствующие технические нюансы могут отличаться в зависимости от типа привода автомобиля.

Наиболее распространенный конический симметричный дифференциал состоит из следующих основных компонентов — корпус, сателлиты (малые конические шестерни), ось сателлитов и полуосевые шестерни. Ведущая шестерня ведущего вала имеет форму конуса и обеспечивает контакт с механизмом дифференциала, а ведомая шестерня приводится ведущей шестерней. Вместе они представляют собой главную передачу или главную пару.

Кстати, дифференциал называется симметричным, поскольку распределяет подводимую тягу поровну вне зависимости от соотношения угловых скоростей колес.

Как работает дифференциал

При прямолинейном движении сателлиты не вращаются относительно своей оси, при этом каждый из них поровну делит крутящий момент ведомой шестерни главной передачи между шестернями полуосей. Все меняется, когда автомобиль движется в повороте, а колесам приходится преодолевать разное расстояние и вращаться с различной скоростью (внешнее вращается быстрее, а внутреннее медленнее). Происходит вращение сателлитов — они обегают шестерни полуосей и делят крутящий момент пополам между колесами, перераспределяя при этом мощность.

Сколько дифференциалов применяется

Количество дифференциалов может отличаться в зависимости от типа привода. На автомобилях, имеющих одну ведущую ось, присутствует один межколесный дифференциал, который объединен с главной передачей. На полноприводных автомобилях межколесные дифференциалы устанавливаются в каждой ведущей оси. Также устанавливается межосевой дифференциал — он распределяет мощность между ведущими осями в зависимости от длины пути, который проходят колеса.

В системе полного привода типа парт-тайм межосевой дифференциал не применяется — передняя ось подключается жестко и со всеми ведущими колесами эксплуатация допустима только в условиях, когда возможно их взаимное проскальзывание. То есть, в снегу, в грязи, в песке. На ровной твердой поверхности езда с подключенной передней осью провоцирует повышенный износ элементов системы полного привода типа парт-тайм.

Недостаток дифференциала

Применение блокировок, речь о которых пойдет ниже, обусловлено главным недостатком конструкции дифференциала. Дело в том, что дифференциал способен передавать до 100% мощности на одно из ведущих колес. Соответственно, если колесо теряет сцепление с дорогой, то автомобиль не сможет тронуться с места, так как второе не вращается. Происходит это из-за того, что момент сопротивления вращению свободно вращающегося колеса минимален, а, соответственно минимален и крутящий момент, который к нему подводится. Значит, минимальна тяга и на противоположном колесе. И пусть вас это не удивляет, ведь крутящего момента без сопротивления не бывает.

Механизмы блокировки дифференциала

Наиболее простой считается так называемая ручная принудительная блокировка дифференциала, которую обычно можно увидеть на внедорожниках. Происходит блокировка сателлитов благодаря блокировочным муфтам. Система простая и надежная, от водителя требуется лишь не забывать ее отключать при движении по ровному твердому покрытию, иначе можно вывести из строя главную пару и мост.

Противоположностью ручной механической блокировке является электронная блокировка или электронная имитация. Применяется она на современных автомобилях, чьи вспомогательные системы позволяют реализовать данный принцип, собственно, без дополнительного механизма в дифференциале. Одно из колес начинает «обгонять» другое, управляющий блок антипробуксовочной системы получает соответствующий сигнал и колесо замедляется тормозными механизмами. Так как у автомобилей с электронной имитацией блокировки применяется свободный дифференциал, то мощность передается на колесо, имеющее недостаточное сцепление с поверхностью. Электронная имитация позволяет преодолевать пересеченную местность и бороться с диагональным вывешиванием, но ее эффективность может снижать недостаточное быстродействие.

Вопросы касательно быстроты срабатывания есть и к вязкостной муфте (вискомуфте). Устроена она следующим образом. В корпус главной пары установлены два пакета дисков, соединенные с левой и правой полуосью, пространство между которыми заполнено вязкостной жидкостью. При нагреве она меняет свои свойства. Когда одна из полуосей начинает вращаться с более высокой угловой скоростью чем другая, вязкость жидкости прогрессивно возрастает. Она сцепляет диски и выравнивает угловые скорости.

Эффективными типами блокировок дифференциалов является Torsen (сложно устроенный механический самоблокирующийся дифференциал с набором червячных шестерен) и винтовые, дисковые, кулачковые и другие механизмы на основе планетарной передачи, которым мы посвятим отдельный материал.

Что такое дифференциал и как он работает

В повороте все колеса автомобиля движутся по своей траектории. Причем задние крутятся медленнее передних, а внешние к повороту быстрее внутренних. Но как это возможно, если ведущие колеса связаны друг с другом?

Что же такое дифференциал? — Это часть трансмиссии, работа которого состоит в распределении крутящего момента строго поровну между ведущими колесами одного моста (при условии прямолинейного движения автомобиля, а также при одинаковом диаметре колес, сцеплении с дорогой и давлении в шинах), а межмостового дифференциала – в распределении крутящего момента между ведущими мостами, – поровну или в оптимальной пропорции (несимметричный дифференциал).

Свободный дифференциал (простого типа)

Внутреннее устройство дифференциалов бывает различным, а наибольшее распространение получил открытый или, по-другому, свободный дифференциал. Это чисто механическое устройство отличается простотой (обычно в нем всего четыре конических шестерни), компактностью и полностью соответствует своему названию: то есть делит крутящий момент в фиксированном соотношении (обычно 50:50) и никак не препятствует вращению выходных валов с разной скоростью. Но здесь-то и скрыта опасность: если одно из колес попадает на скользкую поверхность и забуксует, то без тяги останется и второе колесо, а сам автомобиль не сможет сдвинуться с места. Знакомая картина?

От этого недостатка избавлены блокируемые дифференциалы. В отличие от свободных, они уже с некоторым усилием стараются замедлить опережающий по скорости вал, увеличивая крутящий момент на отстающем. И хотя звучит это несколько сложно, на самом деле принцип работы подобных устройств прост: проворачиванию валов относительно друг друга препятствует возникающая между ними сила трения, и чем она больше, тем в большей степени крутящий момент смещается в сторону отстающего вала.

Дифференциал с жесткой блокировкой

Крайний случай – дифференциал с жесткой блокировкой, который по команде водителя может намертво соединить выходные валы друг с другом, полностью исключив проскальзывания отдельных колес на бездорожье. В «свободном» же состоянии, когда блокировка отключена, он ничем не отличается от открытого дифференциала, то есть обеспечивает такую же независимость вращения валов.

Подобные модели довольно широко распространены: возможность передать на один вал все 100% крутящего момента двигателя весьма востребована в среде внедорожников, где дифференциалы с жесткой блокировкой встречаются как в качестве межколесных, так и межосевых.

В то же время, далеко выйти за обозначенные границы этим дифференциалам не суждено, ведь на асфальте блокировку нужно каждый раз отключать, иначе трансмиссия будет испытывать чрезмерные нагрузки в поворотах. А значит, автомобиль остается безоружен против проскальзывания колес на неожиданно возникших скользких участках дороги.

Читайте также

Дифференциал с дисковой блокировкой

Разумеется, это не годится для мощных легковых машин, способных провернуть колеса даже на асфальте — для них существуют различные самоблокирующиеся дифференциалы.

Например, механизмы с дисковой блокировкой, часто применяемые в автоспорте и на форсированных версиях дорожных машин. Устроены они почти так же, как и свободные дифференциалы, но валы в них связаны друг с другом посредством подпружиненных фрикционов. То есть в случае пробуксовки дисковая блокировка может добавить на отстающий вал лишь столько ньютонометров, сколько фрикционы способны выдержать до начала проскальзывания. Как правило, это совсем немного – всего несколько десятков Нм, что позволит компенсировать лишь незначительное падение крутящего момента, например, при попадании колеса на пыльный или мокрый асфальт.

А что мешает увеличить силу трения фрикционов? Проблема в том, что, будучи постоянно поджатыми, эти фрикционы препятствуют свободному вращению колес в повороте, что ведет к ускоренному износу шин, самого дифференциала и неоднозначно сказывается на управляемости.

Дифференциал с вискомуфтой

Этих недостатков лишены дифференциалы, блокируемые вискомуфтой. В данном случае перераспределение крутящего момента возникает не в результате трения фрикционов, а за счет свойств особой жидкости на силиконовой основе, которая “умеет” затвердевать при нагреве. В неё помещается два набора пластин, каждый из которых связан со своим выходным валом дифференциала. И пока автомобиль движется без пробуксовок, а, соответственно, и разница в скорости вращения валов невелика, муфта себя никоим образом не проявляет, но, как только один вал начинает существенно обгонять другой, пластины взбивают жидкость, её давление и температура возрастают, вязкость повышается — и вискомуфта тормозит вал. При этом сопротивление может быть столь велико, что блокировка становится практически жесткой – на каждый вал может передаваться 100% крутящего момента!

Почему же тогда вискомуфту не часто встретишь на внедорожниках? Тому есть две причины: первая – это склонность к перегреву во время длительной пробуксовки, вторая – задержка срабатывания, ведь на нагрев жидкости нужно время. Последнее настораживает и производителей мощных легковых автомобилей: медлительность не идет на пользу управляемости. Но есть и те, кому все же удается достичь отличных ездовых характеристик: это и Subaru Impreza, и Nissan 370Z, Nissan Cefiro и полноприводный Lexus IS.

Винтовая блокировка

Куда более совершенными являются дифференциалы с винтовой блокировкой, в частности Torsen и Quaife. В отличие от всех предыдущих, созданных по принципу “открытый дифференциал с коническими шестернями + блокировка”, эти модели устроены совсем иначе. Особенность в хитрых червячных передачах: когда на одном из валов падает крутящий момент, шестерни начинает расклинивать и момент тут же перебрасывается на другую ось. То есть дифференциал даже не дожидается начала проскальзывания колеса – он реагирует на ухудшение сцепления с дорогой! При этом чем сильнее водитель жмет на газ, тем “жестче” связь между валами: в пределе на одну ось может приходится до 80% крутящего момента. Получается, что дифференциал “зажимается” тогда, когда надо – в момент разгона, а под сброс газа никак не мешает независимому вращению валов.

Степень блокировки дифференциала Torsen определяется углом нарезки зубцов на червячной передаче. Однако чем жестче блокировка, тем резче она срабатывает, а потому на практике Torsen обеспечивает только четырехкратную разницу в крутящем моменте между валами.

Столь логичное поведение и молниеносное быстродействие пригодились в совершенно различных областях: эти дифференциалы можно встретить и на скоростных автомобилях Audi с полным приводом Quattro, и на признанном внедорожнике Toyota Land Cruiser.

Недостаток же у подобных устройств один – беспомощность против диагонально вывешивания, ведь расклинивание шестерен возможно только при наличии хоть какой-то силы сопротивления на проскальзывающем колесе. В тех же условиях дифференциал с дисковой блокировкой будет хоть как-то будет пытаться помочь, а вискомуфта, “схватившись” после нескольких проворотов колеса, и вовсе передаст большую часть момента на противоположный вал.

Дисковое сцепление

Получается, что все дифференциалы – это некий компромисс между проходимостью и управляемостью? Да, но так продолжалось лишь до тех пор, пока электроника, наконец, не добралась и до этого узла автомобиля. Произошло это в середине 80-ых годов, когда Mercedes и Porsche почти одновременно оснастили свои модели дифференциалами с электронноуправляемыми многодисковыми сцеплениями. Конструктивно они напоминали механизмы с дисковой блокировкой, но фрикционы в них поджимались уже не пружиной, а гидроприводом, который по команде блока управления мог ослаблять или наоборот усиливать натяг.

В результате характеристики дифференциала стали определяться с точками программного кода, а конструкторы получили огромные возможности для настройки. Например, для лучшей маневренности можно ослаблять связь между валами на входе в поворот, а, затем, на выходе, наоборот зажимать сцепление для максимально эффективного разгона. Можно и полностью заблокировать дифференциал, и тогда автомобилю не страшно никакое диагональное вывешивание.

Казалось бы, у такого дифференциала нет слабых мест. Но, как и все остальные, он перераспределяет крутящий момент, выравнивая частоту вращения валов. А что если бы дифференциал наоборот заставлял бы один вал вращаться быстрее другого? Ведь тогда он мог бы добавить момент на внешнее к повороту колесо и тем самым помочь “заправить” автомобиль на дугу…

Активные дифференциалы

Так появилась идея активного дифференциала – самого совершенного на данный момент. Пионером в этой области является Mitsubishi, оснастившая им свой Lancer Evolution. Взяв за основу обычный открытый дифференциал, японцы дополнительно соединили выходные валы через две передачи — повышающую и понижающую, включением которых управляет электроника при помощи мокрых сцеплений. Таким образом, задействуя ту или иную передачу, компьютер может заставить один вал крутиться быстрее или медленнее другого! Усилие же, а точнее величина перебрасываемого крутящего момента, регулируется изменением степени

проскальзывания сцепления.

Активный дифференциал устанавливается на заднюю ось автомобиля, наделяя его невиданной устойчивостью в поворотах: там, где любой другой в ответ на прибавление газа уже давно бы “повис” в заносе, автомобиль с таким дифференциалом лишь активнее ввинчивается в вираж. Не страшно и бездорожье – если забуксовало одно колесо, то второе будет стремиться вращаться еще быстрее.

По материалам: autotechnic.su


Автор: Евгений Вдовин

Дата публикации: 28.02.2021 09:38

Как работает дифференциал и признаки, говорящие о его неисправности

Дифференциал является одним из ключевых элементов трансмиссий автомобиля. С его помощью передается энергия от двигателя колесам, чтобы обеспечить их вращение под различными угловыми скоростями. В случае возникновения неполадок с его работой, автомобиль не сможет нормально передвигаться. Более того, это может быть небезопасным.

Что такое дифференциал

Это специальный механизм, передающий вращение от коробки передач непосредственно к самим колесам в одной из осей. Если постараться объяснить максимально понятным языком, вся энергия, которая идет от коробки передач равномерно распределяется между колесами одной из осей.

Сами потоки могут распределяться в разном диапазоне, в зависимости от хода движения, угла расположения авто и других параметров. Диапазон распределения варьируется от 50:50 до 100:0.

Основная задача заключается в том, чтобы обеспечить вращение колес под разным углом, сохранив при этом крутящий момент. Это особенно актуально при поворотах, в том числе очень крутых, когда необходимо дать нагрузку на ведущее колесо одной оси, совершить маневр, а затем стабилизировать распределение, чтобы продолжить ехать по прямой. Без него, не было бы свободного вращения колес на одной оси с разным количеством оборотов. И машину бы заносило на поворотах, что небезопасно.

Важно! При обнаружении первых признаков неисправности дифференциала, необходимо оперативно отреагировать на это, исправив проблему!

Признаки неисправности дифференциала

Основными признаками неисправности дифференциала являются:

  • повышенный уровень шума во время езды
  • стуки или удары, которые не только слышны, но еще и могут ощущаться водителем и пассажирами во время езды
  • течь смазки

Наиболее часто возникающей и достаточно серьезной поломкой считается заклинивание моста. Но, возникает такая проблема не сразу, как следствие каких-то неполадок, которые были проигнорированы водителем. Кстати, все 3 вышеперечисленных «симптома» обычно предшествуют заклиниванию моста.

Вот почему нельзя на все это закрывать глаза. Подтекание масла может говорить о необходимости заменить сальники и прокладки. Сразу нужно будет заменить масло. При сильном его загрязнении или недостатке, детали изнашиваются быстрее, что, соответственно, приведет к какой-то новой неисправности или серьезной поломке с заменой запчастей.

Конечно, можно попробовать самостоятельно разобраться в проблеме, найти и устранить причину. Но, далеко не у всех это получается. Поэтому, лучше, не откладывая, записаться в сервисный центр и показать машину специалисту. Это позволит найти точную причину и устранить проблему.

Не всегда речь идет о каком-то дорогостоящем ремонте с заменой деталей. Но, если долго тянуть и игнорировать проблемы, рано или поздно дифференциал откажется нормально выполнять свои функции. И вот тогда, на решение возникшей проблемы придется потратить намного больше времени, сил, нервов и денег. Лучше до такого не доводить!

LSD дифференциал — что это, для чего нужен и как работает — TopWay.

su LSD дифференциал — что это, как работает и какую помощь может оказать на бездорожье? Дифференциал повышенного трения LSD работает также, как и аналогичные автоматические неполные блокировки. Он срабатывает в тех случаях, когда колеса на одной оси начинают крутиться со слишком разной по отношению друг к другу скоростью. Чаще всего LSD дифференциал ставят на внедорожники и спортивные автомобили, но считать его 100% блокировкой от застревания в грязи или диагонального вывешивания ошибочно.

LSD дифференциал — что это такое

Как уже было сказано выше, дифференциал повышенного трения LSD не обеспечивает полной блокировки, допуская определенную разницу между скоростями вращения валов. Он срабатывает лишь в том случае, когда разница ощутима. Выше уже было сказано, что LSD часто ставят в различные автомобили: как в спортивные, так и во внедорожники
В пример можно привести LSD дифференциал Toyota — в определенный момент блокировка срабатывает и крутящий момент обеих валов сравнивается, становится одинаковым. Равные пропорции всё равно дают возможность завязшему колесу прокручиваться, но то колесо, которое имеет хорошее сцепление, тоже начинает крутиться и джип выезжает с засады на нормальное место (во многих, но далеко не во всех случаях).

Как работает LSD дифференциал и какие типы бывают
Классический — дифференциал чувствителен к разнице скоростей между валами, блокируя при определенном моменте. Это классическая блокировка, аналогичная вискомуфте. Применяется всё чаще, особенно во внедорожниках, так как лёгок в обслуживании и крайне прост по своей конструкции и принципу действия;

Традиционный — дифференциал срабатывает при разнице между передачей крутящего момента. Его уже почти никуда не устанавливают, встречается только на старых авто и то, чаще в нерабочем или полумертвом состоянии. Дифференциал LSD такого типа можно отнести к червячному типу, он блокирует автоматом при определенной разнице между КМ самого дифференциала и, непосредственно приводного вала.

Классический задний дифференциал LSD очень популярен, но на многих старых машинах доведен до ужасного состояния. В новые его тоже периодически устанавливают, но, как уже говорилось выше, его эффективность в серьезной грязи не очень высока. Многое зависит от прокладки между сиденьем и рулем, поэтому в умелых руках автомобиль лишь с такой блокировкой тоже способен на небольшие подвиги, но заменить 100% блокировку он не способен.

Также начинающие джиперы часто интересуются, как определить LSD дифференциал — делается это очень просто: задняя сторона машины домкратиться так, чтобы колеса отрывались от земли. Передняя часть авто при этом стоит на земле (не забывайте ставить под колеса противооткаты и держать авто на передаче в момент подъема). Колесо, которое оказывается в воздухе, можно попробовать покрутить. Если второе колесо крутится в ту же сторону, то у вас установлен LSD. Если второе колесо начинает крутиться в другую сторону, то в мосту или ничего нет, или дифференциал с блокировкой сломан и не функционирует. Также определить наличие или отсутствие LSD в мосту можно по наклейкам на самом узле или на арке водительской двери, но как показывает практика, чаще всего на старых авто такие наклейки не сохраняются.

Что такое дифференциал и как он работает. Что такое дифференциал в автомобиле и как он работает

Дифференциал в автомобиле работает с целью осуществления следующих трёх задач:

  1. Дифференциал передаёт мощность двигателя на колёса машины.
  2. Делает последний шаг в уменьшении числа оборотов к колёсам (мы ведь помним, что первый такой шаг делает коробка передач) и, следовательно, увеличивая крутящий момент , передаваемый тем же ведущим колёсам.
  3. Передавая мощность на ведущие колёса (всегда на чётное количество колёс на одной оси: на два или на все четыре), дифференциал позволяет каждому из них вращаться с разными скоростями (это именно то, от чего дифференциал заработал своё название).

В этой статье Вы узнаете, почему Ваш автомобиль нуждается в разных оборотах вращения колёс, как это обеспечивается, что такое дифференциал, как дифференциал работает и каковы его основные недостатки. Мы также рассмотрим несколько его типов.

Для чего нужен дифференциал?

Автомобильные колёса вращаются с разной скоростью, особенно это заметно при повороте. Вы можете видеть в анимации ниже, что каждое колесо проезжает очень разное расстояние, когда автомобиль поворачивает, и что внутренние колёса проезжают гораздо более короткое расстояние, чем внешние. Поскольку скорость равна расстоянию, поделённому на время, необходимое для проезда этого расстояния, то получается, что колёса, которые проезжают меньшее расстояние, вращаются с более низкой скоростью: так, при повороте налево левые колёса будут крутиться медленнее, чем правые, и наоборот. Также следует отметить, что передние колёса проезжают расстояние, отличающееся от того, которое проезжают задние колёса.

Кликните для просмотра анимации

Для автомобилей с приводом только на одну ось колёс — будь то на задние колёса или же на передние — разность вращения передних колёс к задним это не проблема. Нет никакой связи между ними, поэтому они вращаются независимо. Но ведущие колёса связаны между собой так, чтобы один двигатель и трансмиссия должны приводить в движение оба колеса, при этом, с разной скоростью их вращения. Но как же быть, если двигатель у нас всего один?! Если Ваш автомобиль не оснащён дифференциалом, колёса должны быть заблокированы вместе, будучи вынужденными вращаться с одной и той же скоростью. Это сделало бы манёвры поворотов — даже под небольшим углом — сложными: у таких автомобилей, чтобы иметь возможность повернуть, одной из шин обязательно придётся скользить, либо другой обязательно пробуксовывать. А с современными покрышками и асфальтовыми дорогами для этого потребуется достаточно много сил. Эта сила должна будет передаваться через ось от одного колеса к другому, возложив, таким образом, очень тяжёлое бремя на компоненты оси.

Именно с этой проблемой безукоризненно справляется дифференциал.

Что такое дифференциал?

Дифференциал — это устройство, которое разделяет крутящий момент двигателя на два пути с выходами, что позволяет каждому выходу вращаться с различной скоростью.

Дифференциал имеется на всех современных легковых и грузовых автомобилях, а также на многих полноприводных машинах. Причём, все полноприводные авто должны иметь дифференциал между каждым набором ведущих колёс на одной оси, и, кроме того, они нуждаются в дифференциале между парами передних и задних колёс (помните начало статьи — потому что передние колёса проходят другую дистанцию, в отличие от задних колёс при движении автомобиля по направлению, отличному от прямого?).

Тем не менее, некоторые полноприводные машины не имеют дифференциала между передними и задними колёсами, и, вместо этого, эти пары колёс тесно связаны между собой так, что передние и задние колёса должны крутиться с одной и той же скоростью. Вот почему на таких автомобилях производители не рекомендуют ездит по твёрдому покрытию в режиме полного привода, а включать его только на бездорожье.

А теперь давайте выясним, в каком месте автомобиля обычно располагается дифференциал в зависимости от типа привода автомобиля:



Как работает дифференциал?

Мы начнем с простейшего типа дифференциала, называемого открытым дифференциалом . Но сначала мы должны изучить некоторые термины — посмотрите на рисунок ниже, там Вы найдёте основные компоненты работы дифференциала:


Таким образом, дифференциал состоит из следующих основных частей:

  1. Ведущий вал — передаёт крутящий момент, ведя его от коробки передач к началу дифференциала
  2. Ведущая шестерня ведущего вала — косозубая небольшая шестерня в форме конуса, которая используется для сцепки с механизмом дифференциала
  3. Коронная шестерня — ведомая шестерня также в форме конуса, которая приводится в движение (вращение) ведущей шестерней. Ведущая и ведомая шестерня, вместе взятые, называются главной передачей и именно они служат последним этапом уменьшения скорости вращения, которое в конечном счёте достигнет колёс (коронная шестерня всегда меньше ведущей, а, значит, ведущей шестерне придётся сделать намного больше оборотов, пока ведомая сделает всего один оборот вокруг себя).
  4. Шестерни полуосей — это последние шестерни на пути передачи вращения от ведущего вала к колёсам.
  5. Сателлиты — планетарный механизм, который как раз и осуществляет ключевую роль в обеспечении разности вращения колёс при повороте.
  6. Полуоси — валы, идущие от дифференциала непосредственно к колёсам.

А теперь давайте перейдём к ключевому и самому важному понимаю, как работает дифференциал, и посмотрим на анимации ниже, как вышеперечисленные компоненты открытого дифференциала работают в двух случаях:

  • Когда автомобиль едет прямо.
  • Когда автомобиль поворачивает.

Посмотрите сами — всё достаточно просто:

Нажмите на кнопку «Поворачиваем», чтобы увидеть, как работает дифференциал во время поворота, и «Едем прямо», чтобы посмотреть, как движутся его компоненты во время прямолинейного движения

Как мы видим, когда мы едем прямо на своей машине, то фактически весь механизм дифференциала крутится с одной скоростью: частота вращения входного вала равна частоте вращения полуосей и, соответственно, частоте вращения колёс. Но стоит нам немного повернуть руль, как ситуация меняется, и в свою главную роль вступают теперь сателлиты, которые разблокируются за счёт разности нагрузки на колёса (когда одно колесо пытается пробуксовать, крутясь быстрее), и вся мощность от двигателя теперь проходит через них. А за счёт того, что два сателлита — это две независимые шестерни, получается, что они и передают разную частоту вращения полуосям, как бы раздваивая её, но не деля всю мощность поровну, а передавая наибольшую мощность тому колесу, которое движется по внешнему краю во время поворота автомобиля и, соответственно, раскручивая его сильнее (повышая его количество оборотов). И разность передаваемой мощности при этом тем сильнее, чем круче поворачивает машина (точнее, чем меньше радиус поворота этой машины).

Какой главный недостаток дифференциала?

Открытый дифференциал передаёт вращение тому или иному колесу практически в любом соотношении, в том числе и в соотношении 100%/0% — когда одно из ведущих колёс принимает весь крутящий момент на себя. В то же время распределение такого вращения между колёсами происходит при изменении нагрузки на эти колёса (а вместе с ними на полуоси) — то есть колесо с меньшей нагрузкой в повороте получает больше вращения. Но здесь кроется один существенный недостаток, который имеет место при определённых условиях, а именно, когда оба ведущих колеса находятся в грязи, снегу или на льду, и автомобиль начинает буксовать — в этом случае то колесо, которое имеет меньшее сцепление с поверхностью, будет получать львиную долю вращения. Проще говоря, если Вы, к примеру, застряли в снегу , сев «на пузо» — когда одно колесо сцеплено с поверхностью снега, а второе вовсе висит в воздухе, то получать мощность за счёт соответствующего распределения по полуосям дифференциала будет как раз то колесо, которое находится на весу, и именно оно будет беспомощно крутиться в воздухе. Особенно остро данная проблема стоит у внедорожников и вездеходов.

Какие виды дифференциалов бывают?

Решением этих проблем является дифференциал повышенного трения (LSD, его ещё называют дифференциалом с ограниченным проскальзыванием ). Дифференциалы повышенного трения используют различные механизмы для обеспечения нормального дифференциального действия в различных условиях езды. Когда колесо скользит, такой дифференциал позволяет передать больше крутящего момента как раз на нескользящее колесо.

На внедорожниках и вездеходах также применяются дифференциалы с ручным отключением, которые, впрочем, очень часто не защищены от случайного отключения или отключения не в то время по незнанию — дело в том, что возможность отключения дифференциала на ходу влечёт за собой возможную его поломку, и это распространённая проблема.

Что такое вискомуфта (вязкая муфта)?

Вискомуфта чаще всего встречается во всех полноприводных машинах. И, если Вы читали статью о принципе работы гидротрансформатора , то знайте, что вискомуфта имеет схожую с ним схему работы. Она широко используется для связи задних колёс с передними таким образом, что когда один набор колёс начинает проскальзывать, крутящий момент будет передан на другой набор, тем самым решая злободневную проблему буксующего колеса, описанную выше.

Вязкая муфта имеет два набора пластин внутри герметичного корпуса, который заполнен вязкой жидкостью (несколько более вязкой, чем трансмиссионное масло , к примеру). Один набор пластин соединён с каждым выходным валом. В нормальных условиях оба набора пластин и их порция вязкой жидкости движутся с одной и той же скоростью. Но когда одна ось пытается вращаться быстрее, возможно, потому что она проскальзывает, множество пластин, соответствующих колёсам этой оси, вращаются быстрее, чем другие. Вязкая жидкость, находящаяся между пластинами, пытается догнать более быстрые диски, тем самым ведя за собой к этому и медленные диски. Это передает больший крутящий момент на медленнее вращающиеся колёса, которые как раз и не скользят.


Устройство вискомуфты

Когда автомобиль поворачивает, разница в скорости между колёсами на одной оси не так велика, как тогда, когда одно из колёс попросту проскальзывает. Чем быстрее пластины вращаются относительно друг друга, тем больше крутящего момента приходится на муфту. Муфта не мешает виткам крутиться, потому что величина крутящего момента, передаваемого во время поворота, мала.

Простой эксперимент с яйцом поможет объяснить поведение вискомуфты. Если Вы поставите яйцо на кухонный стол, скорлупа, белок и желток будут неподвижны. Но когда Вы начнёте раскручивать яйцо, скорлупа яйца будет двигаться с более высокой скоростью, чем белок, а белок немного быстрее, ем желток, но желток затем быстро наверстает упущенное. Кстати, чтобы убедиться в этих словах, проведите эксперимент, как только у Вас появится яйцо: раскрутите его достаточно быстро, а затем остановите его, потом просто отпустите яйцо, и оно начнёт снова вращаться (ну, или хотя бы дёрнется в сторону предыдущего вращения). В этом эксперименте мы использовали трение между скорлупой, белком и желтком, применяя силу только на скорлупу. Сначала мы раскрутили фактически скорлупу, и с некоторой задержкой за скорлупой за счёт трения начали раскручиваться белок, а затем и желток. А когда мы остановили скорлупу, то то же трение — между всё еще движущимся желтком, белком и скорлупой — применило силу к скорлупе, заставляя его ускориться. Так и в случае вискомуфты, сила передаётся между жидкостью и наборами пластин таким же образом, как между желтком, белком и скорлупой.

Что такое дифференциал Torsen?

Дифференциал Torsen является чисто механическим устройством: он не завязан никакой , а также муфтами или вязкими жидкостями и по своей сути представляет собой довольно простой механизм, очень схожий с открытым дифференциалом.

Torsen работает также, как и открытый дифференциал, когда величина крутящего момента между двумя ведущими колёсами равная. Но как только одно из колёс начинает терять сцепление с дорогой, разница в крутящем моменте приводит к блокировке вместе шестерен в дифференциале Torsen.

Такой дифференциал часто используется в мощных и очень мощных полноприводных машинах. Как и вискомуфта, он часто используется для передачи мощности между передними и задними колёсами. И в этом применении дифференциал Torsen превосходит вискомусту, потому что передаёт крутящий момент на колёса стабильно перед тем, как фактически начинается скольжение. Однако, если один набор колёс теряет сцепление с дорогой полностью, то дифференциал Torsen будет не в состоянии перенести крутящий момент на другой набор колёс из-за своей конструкции и принципа работы такого дифференциала.


Так выглядит современный дифференциал Torsen

Кстати, почти все автомобили Hummer используют дифференциал Torsen между передней и задней осями. При этом, руководство пользователя для Hummer предлагает новое решение проблемы, когда одно колесо полностью теряет сцепление с дорогой: нажимайте на педаль тормоза . Применяя тормоз, крутящий момент подаётся на колёса, которые находятся в воздухе, а затем переходят к колёсам, которые смогут вытащить автомобиль из «каши».

Что же такое дифференциал? — Это часть трансмиссии, работа которого состоит в распределении крутящего момента строго поровну между ведущими колесами одного моста (при условии прямолинейного движения автомобиля, а также при одинаковом диаметре колес, сцеплении с дорогой и давлении в шинах), а межмостового дифференциала — в распределении крутящего момента между ведущими мостами, — поровну или в оптимальной пропорции (несимметричный дифференциал).

Свободный дифференциал (простого типа)

Внутреннее устройство дифференциалов бывает различным, а наибольшее распространение получил открытый или, по-другому, свободный дифференциал. Это чисто механическое устройство отличается простотой (обычно в нем всего четыре конических шестерни), компактностью и полностью соответствует своему названию: то есть делит крутящий момент в фиксированном соотношении (обычно 50:50) и никак не препятствует вращению выходных валов с разной скоростью. Но здесь-то и скрыта опасность: если одно из колес попадает на скользкую поверхность и забуксует, то без тяги останется и второе колесо, а сам автомобиль не сможет сдвинуться с места. Знакомая картина?

От этого недостатка избавлены блокируемые дифференциалы. В отличие от свободных, они уже с некоторым усилием стараются замедлить опережающий по скорости вал, увеличивая крутящий момент на отстающем. И хотя звучит это несколько сложно, на самом деле принцип работы подобных устройств прост: проворачиванию валов относительно друг друга препятствует возникающая между ними сила трения, и чем она больше, тем в большей степени крутящий момент смещается в сторону отстающего вала.

Дифференциал с жесткой блокировкой

Крайний случай — дифференциал с жесткой блокировкой, который по команде водителя может намертво соединить выходные валы друг с другом, полностью исключив проскальзывания отдельных колес на бездорожье. В «свободном» же состоянии, когда блокировка отключена, он ничем не отличается от открытого дифференциала, то есть обеспечивает такую же независимость вращения валов.

Подобные модели довольно широко распространены: возможность передать на один вал все 100% крутящего момента двигателя весьма востребована в среде внедорожников, где дифференциалы с жесткой блокировкой встречаются как в качестве межколесных, так и межосевых.

В то же время, далеко выйти за обозначенные границы этим дифференциалам не суждено, ведь на асфальте блокировку нужно каждый раз отключать, иначе трансмиссия будет испытывать чрезмерные нагрузки в поворотах. А значит, автомобиль остается безоружен против проскальзывания колес на неожиданно возникших скользких участках дороги.

Читайте также

Дифференциал с дисковой блокировкой

Разумеется, это не годится для мощных легковых машин, способных провернуть колеса даже на асфальте — для них существуют различные самоблокирующиеся дифференциалы.

Например, механизмы с дисковой блокировкой, часто применяемые в автоспорте и на форсированных версиях дорожных машин. Устроены они почти так же, как и свободные дифференциалы, но валы в них связаны друг с другом посредством подпружиненных фрикционов. То есть в случае пробуксовки дисковая блокировка может добавить на отстающий вал лишь столько ньютонометров, сколько фрикционы способны выдержать до начала проскальзывания. Как правило, это совсем немного — всего несколько десятков Нм, что позволит компенсировать лишь незначительное падение крутящего момента, например, при попадании колеса на пыльный или мокрый асфальт.

А что мешает увеличить силу трения фрикционов? Проблема в том, что, будучи постоянно поджатыми, эти фрикционы препятствуют свободному вращению колес в повороте, что ведет к ускоренному износу шин, самого дифференциала и неоднозначно сказывается на управляемости.

Дифференциал с вискомуфтой

Этих недостатков лишены дифференциалы, блокируемые вискомуфтой. В данном случае перераспределение крутящего момента возникает не в результате трения фрикционов, а за счет свойств особой жидкости на силиконовой основе, которая “умеет” затвердевать при нагреве. В неё помещается два набора пластин, каждый из которых связан со своим выходным валом дифференциала. И пока автомобиль движется без пробуксовок, а, соответственно, и разница в скорости вращения валов невелика, муфта себя никоим образом не проявляет, но, как только один вал начинает существенно обгонять другой, пластины взбивают жидкость, её давление и температура возрастают, вязкость повышается — и вискомуфта тормозит вал. При этом сопротивление может быть столь велико, что блокировка становится практически жесткой — на каждый вал может передаваться 100% крутящего момента!

Почему же тогда вискомуфту не часто встретишь на внедорожниках? Тому есть две причины: первая — это склонность к перегреву во время длительной пробуксовки, вторая — задержка срабатывания, ведь на нагрев жидкости нужно время. Последнее настораживает и производителей мощных легковых автомобилей: медлительность не идет на пользу управляемости. Но есть и те, кому все же удается достичь отличных ездовых характеристик: это и Subaru Impreza, и Nissan 370Z, Nissan Cefiro и полноприводный Lexus IS.

Куда более совершенными являются дифференциалы с винтовой блокировкой, в частности Torsen и Quaife. В отличие от всех предыдущих, созданных по принципу “открытый дифференциал с коническими шестернями + блокировка”, эти модели устроены совсем иначе. Особенность в хитрых червячных передачах: когда на одном из валов падает крутящий момент, шестерни начинает расклинивать и момент тут же перебрасывается на другую ось. То есть дифференциал даже не дожидается начала проскальзывания колеса — он реагирует на ухудшение сцепления с дорогой! При этом чем сильнее водитель жмет на газ, тем “жестче” связь между валами: в пределе на одну ось может приходится до 80% крутящего момента. Получается, что дифференциал “зажимается” тогда, когда надо — в момент разгона, а под сброс газа никак не мешает независимому вращению валов.

Столь логичное поведение и молниеносное быстродействие пригодились в совершенно различных областях: эти дифференциалы можно встретить и на скоростных автомобилях Audi с полным приводом Quattro, и на признанном внедорожнике Toyota Land Cruiser.

Недостаток же у подобных устройств один — беспомощность против диагонально вывешивания, ведь расклинивание шестерен возможно только при наличии хоть какой-то силы сопротивления на проскальзывающем колесе. В тех же условиях дифференциал с дисковой блокировкой будет хоть как-то будет пытаться помочь, а вискомуфта, “схватившись” после нескольких проворотов колеса, и вовсе передаст большую часть момента на противоположный вал.

Дисковое сцепление

Получается, что все дифференциалы — это некий компромисс между проходимостью и управляемостью? Да, но так продолжалось лишь до тех пор, пока электроника, наконец, не добралась и до этого узла автомобиля. Произошло это в середине 80-ых годов, когда Mercedes и Porsche почти одновременно оснастили свои модели дифференциалами с электронноуправляемыми многодисковыми сцеплениями. Конструктивно они напоминали механизмы с дисковой блокировкой, но фрикционы в них поджимались уже не пружиной, а гидроприводом, который по команде блока управления мог ослаблять или наоборот усиливать натяг.

В результате характеристики дифференциала стали определяться с точками программного кода, а конструкторы получили огромные возможности для настройки. Например, для лучшей маневренности можно ослаблять связь между валами на входе в поворот, а, затем, на выходе, наоборот зажимать сцепление для максимально эффективного разгона. Можно и полностью заблокировать дифференциал, и тогда автомобилю не страшно никакое диагональное вывешивание.

Казалось бы, у такого дифференциала нет слабых мест. Но, как и все остальные, он перераспределяет крутящий момент, выравнивая частоту вращения валов. А что если бы дифференциал наоборот заставлял бы один вал вращаться быстрее другого? Ведь тогда он мог бы добавить момент на внешнее к повороту колесо и тем самым помочь “заправить” автомобиль на дугу…

Активные дифференциалы

Так появилась идея активного дифференциала — самого совершенного на данный момент. Пионером в этой области является Mitsubishi, оснастившая им свой Lancer Evolution. Взяв за основу обычный открытый дифференциал, японцы дополнительно соединили выходные валы через две передачи — повышающую и понижающую, включением которых управляет электроника при помощи мокрых сцеплений. Таким образом, задействуя ту или иную передачу, компьютер может заставить один вал крутиться быстрее или медленнее другого! Усилие же, а точнее величина перебрасываемого крутящего момента, регулируется изменением степени

проскальзывания сцепления.

Активный дифференциал устанавливается на заднюю ось автомобиля, наделяя его невиданной устойчивостью в поворотах: там, где любой другой в ответ на прибавление газа уже давно бы “повис” в заносе, автомобиль с таким дифференциалом лишь активнее ввинчивается в вираж. Не страшно и бездорожье — если забуксовало одно колесо, то второе будет стремиться вращаться еще быстрее.

Не каждый водитель задумывается о том, что при движении автомобиля на поворотах колёса каждой оси проходят путь, разный по длине. Именно поэтому вращение колёс имеет разную скорость. Необходимо это для того, не проскальзывали по асфальту, чтобы на повороте снизить нагрузку на привод колёс. Обеспечивает этот факт такой механизм, как дифференциал. Установленный на КПП механизм распределяет нагрузку так, что попадает под нагрузку именно самое разгруженное колесо.

95% производимых автомобилей не оснащаются блокировкой, которая позволяет сделать транспортное средство более проходимым.

Виды дифференциалов

Существуют разновидности дифференциалов. По месту нахождения разделяют межосевые и межколёсные. Однако любой свободный дифференциал не позволит автомобилю выбраться из ситуации, когда одно из ведущих колёс попадёт . Для решения подобных проблем разработчики придумали блокировку, которая, в свою очередь, подразделяется на следующие основные группы:

  • блокирующиеся на 100%;
  • механические устройства повышенного трения;
  • самоблокирующиеся механизмы.

Каждый вид имеет как свои преимущества, так и свои недостатки. Например, «жёсткие» блокировки довольно часто приводят к износу резины, разрушению трансмиссии и быстрому выходу из строя коробки передач. И всё это закономерно, так как при эксплуатации машина постоянно попадает в ямы и наезжает на кочки, а это довольно пагубно сказывается на трансмиссии.

Чтобы выровнять недостатки обычного и жёсткого устройств, был создан цилиндрический самоблокирующийся дифференциал повышенного трения. Он имеет ещё второе название — дифференциал ограниченного проскальзывания.

Такой конструкции довольно прост. Если к сателлитам применить определённую силу и зажать их, не позволяя им вращаться между полуосевыми шестернями с довольно большой скоростью, то получится, что, с одной стороны, механизм позволит колёсам при повороте вращаться с разной скоростью. А с другой стороны, распределит крутящий момент таким образом, что колесо, у которого будет наилучшее сцепление с дорожным покрытием, будет иметь большую силу тяги.

Ещё стоит сказать о дисковом дифференциале повышенного трения. Чаще всего такая конструкция используется в заднеприводных автомобилях, которые планируется использовать на соревнованиях. Такая система блокирует колёса до определённого уровня нагрузок. Её недостатком является довольно частая необходимость в замене дисков и масла в КПП.

На видео — принцип работы блокировки дифференциала:

А вот для использования как в обычных условиях эксплуатации, так и в соревнованиях очень удачной является блокировка дифференциала с преднатягом (червячного типа). Преимуществ у такой системы гораздо больше, чем недостатков. Плюсами можно назвать:

  • блокирование колёс до 70%;
  • минимум обслуживания;
  • отсутствие рывков на руле;
  • не нужно заливать в КПП специальное масло;
  • установка системы не сопровождается трудностями;
  • высокая проходимость машины;
  • длительный срок службы конструкции;
  • прекрасная управляемость автомобилем;
  • отличное чувство равновесия;
  • более высокая скорость прохождения поворотов;
  • лёгкость вывода транспортного средства из заноса.

Что касается недостатков конструкции, то и они есть:

  • с течением времени падает преднатяг;
  • для работоспособности конструкции придётся каждые 20–40 тыс. км менять регулировочные шайбы;
  • если не проводить регулировочные работы, то система будет работать как свободный дифференциал.

Различие принципов действия

Часто имеют одновременно три вида конструкций: один межосевой дифференциал и два мостовых. Для качественной работы может быть использована как полная, так и частичная автоматическая или ручная блокировка межосевого типа конструкции.

Уже во многих стали применять всевозможные электронные системы контроля над движением автомобиля. Преимуществом электронной блокировки является более высокая тяга на поворотах и к тому же возможность настройки степени блокирования в зависимости от предпочтений водителя. Единственным недостатком можно назвать то, что такой дифференциал нечувствителен к быстро меняющимся дорожным условиям.

Одним из видов самоблокирующегося механизма является блокирующийся межколёсный дифференциал. На ровной дороге, на твёрдом покрытии, такой механизм ведёт себя так, как обычная свободная система. И лишь тогда, когда колесо на оси вращается относительно другого с большей частотой, конструкция автоматически блокируется. при блокировании межколёсного типа устройства существенно повышается.

Принудительная блокировка

Наиболее простым способом является принудительная блокировка механизма. В этом случае только водитель принимает решение о её включении или выключении. Осуществляется это либо с помощью рычагов, либо посредством кнопок, расположенных в салоне автомобиля.

Этот вид блокирования просто идеален для внедорожников, которые эксплуатируются в условиях российского бездорожья. Система безупречно надёжна и практически непригодна в эксплуатации на ровных дорогах.

На видео — тест принудительной блокировки дифференциала:

В условиях бездорожья также эффективной будет блокировка заднего дифференциала. Она является просто незаменимой в случаях, когда одно из колёс оси вывешивается. Тогда крутящий момент от двигателя будет передаваться именно на колесо, которое касается грунта.

Подводя итог, можно сделать вывод, что оптимальным вариантом является именно самоблокирующийся дифференциал. Он во многом превосходит свободный механизм и не имеет недостатков жёсткой конструкции. При наличии такой системы автомобиль становится более проходимым.

Среди особенностей свободного дифференциала — способность во время пробуксовки одного колеса (ведущей оси) передавать крутящий момент на другое колесо. Создание блокировки дифференциала было вызвано необходимостью увеличить крутящий момент на том колесе оси, у которого сцепление с дорогой лучше.

Блокировка дифференциала осуществляется следующим образом:

  1. Корпус дифференциала соединяется с одной из полуосей;
  2. Вращение сателлитов ограничивается.

Блокировка дифференциала зависит от степени и может быть как полной так и частичной.

Что такое полная блокировка?

Полной блокировкой дифференциала называют — жесткое соединение частей дифференциала, во время которого происходит полная передача крутящего момента на то колесо, у которого наилучшее сцепление.

Что такое частичная блокировка дифференциала?

Под частичной блокировкой дифференциала подразумевается — ограниченная величина передаваемого усилия среди частей дифференциала и повышение крутящего момента на том колесе, которое имеет лучшее сцепление.

Повышение крутящего момента на свободном колесе называется коэффициентом блокировки. То есть, он отображает соотношение между крутящим моментом на не нагруженном и колесом, которое забегает, то есть пробуксовывает. Коэффициент блокировки у симметричного свободного дифференциала будет равен — 1, поскольку у каждого из колес будет одинаковым. В то время как на заблокированном дифференциале это значение может варьироваться в диапазоне от 3 до 5. Любое дальнейшее увеличение данного коэффициента блокировки крайне нежелательно, поскольку он может стать причиной выхода из строя трансмиссии или некоторых ее деталей.

Используют блокировку дифференциала как межколесные так и межосевые дифференциалы. Чтобы не снижать управляемость, блокировка переднего межколесного дифференциала у полноприводных автомобилях не делается.

Включение блокировки дифференциала может быть принудительным или полностью автоматическим. В случае с принудительной, водитель сам выбирает когда включить блокировку дифференциала, иногда ее еще называют ручной.

Что касается автоматической блокировки, то ее включение осуществляется посредством специальных технических устройств – так называемых самоблокирующихся дифференциалов.

Ручная блокировка дифференциала

Ручная или принудительная блокировка осуществляется, как правило, при помощи кулачковой муфты, которая обеспечивает жесткую сцепку корпуса дифференциала с одной из полуосей.

Замыкание или (размыкание) кулачковой муфты происходит при помощи привода, он может быть: электрическим, механическим, пневматическим или гидравлическим.

Принцип работы механического привода заключается в объединении рычага и тросов, или целой системы рычагов. Такая система позволяет осуществить блокировку дифференциала в ручном режиме на полностью неподвижном автомобиле.

Гидравлический привод блокировки дифференциала состоит из нескольких цилиндров: главного и рабочего. Роль исполнительного элемента пневмопривода выполняет пневмокамера.

В случае с электроприводом муфта замыкается при помощи электрического двигателя. Приведение в действие осуществляется посредством нажатия (активации) отвечающей за эту функцию кнопки, чаще всего расположенной на панели приборов.

Применяется жесткая принудительная блокировка на труднопроходимых участках дороги. Она используется в межколесных, а также межосевых дифференциалах автомобилей с полным приводом.

Самоблокирующийся дифференциал

Дифференциал повышенного трения или самоблокирующийся дифференциал Limited Slip Differential, LSD) можно считать неким компромиссом между полной блокировкой дифференциала и свободным дифференциалом. Это объясняется возможностью реализации функции одного или другого при возникновении такой необходимости.

Существуют два типа самоблокирующихся дифференциалов:

  1. Дифференциалы, которые блокируются руководствуясь разными угловыми скоростями колес.
  2. Дифференциалы, которые блокируются руководствуясь разными крутящими моментами.
  1. Дифференциал с вязкостной муфтой.
  2. Дисковый дифференциал.
  3. Электронную блокировку дифференциала.

Блокировка происходит в зависимости от того, насколько разнятся меж собою крутящие моменты червячный дифференциал.

Примитивный дисковый дифференциал состоит из: симметричного дифференциала, в котором есть один или несколько пакетов фрикционных дисков. Одна часть фрикционных дисков связана с корпусом дифференциала, вторая – с полуосью.

Работает дисковый дифференциал повышенного трения по принципу силы трения, которая возникает в результате разности скоростей, с которой вращаются полуоси.

Во время движения по прямой полуоси и корпус дифференциала вращаются с одинаковой скоростью, следовательно, вращение фрикционного пакета происходит как единое целое. В случае увеличения частоты вращения какой-то из полуосей, часть дисков которая ей соответствует начинает быстрее вращаться. Это действие сопровождается возникновением силы трения, которая не позволяет увеличить частоту вращения. На свободном (не нагруженном) колесе крутящий момент возрастает, благодаря чему достигается частичное блокирование дифференциала.

Степень, до которой сжимаются фрикционные диски может быть как фиксированной (реализуется при помощи пружин постоянной жесткости) так и переменной (за счет применения гидропривода или электронного управления).

На спортивных автомобилях используется преимущественно дисковый дифференциал LSD, или в качестве межосевого дифференциала в автомобилях SUV-сегмента.

Схема вязкостной муфты

Вязкостную муфту еще называют вискомуфтой. Она состоит из определенного набора перфорированных дисков расположенных близко друг от друга. Одна их часть жестко соединена с корпусом дифференциала, вторая – с приводным валом. Расположены диски в герметичном корпусе, который наполнен очень вязкой силиконовой жидкостью.

Схема вязкостной муфты

Во время вращения приводного вала и корпуса дифференциала с одной скоростью, происходит вращение блока перфорированных дисков как одного целого. Когда скорости вращения меняются, определенная часть дисков, которая подчиняется тому или иному блоку начинает быстрее вращаться, перемешивая силиконовую жидкость. После жидкость отвердевает и происходит блокировка дифференциала. При этом в другом приводном валу крутящий момент увеличивается. Когда равенство восстанавливается жидкость снижает свои свойства, снимая, тем самым, блокировку с муфты.

Из-за довольно больших размеров вискомуфта используется преимущественно, для блокировки межосевого дифференциала. Кроме того, вязкостная муфта может быть установлена самостоятельно, вместо межосевого дифференциала, в полноприводной системе с автоматическим подключением.

Особенность конструкции вискомуфты наделяют ее инерционностью, она может порядком нагреваться, а во время торможения может конфликтовать с ABS, именно поэтому на сегодняшний день автомобили практически не оборудуются ею.

Электронный дифференциал или электронная блокировка дифференциала — функция антипробуксовочной системы. Она реализована посредством автоматического подтормаживания того колеса, которое пробуксовывает, сопровождаемого повышением на него силы тяги. Как результат — колесо с нормальным сцеплением получает лучший крутящий момент.

Самоблокирующийся дифференциал червячного типа способен обеспечить автоматическое блокирование в зависимости от того, на сколько разнятся крутящие моменты на корпусе и полуоси. В случае проскальзывания колеса, с последующим падением крутящего момента, происходит блокировка червячного дифференциала, после чего крутящий момент перераспределяется на свободные колеса. В этом случае блокировка частичная, а ее степень в зависит от того насколько упадет крутящий момент.

Схема дифференциала Torsen

Диференциалы Torsen — наиболее известными червячными образцами. Название — аббревиатура от двух англ. слов Torque Sensing — что в переводе означает — чувствительность к крутящему моменту.

Конструктивно дифференциал представляет собой планетарный редуктор, в котором есть несколько червячных шестерен, одни — ведомые (полуосевые) другие — ведущие (сателлиты). Расположение сателлитов чаще всего параллельно полуосям (Quaife, Torsen Т-2), иногда встречаются варианты с перпендикулярным расположением (Torsen Т-1).

Характерной особенностью червячной шестерни считается способность вращать другие шестерни, оставаясь при этом недвижимой. При этом червячная шестерня расклинивается. Это свойство применяется для частичной блокировки червячного дифференциала. Применение червячных самоблокирующихся дифференциалов весьма широкое, они могут выполнять роль как межосевых так и межколесных дифференциалов.

Термин «блокировка дифференциала», или «самоблокирующейся дифференциал» (самоблок), слышали многие автомобилисты, а вот как этот процесс выглядит на практике, знают лишь некоторые. И если раньше такой «опцией» автопроизводители оборудовали преимущественно внедорожники, то сейчас ее можно встретить и на вполне городском автомобиле. Кроме того, зачастую владельцы машин не оборудованных самоблоками, поняв, какую пользу они приносят, устанавливают их самостоятельно.

Но прежде чем разбираться с тем, как работает самоблокирующийся дифференциал, нужно понять, как он функционирует без блокировки.

Что такое дифференциал

Дифференциал (дифф) по праву можно считать одним из главных элементов конструкции трансмиссии автомобиля. С его помощью происходит передача, изменение, а также распределение выдаваемого двигателем крутящего момента между парой потребителей: колесами, расположенными на одной оси машины или же между ее мостами. Причем сила потока распределяемой энергии при необходимости может быть различной, а значит, и скорость вращения колес — разной.

В трансмиссии автомобиля дифф может быть установлен: в картере КПП и в раздаточной коробке, в зависимости от устройства привода(ов).

Те диффы, которые установлены в мосту или КПП, называются межколесными, а который находится между осями машины, соответственно — межосевым.

Назначение дифференциала

Как известно, автомобиль во время движения совершает различные маневры: повороты, перестроения, обгоны и т. д. Кроме того, поверхность дороги может содержать неровности, а это значит, что колеса автомобиля, в зависимости от ситуации, в одно и то же время могут проходить различное расстояние. Поэтому, например, при повороте, если скорость вращения колес на оси будет одинаковой, то одно из них неминуемо станет пробуксовывать, что приведет к ускоренному износу покрышек. Но это не самое страшное. Гораздо хуже то, что у транспортного средства значительно снижается управляемость.

Вот для решения подобных проблем и придумали дифференциал — механизм, который будет перераспределять энергию, поступающую от двигателя, между осями автомобиля в соответствии с величиной сопротивления качению: чем оно меньше, тем больше будет скорость вращения колеса, и наоборот.

Механизм дифференциала

На сегодняшний день существует множество разновидностей диффов, и их устройство довольно сложное. Однако принцип работы в целом одинаков, поэтому будет проще для понимания рассмотреть самый простой тип — открытый дифференциал, который состоит из следующих элементов:

  1. Шестеренок, закрепленных на полуосях.
  2. Ведомой (коронной) шестерни, выполненной в виде усеченного конуса.
  3. Ведущей шестерни, закрепленной на конце ведущего вала, которая в совокупности с коронной образует главную передачу. Так как ведомая шестерня по размерам больше ведущей, то последней придется сделать несколько оборотов вокруг своей оси, прежде чем коронная выполнит только один. Следовательно, именно эти два элемента дифференциала снижают величину энергии (скорости), которая в итоге дойдет до колес.
  4. Сателлитов, которые образуют играющий ключевую роль в обеспечении необходимой разности в скорости вращения колес.
  5. Корпуса.

Как работает дифференциал

Во время прямолинейного движения автомобиля его полуоси, а значит, и колеса, вращаются с такой же скоростью, как и ведущий вал со своей косозубой шестерней. Но во время поворота воздействующая нагрузка на колеса становится различной (одно из них пытается крутиться быстрей), и за счет этой разницы освобождаются сателлиты. Теперь энергия двигателя проходит через них, а так как пара сателлитов — это две отдельные, независимые шестерни, то к полуосям передается разная по величине частота вращения. Таким образом, мощность, вырабатываемая двигателем, распределяется между колесами, но неравномерно, а в зависимости от действующей на них нагрузки: то, что двигается по внешнему радиусу, испытывает меньшее сопротивление качению, поэтому дифф передает на него больше энергии, раскручивая быстрее.

Разницы в том, как работает межосевой дифференциал и межколесный, нет: принцип действия аналогичен, только в первом случае распределенный крутящий момент направлен к осям автомобиля, а во втором — к его колесам, расположенным на одной оси.

Потребность в межосевом диффе особенно становится заметна во время движения машины по пересеченной местности, когда ее вес давит на ту ось, которая находится ниже другой, например, на подъеме или спуске.

Проблема дифференциала

Несмотря на то что дифференциал, безусловно, играет большую роль в конструкции автомобиля, его работа иногда создает проблемы для водителя. А именно: когда одно из колес оказывается на скользком участке дороги (грязи, льду или снегу), то другое, находящееся на более твердом грунте, начинает испытывать повышенную нагрузку, дифф старается это исправить, перенаправляет энергию двигателя на скользящее колесо. Таким образом, выходит, что оно получает максимальное вращение, в то время как другое, имеющее плотное сцепление с грунтом, попросту остается неподвижным.

Вот именно для решения подобных проблем была придумана блокировка (отключение) дифференциала.

Принцип блокировки и ее виды

Поняв принцип работы дифференциала, можно заключить, что если заблокировать его, то увеличится крутящий момент на том колесе или оси, которое имеет лучшее сцепление. Это можно сделать, если соединить его корпус с одной из двух полуосей или же остановить вращение сателлитов.

Блокировка может быть полной — когда части дифференциала соединяются жестко. Осуществляется, как правило, при помощи кулачковой муфты и управляется водителем через специальный привод из кабины автомобиля. Или же она может быть частичной, в этом случае на колеса передается только ограниченное усилие — так работает самоблокирующийся дифференциал, которому участие человека не требуется.

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.

Отечественная «Нива» и ее дифференциалы

В линейке отечественных ВАЗов «Нива» занимает особенное место: в отличие от своих «родственников» по конвейеру, эта машина оборудована не выключаемым полным приводом.

В трансмиссии ВАЗовского внедорожника установлено три дифференциала: межколесные — в каждом мосту, и межосевой — в раздатке. Несмотря на такое количество, разбираться заново в том, как работают дифференциалы на «Ниве», не придется. Все точно так же, как описывалось выше. То есть, во время прямолинейного движения машины, при условии отсутствия пробуксовок на колесах, тяговое усилие между ними распределено равномерно и имеет одинаковую величину. Когда какое-то из колес начинает буксовать, то вся энергия от двигателя, пройдя через диффы, направляется к этому колесу.

Блокировка дифференциалов «Нивы»

Прежде чем говорить о том, как работает блокировка дифференциалов на «Ниве», следует отметить один момент, а именно уточнить назначение передней (маленькой) ручки раздаточной коробки.

Некоторые водители полагают, что с ее помощью у машины включается передний привод — это не так: и передний, и задний приводы у «Нивы» задействованы всегда, а этой ручкой осуществляется управление дифференциалом раздатки. То есть пока она установлена в положении «вперед», дифф работает в штатном режиме, а когда «назад» — отключается.

А теперь непосредственно о блокировке: при выключении дифференциала валы раздаточной коробки замыкаются между собой муфтой, тем самым принудительно выравнивая скорости их вращения, то есть суммарная скорость колес передней оси приравнивается к суммарной скорости задней. Распределение тяги происходит в сторону большего сопротивления. Допустим, буксует заднее колесо, если включить блокировку, тяговое усилие уйдет на переднюю ось, колеса которой вытянут машину, но если одновременно с задним забуксует и переднее колесо, то самостоятельно «Нива» уже не выберется.

Чтобы такого не случалось, автолюбители в мосты устанавливают самоблоки, которые помогут вытянуть застрявшую машину. На сегодняшний день самым популярным среди владельцев «Нивы» является дифференциал Нестерова.

Самоблок Нестерова

Именно в том, как работает дифференциал Нестерова, и заключен секрет его популярности.

Конструкция дифа позволяет не только оптимально регулировать колес машины при совершении маневров, но и в случае пробуксовок или вывешивании колеса устройство отдает ему минимальное количество энергии от двигателя. Причем реакция самоблока на изменение дорожной ситуации практически мгновенная. Кроме того, дифференциал Нестерова значительно улучшает управляемость машины даже на скользких поворотах, повышает курсовую устойчивость, повышает динамику разгона (особенно в зимний период), снижает расход горючего. А монтаж устройства не требует никаких изменений в конструкции трансмиссии и устанавливается точно так же, как классический дифф.

Дифференциал нашел применение не только в автомобильной технике, он оказался весьма полезен и на мотоблоках, значительно облегчив жизнь его владельцам.

Дифференциал для мотоблока

Мотоблок — агрегат довольно тяжелый, и, чтобы его просто повернуть, требуется немало усилий, а при нерегулируемой угловой скорости вращения колес это становится еще сложнее. Поэтому владельцы этих машин, если диффы не предусматривались изначально конструкцией, приобретают и устанавливают их самостоятельно.

Как работает дифференциал мотоблока? По сути, он лишь обеспечивает легкий разворот машины, останавливая одно из колес.

Другая его функция никак не связанная с перераспределением мощности — это увеличение базы колес. Конструкция дифференциала предусматривает его использование как удлинителя осей, что делает мотоблок более маневренным и устойчивым к опрокидываниям, особенно на поворотах.

Словом, дифференциал — вещь весьма полезная и незаменимая, а его блокировка в разы повышает проходимость автомобиля.

Как работает дифференциал? 3 вопроса

Нет автомобилей без дифференциалов — иначе мы ехали бы по крутым поворотам с пробуксовкой колес и визгом шин. Этот важный компонент расположен в центре ведущей оси, где его функция заключается в обеспечении того, чтобы два колеса могли вращаться с разной скоростью при движении по поворотам, при этом имея одинаковую тяговую мощность. Крутящий момент двигателя всегда делится в фиксированном соотношении.
Кстати: Полноприводные автомобили имеют дифференциал на каждой оси, плюс центральный дифференциал, который распределяет мощность двигателя между осями в заданном соотношении.

Основным техническим принципом обычно является так называемая коническая дифференциальная передача с клеткой дифференциала, двумя планетарными шестернями и двумя выходными валами. Важнейшей особенностью является то, что две планетарные шестерни образуют соединение между приводом двигателя и двумя выходными валами, но делают это по-разному:

  • При движении прямо: Двигатель приводит в движение клетку дифференциала. Планетарные передачи в это время неподвижны. В результате сепаратор и два выходных вала вращаются с одинаковой скоростью. Это означает, что два колеса на оси также вращаются с одинаковой скоростью.
  • При движении на поворотах: Теперь внешнее колесо оси должно преодолевать большее расстояние, поэтому два выходных вала должны вращаться с разной скоростью. Для этого планетарные шестерни дифференциала вращаются вокруг своих осей с разной скоростью. Это уравновешивает разницу в скоростях двух колес.

Основной технический принцип дифференциала становится проблемой, когда две шины на ведущей оси движутся по поверхностям с разным сцеплением, например, по льду и сухому асфальту. Колесо на льду будет вращаться, а другое вообще не двинется. Автомобиль «застрянет». Это происходит потому, что дифференциал распределяет мощность двигателя в соответствии с сопротивлением шин. Колесо на льду, естественно, имеет значительно меньшее «сопротивление», поэтому дифференциал распределяет на него всю мощность привода. Блокировка дифференциала помогает поддерживать движение в таких ситуациях. Они передают привод обратно на шину, которая вращается медленнее или не вращается совсем. Блокировки дифференциала бывают разных типов.
Очень ясное и понятное объяснение основного принципа дифференциала дает этот короткий фильм 1937 года:

Как работает дифференциал? 3 вопроса — 3 ответа последний раз изменялись: 10 марта 2021 г., Маркус Исгро

Что такое дифференциал? | UTI

1) UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.

2) Для получения информации о результатах программы и другой информации посетите сайт www.uti.edu/disclosures.

3) Приблизительно 8000 из 8400 выпускников UTI в 2019 году были готовы к трудоустройству. На момент составления отчета около 6700 человек были трудоустроены в течение одного года после даты выпуска, в общей сложности 84%. В эту ставку не входят выпускники, недоступные для работы по причине продолжения образования, военной службы, состояния здоровья, заключения, смерти или статуса иностранного студента.В ставку включены выпускники, прошедшие специализированные программы повышения квалификации и занятые на должностях. которые были получены до или во время обучения по ИМП, где основные должностные обязанности после окончания учебы соответствуют образовательным и учебным целям программы. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.

5) Программы UTI готовят выпускников к карьере в различных отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь, для специалистов по автомобилям, дизельным двигателям, ремонту после столкновений, мотоциклам и морским техникам.Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от в качестве технического специалиста, например: специалист по запчастям, специалист по обслуживанию, изготовитель, лакокрасочный отдел и владелец / оператор магазина. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.

6) Достижения выпускников ИТИ могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату.ИМП образовательное учреждение и не может гарантировать работу или заработную плату.

7) Для завершения некоторых программ может потребоваться более одного года.

10) Финансовая помощь, стипендии и гранты доступны тем, кто соответствует требованиям. Награды различаются в зависимости от конкретных условий, критериев и состояния.

11) См. Подробные сведения о программе для получения информации о требованиях и условиях, которые могут применяться.

12) На основе данных, собранных из Бюро статистики труда США, прогнозы занятости (2016-2026), www.bls.gov, просмотрено 24 октября 2017 г. Прогнозируемое количество годовых Вакансии по классификации должностей: Автомеханики и механики — 75 900; Специалисты по механике автобусов и грузовиков и специалисты по дизельным двигателям — 28 300 человек; Ремонтники кузовов автомобилей и сопутствующие товары, 17 200. Вакансии включают вакансии в связи с ростом и чистые замены.

14) Программы поощрения и право сотрудников на участие в программе остаются на усмотрение работодателя и доступны в определенных местах. Могут применяться особые условия.Поговорите с потенциальными работодателями, чтобы узнать больше о программах, доступных в вашем районе.

15) Оплачиваемые производителем программы повышения квалификации проводятся UTI от имени производителей, которые определяют критерии и условия приемки. Эти программы не являются частью аккредитации UTI. Программы доступны в некоторых регионах.

16) Не все программы аккредитованы ASE Education Foundation.

20) Льготы VA могут быть доступны не на всех территориях университетского городка.

21) GI Bill® является зарегистрированным товарным знаком U.S. Департамент по делам ветеранов (VA). Дополнительная информация о льготах на образование, предлагаемых VA, доступна на официальном веб-сайте правительства США.

22) Грант «Приветствие за службу» доступен всем ветеранам, имеющим право на участие в программе, на всех кампусах. Программа «Желтая лента» одобрена в наших кампусах в Эйвондейле, Далласе / Форт-Уэрте, Лонг-Бич, Орландо, Ранчо Кукамонга и Сакраменто.

24) Технический институт NASCAR готовит выпускников к работе в качестве технических специалистов по обслуживанию автомобилей начального уровня.Выпускники, которые выбирают специальные дисциплины NASCAR, также могут иметь возможности трудоустройства в отраслях, связанных с гонками. Из тех выпускников 2019 года, которые взяли факультативы, примерно 20% нашли возможности, связанные с гонками. Общий уровень занятости в NASCAR Tech в 2019 году составил 84%.

25) Расчетная годовая средняя заработная плата техников и механиков в области автомобильного сервиса в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 года. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.Достижения выпускников UTI могут быть разными. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату. Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве автомобильных техников. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, например, сервисный писатель, инспектор по смогу и менеджер по запасным частям.Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве техников автомобильного сервиса и механиков в Содружестве. Массачусетса (49-3023) составляет от 30 308 до 53 146 долларов (данные Массачусетса по труду и развитию рабочей силы, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: по оценке Министерства труда США почасовая оплата в среднем 50% для квалифицированных автомобильных техников в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов.59. Бюро статистики труда не публикует данные начального уровня. данные о зарплате. Однако 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 14,55 и 11,27 долларов соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г. и механики, просмотрено 2 июня 2021 г.)

26) Расчетная годовая средняя заработная плата сварщиков, резчиков, паяльщиков и брейзеров в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 г.UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату. ИМП достижения выпускников могут быть разными. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату. Начальный уровень зарплаты могут быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников-сварщиков. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, например сертифицированный инспектор и контроль качества.Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих сварщиками, резчиками, паяльщиками и брейзерами в штате Массачусетс (51-4121) составляет от 34 399 до 48 009 долларов (данные по Массачусетсу и развитию рабочей силы, май 2019 г., просмотр 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: по оценке Министерства труда США почасовая оплата в среднем 50% для квалифицированных сварщиков в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов. 28. Бюро статистики труда не публикует заработную плату начального уровня. данные. Однако 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 16,97 и 14,24 доллара соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г. Сварщики, резаки, паяльщики, и Brazers, просмотрено 2 июня 2021 г.)

27) Не включает время, необходимое для прохождения 18-недельной квалификационной программы предварительных требований плюс дополнительные 12 или 24 недели обучения для конкретного производителя, в зависимости от производителя.

28) Расчетная годовая средняя заработная плата для специалистов по кузовному ремонту автомобилей и связанных с ними ремонтников в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Выпускников ИТИ достижения могут отличаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату. Заработная плата начального уровня может быть ниже.Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников по ремонту после столкновений. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, например оценщик, оценщик и инспектор. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетса: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, занятых в качестве ремонтников автомобилей и связанных с ними ремонтных работ (49-3021) в Содружестве Массачусетс составляет от 30 765 до 34 075 долларов (данные по Массачусетсу, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https: // lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: согласно оценке Министерства труда США, средняя почасовая оплата в размере 50% для квалифицированных специалистов по борьбе с авариями в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 23,40 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные начального уровня. данные о зарплате. Однако 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 17,94 и 13,99 долларов соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г.)Автомобильный кузов и сопутствующие товары Ремонтники, осмотрено 2 июня 2021 г.)

29) Расчетная годовая средняя заработная плата механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать занятость или оплата труда. Достижения выпускников UTI могут быть разными. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработная плата.Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве дизельных техников. Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от дизельных. техник по грузовикам, например техник по обслуживанию, техник по локомотиву и техник по морскому дизелю. Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков автобусов и грузовиков. и Специалисты по дизельным двигателям (49-3031) в Содружестве Массачусетса составляет от 34 323 до 70 713 долларов (Массачусетский труд и развитие рабочей силы, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https: // lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: по оценке Министерства труда США почасовая оплата квалифицированных дизельных техников составляет около 50%. в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, стоит 23,20 доллара. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 19,41 и 16,18 долларов соответственно. (Бюро труда Статистика, Министерство труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г.Механики автобусов и грузовиков и специалисты по дизельным двигателям, просмотрено 2 июня 2021 г.)

30) Расчетная годовая средняя зарплата механиков мотоциклов в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 г. MMI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату. Достижения выпускников ММИ может различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату.Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы MMI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников мотоциклов. Некоторые выпускники MMI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, например, сервисный писатель, оборудование. обслуживание и запчасти. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: Средняя годовая заработная плата начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков мотоциклов (49-3052) в Содружестве Массачусетса, составляет 30 157 долларов (штат Массачусетс). Рабочая сила и развитие трудовых ресурсов, данные за май 2019 г., просмотр 2 июня 2021 г., https: // lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: по оценке Министерства труда США почасовая оплата в среднем 50% для квалифицированных специалистов по мотоциклетным технологиям в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 15,94 доллара. Бюро статистики труда не публикует данные начального уровня. данные о зарплате. Однако 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 12,31 и 10,56 доллара соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г.)Мотоциклетная механика, просмотрено 2 июня 2021 г.)

31) Расчетная годовая средняя заработная плата механиков моторных лодок и техников по обслуживанию в Бюро трудовой статистики США по вопросам занятости и заработной платы, май 2020 г. MMI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников ММИ могут быть разными. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату.Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы MMI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве морских техников. Некоторые выпускники MMI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, такие как обслуживание оборудования, инспектор и помощник по запасным частям. Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков моторных лодок и техников по обслуживанию (49-3051) в Содружество Массачусетса стоит от 30 740 до 41 331 долларов США (Массачусетский труд и развитие рабочей силы, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https: // lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: по оценке Министерства труда США почасовая оплата в размере 50% для квалифицированного морского техника в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 18,61 доллара. Бюро статистики труда не публикует данные начального уровня. данные о зарплате. Однако 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 15,18 и 12,87 долларов соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г.)Моторная механика и Специалисты по обслуживанию, просмотр 2 июня 2021 г.)

33) Курсы различаются в зависимости от кампуса. За подробностями обращайтесь к представителю программы в кампусе, в котором вы заинтересованы.

34) Расчетная годовая средняя заработная плата операторов компьютерных инструментов с числовым программным управлением в Службе занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут быть разными.Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных качеств и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и его программы компенсации влияют на заработную плату. Заработная плата начального уровня может быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях промышленности с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве технических специалистов по механической обработке с ЧПУ. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, например, оператор ЧПУ, ученик машиниста и инспектор обработанных деталей.Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средняя годовая заработная плата начального уровня для лиц, работающих в качестве операторов станков с компьютерным управлением, металлообработки и Стоимость пластика (51-4011) в Содружестве Массачусетса составляет 37 638 долларов (данные Массачусетса по труду и развитию рабочей силы, данные за май 2019 г., просмотренные 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о зарплате в Северной Каролине: по оценке Министерства труда США почасовая оплата в среднем 50% для квалифицированных станков с ЧПУ в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов.24. Бюро статистики труда не публикует данные начального уровня. данные о зарплате. Однако 25-й и 10-й процентили почасовой оплаты труда в Северной Каролине составляют 16,56 и 13,97 долларов соответственно. (Бюро статистики труда Министерства труда, занятости и заработной платы США, май 2020 г. Операторы инструмента, просмотр 2 июня 2021 г.)

37) Курсы Power & Performance не предлагаются в Техническом институте NASCAR. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату.Информацию о результатах программы и другую информацию можно найти на сайте www.uti.edu/disclosures.

38) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая численность занятых в стране по каждой из следующих профессий составит: техников и механиков автомобильного сервиса — 705 900 человек; Сварщики, резаки, паяльщики и паяльщики — 452 400 человек; Автобус и грузовик Специалисты по механике и дизельным двигателям — 296 800 человек; Ремонтники кузовов автомобилей и сопутствующие товары — 161 800; и операторы инструментов с ЧПУ, 154 500.См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls. gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

39) Повышение квалификации доступно выпускникам только в том случае, если курс еще доступен и есть места. Студенты несут ответственность за любые другие расходы, такие как оплата лабораторных работ, связанных с курсом.

41) Для специалистов по обслуживанию автомобилей и механиков U.S. Бюро статистики труда прогнозирует в среднем 69 000 вакансий в год в период с 2020 по 2030 год. В число вакансий входят вакансии, связанные с чистыми изменениями занятости и чистыми замещениями. См. Таблицу 1.10 Профессиональные увольнения и вакансии, прогнозируемые на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотр 18 ноября 2021 г. UTI — образовательное учреждение и не может гарантировать работу или зарплату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

42) Для сварщиков, резаков, паяльщиков и паяльщиков U.По прогнозам Бюро статистики труда, в период с 2020 по 2030 год в среднем будет открываться 49 200 рабочих мест. В число вакансий входят вакансии, связанные с чистым изменением занятости и чистым замещением. См. Таблицу 1.10 Профессиональные увольнения и вакансии, прогнозируемые на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотр 18 ноября 2021 г. UTI — образовательное учреждение и не может гарантировать работу или зарплату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

43) Для механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям U.По прогнозам Бюро статистики труда, в период с 2020 по 2030 год в среднем будет открываться 28 100 рабочих мест. В число вакансий входят вакансии, связанные с чистым изменением занятости и чистым замещением. См. Таблицу 1.10. Разделения и вакансии по профессиям, прогнозируемые на 2020–30 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. учреждение и не может гарантировать работу или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

44) Для кузовных и связанных с ним ремонтников:По прогнозам Бюро статистики труда, в период с 2020 по 2030 год в среднем будет открываться 15 200 рабочих мест. В число вакансий входят вакансии, связанные с чистым изменением занятости и чистым замещением. См. Таблицу 1.10. Разделение и вакансии по профессиям, прогноз на 2020–30 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотр 18 ноября 2021 г. UTI — образовательное учреждение и не может гарантировать работу или зарплату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

45) Для операторов инструментов с ЧПУ: U.По прогнозам Бюро статистики труда, в период с 2020 по 2030 год в среднем будет открываться 16 500 рабочих мест. В число вакансий входят вакансии, связанные с чистым изменением занятости и чистым замещением. Видеть Таблица 1.10 Профильные увольнения и вакансии, прогнозируемые на 2020–30 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. учреждение и не может гарантировать работу или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

46) Студенты должны иметь средний балл не ниже 3,5 и посещаемость 95%.

47) Бюро статистики труда США прогнозирует, что общая численность занятых в стране для специалистов по обслуживанию автомобилей и механиков к 2030 году составит 705 900 человек. См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2020 и прогнозируемый 2030 год, Бюро статистики труда США, www.bls. gov, просмотр 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 года.

48) По прогнозам Бюро статистики труда США, общая численность занятых в стране механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям к 2030 году составит 296 800 человек.См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

49) Бюро статистики труда США прогнозирует, что общая занятость в сфере автомобильного кузова и связанных с ним ремонтов составит 161800 человек к 2030 г. См. Таблицу 1.2. Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату. Обновлено в ноябре 18, 2021.

50) Бюро статистики труда США прогнозирует, что общая занятость сварщиков, резчиков, паяльщиков и паяльщиков в стране к 2030 году составит 452 400 человек. См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2020 и прогнозируемые 2030, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, дата просмотра 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.Обновлено в ноябре 18, 2021.

51) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость операторов компьютерных инструментов с числовым программным управлением составит 154 500 человек. www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 года.

52) Бюро статистики труда США прогнозирует, что в период с 2020 по 2030 год среднегодовое количество вакансий по каждой из следующих профессий будет следующим: Техники и механики автомобильного сервиса — 69 000; Механика автобусов и грузовиков и дизельный двигатель Специалисты — 28 100 человек; и сварщики, резаки, паяльщики и паяльщики, 49 200. Вакансии включают вакансии, связанные с чистым изменением занятости и чистым замещением. См. Таблицу 1.10 Разделения и вакансии по профессиям, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро США. of Labor Statistics, www.bls.gov, дата просмотра 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Утверждено 18 ноября 2021 года.

53) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая численность занятых в стране по каждой из следующих профессий составит: техников и механиков автомобильного сервиса — 705 900 человек; Сварщики, резаки, паяльщики и паяльщики — 452 400 человек; Автобус и грузовик Специалисты по механике и дизельным двигателям, 296 800 человек.См. Таблицу 1.2 Занятость в разбивке по профессиям, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать работу или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

Универсальный технический институт штата Иллинойс, Inc. одобрен Отделом частного бизнеса и профессиональных школ Совета высшего образования штата Иллинойс.

дифференциал | Британника

дифференциал , в автомобильной механике, зубчатая передача, которая позволяет передавать мощность от двигателя на пару ведущих колес, равномерно распределяя усилие между ними, но позволяя им следовать по траекториям разной длины, например, при повороте или повороте. переход по неровной дороге.На прямой дороге колеса вращаются с одинаковой скоростью; при повороте внешнее колесо должно двигаться дальше и будет вращаться быстрее, чем внутреннее колесо, если его не удерживать.

Обычный автомобильный дифференциал был изобретен в 1827 году французом Онезифором Пекером. Впервые он использовался на паровых транспортных средствах и был хорошо известен, когда в конце 19 века появились двигатели внутреннего сгорания.

Элементы дифференциала Пекера показаны на рисунке.Мощность от трансмиссии передается на коническую коронную шестерню шестерней ведущего вала, обе из которых удерживаются в подшипниках (не показаны) в картере заднего моста. Корпус представляет собой открытую коробчатую конструкцию, которая прикреплена болтами к коронной шестерне и содержит подшипники для поддержки одной или двух пар диаметрально противоположных конических шестерен дифференциала. Ось каждого колеса прикреплена к боковой шестерне дифференциала, которая входит в зацепление с шестернями дифференциала. На прямой дороге колеса и боковые шестерни вращаются с одинаковой скоростью, между боковыми шестернями дифференциала и шестернями нет относительного движения, и все они вращаются как единое целое с корпусом и коронной шестерней.Если автомобиль поворачивает влево, правое колесо будет вынуждено вращаться быстрее, чем левое колесо, а боковые шестерни и шестерни будут вращаться относительно друг друга. Зубчатый венец вращается со скоростью, равной средней скорости левого и правого колес. Если колеса поддомкрачены, когда трансмиссия находится в нейтральном положении, и одно из колес повернуто, противоположное колесо повернется в противоположном направлении с той же скоростью.

Крутящий момент (крутящий момент), передаваемый на два колеса с помощью дифференциала Pecqueur, одинаков.Следовательно, если одно колесо проскальзывает, как по льду или грязи, крутящий момент, передаваемый на другое колесо, уменьшается. Этот недостаток можно отчасти преодолеть за счет использования дифференциала повышенного трения. В одном варианте муфта соединяет одну из осей и коронную шестерню. Когда одно колесо сталкивается с низким сцеплением, его тенденция к пробуксовке сдерживается муфтой, тем самым обеспечивая больший крутящий момент для другого колеса.

ФУНКЦИИ, ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ — FAHADH V HASSAN

Дифференциал — очень важная часть транспортного средства, поскольку в качестве компонента передачи мощность двигателя передается на колеса. Мощность двигателя передается задним карданным валом на колесо, сначала измененное направление вращения посредством дифференциального вращения, затем передается на валы задней оси, а затем на задние колеса.

Дифференциальные функции для уменьшения скорости, получаемой карданным валом, для создания большого момента и для изменения направления вращения карданного вала 900 передаются на колесо следующего круга через задний вал задней оси отдельно. Однако, если дифференциал не работает, это приведет к тому, что автомобиль не сможет управлять A.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

В то время прямая дорога.

Во время движения автомобиля по прямой, колеса задней оси будут экранированы ведущей шестерней через корпус зубчатого колеса дифференциала, вал-шестерню дифференциала колеса-колесо, шестерни дифференциала колесо-ведущая шестерня, зубья боковой шестерни не вращаются, остаются для быть втянутым во вращение коронной шестерни. Таким образом, вращение колеса влево и вправо одинаково.

На момент поворота.

При левом повороте у заключенных левое колесо больше правого.Если корпус дифференциала с кольцевой шестерней вращается, шестерня будет вращаться вокруг своей оси, а также вокруг левой шестерни, поэтому круглая правая шестерня увеличивается, сторона, на которой число оборотов шестерни в 2 раза больше. коронная шестерня. Можно сказать, что средняя вторая круглая шестерня сравнима с вращающейся коронной шестерней. как это должно.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛА

Основной принцип работы дифференциального редуктора можно понять, если использовать оборудование, состоящее из двух шестерен, шестерни и рейки.Обе стойки можно перемещать в вертикальном направлении до тех пор, пока стойка для грузов и сопротивление скольжению будут подниматься одновременно. Устанавливается между зубчатой ​​рейкой и ведущей шестерней, соединенной с распорками, и может перемещаться с помощью этих распорок. Когда одинаковая нагрузка «W» помещается на каждую рейку, а затем скобы (скобы) подтягиваются, вторая рейка будет поднята на такое же расстояние, это предотвратит вращение ведущей шестерни. Но если на левую стойку и буфер шестерни будет возложена большая нагрузка, тогда вдоль зубчатой ​​рейки вращается нагрузка, то нагрузка становится тяжелее, что связано с различиями в заключенных, которым дается ведущая шестерня, поэтому тем меньшая нагрузка будет снята. .Расстояние между поднятыми рейками пропорционально количеству оборотов ведущей шестерни. Другими словами, эта стойка становится еще больше, а заключенные, получившие меньший груз, будут перемещаться. Этот принцип используется при проектировании дифференциальных передач.

ФУНКЦИИ ДИФФЕРЕНЦИАЛА

1. Уменьшает число оборотов коробки передач перед передачей на задние оси.
2. Изменяет направление оси вращения силового агрегата на 90o, т.е. с продольного на поперечное.
3. Для равномерного распределения мощности на обе задние ведущие оси, когда трактор движется по прямой.
4. Распределять мощность согласно требованиям на ведущие оси во время поворота, т.е. внешнему колесу требуется большее количество оборотов по сравнению с внутренним колесом — во время поворотов.

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛА

1. Ведущая шестерня
2. Ведущая шестерня
3. Клетка дифференциала
4. Звездочка дифференциала
5. Шестерня (солнечная) оси дифференциала

ВИДЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛОВ

1.Открытый дифференциал
2. Заблокированный дифференциал
3. Вязкостной дифференциал повышенного трения
4. LSD с механической муфтой (включая eLSD)
5. Торсиновый и винтовой дифференциал
6. Дифференциал с векторизацией крутящего момента

1. Открытый дифференциал

Открытые дифференциалы — это основная форма дифференциала. Цель состоит в том, чтобы учесть разные скорости между двумя колесами, в то время как разделение крутящего момента поддерживается постоянным на уровне 50/50. Распространенное заблуждение, связанное с открытыми дифференциалами, состоит в том, что когда одно колесо поднимается, на него передается 100 процентов крутящего момента.Это неправда, однако величина крутящего момента, передаваемого на колесо с тягой, очень мала, потому что величина крутящего момента, необходимого для вращения колеса, также мала. Помните, что оба колеса всегда получают равный крутящий момент, но если у одного из них нет сопротивления (например, если оно находится в воздухе), величина крутящего момента, передаваемого на ведущую ось, в результате будет очень низкой.
• Разделяет крутящий момент двигателя на два выхода
• Позволяет колесам вращаться с разной скоростью
• Когда одна шина теряет сцепление с дорогой, противоположная шина также теряет мощность
• Встречается в семейных седанах и автомобилях эконом-класса

Преимущества:
• Позволяет использовать совершенно разные скорости вращения колес на одной оси, что означает отсутствие проскальзывания колес при повороте, поскольку внешняя шина будет двигаться дальше.
• С точки зрения эффективности, меньше энергии будет потеряно из-за дифференциала по сравнению с альтернативными вариантами.
• Стоимость.

Недостатки:
• Когда одно колесо имеет плохое сцепление с дорогой, это резко ограничивает мощность, которую автомобиль может выдать. Поскольку распределение крутящего момента всегда 50/50, если одно колесо не может выдать большую мощность, другое получит столь же низкий крутящий момент.

2. Заблокированный дифференциал (включая стопорные и сварные дифференциалы)

Заблокированные дифференциалы находятся на противоположной стороне спектра по сравнению с открытыми дифференциалами.Цель состоит в том, чтобы скорость вращения колес между двумя колесами оставалась постоянной, и основным преимуществом здесь является то, что крутящий момент будет передаваться на колесо с тяговым усилием, до 100 процентов на одном колесе. При использовании на бездорожье дифференциал обычно имеет функцию блокировки, благодаря чему он открывается при движении по асфальту.
• Соединенные колеса всегда вращаются с одинаковой скоростью
• Поворачивать автомобиль может быть очень сложно
• Встречается в Jeep Wrangler и большинстве полноразмерных грузовиков

Преимущества:
• Обеспечивает передачу крутящего момента на колесо с наибольшим сцеплением. Для всех типов дифференциалов это позволит достичь наибольшего крутящего момента на земле при любом состоянии поверхности.
• Для бездорожья, когда износ шин не является проблемой, это почти все, что нужно. Надежный, простой и очень эффективный.
• В ситуациях, когда желательно поддерживать постоянную скорость вращения колес на оси (например, занос), это простое решение (сварной дифференциал работает точно так же).

Недостатки:
• Заблокированный дифференциал не допускает разницы в скорости вращения правого и левого колес.Это означает дополнительный износ шин и, как следствие, заедание трансмиссии.

3. Вязкостной дифференциал повышенного трения (VLSD)

VLSD довольно просты в эксплуатации, однако у них есть некоторые недостатки по сравнению с другими формами LSD.
• Комбинация открытого и блокируемого дифференциалов
• Обычно действует как открытый дифференциал
• Автоматически блокируется при проскальзывании
• Применяется в спортивных автомобилях, таких как Nissan 370Z и Mazda MX-5 Miata

Преимущества:
• Позволяет использовать разные скорости вращения колес на оси, тем самым снижая износ шин по сравнению с заблокированным дифференциалом (то же самое относится ко всем формам LSD, но этот стиль особенно хорош для этого).
• Позволяет передавать крутящий момент на колесо с большим сцеплением.
• Очень плавная работа, как правило, не имеет неуклюжести на низкой скорости, присущей другим типам LSD, движущимся в узком радиусе (например, на стоянках).

Недостатки:
• Невозможно полностью заблокировать, система требует разницы скоростей между двумя сторонами для передачи крутящего момента.
• По мере нагрева жидкости внутреннего зубчатого колеса (в случаях, когда она используется слишком часто), влияние LSD будет уменьшаться.

4. LSD с механической муфтой (включая eLSD)

LSD с муфтой сцепления бывают самых разнообразных. односторонний, 1,5-ходовой, двусторонний и даже электронный. В принципе, все они работают очень похоже, с блоком сцепления, который пытается заблокировать дифференциал, позволяя передавать крутящий момент на колесо с максимальным сцеплением.

Преимущества:
• Применяет блокировку при открытии дроссельной заслонки. В отличие от VSLD, это означает, что разделение крутящего момента может произойти до того, как одно колесо достигнет другой скорости (аналогично заблокированному дифференциалу).
• Для односторонних LSD дифференциал действует как открытый дифференциал, когда не на газе, что позволяет легко изменять скорость вращения колес при прохождении поворотов.
• Для двухсторонних LSD дифференциал применяет блокирующее усилие при замедлении, что в некоторых случаях может помочь в стабильности торможения.
• Работает хорошо, даже если одно колесо отрывается от земли или имеет ограниченное сцепление с дорогой.
• Электронные LSD позволяют управлять включением сцепления с помощью бортовых компьютеров, оптимизируя блокировку в зависимости от условий движения.

Недостатки:
• Часто требует регулярной замены масла, и сцепления могут изнашиваться, в конечном итоге требуя замены.
• Электронные LSD увеличат стоимость и сложность.

5. Torsen и спиральные дифференциалы

Дифференциалы

Torsen и косозубые дифференциалы работают примерно одинаково, используя умную передачу для приложения силы блокировки для передачи крутящего момента на колесо с большим сцеплением. Они отлично подходят для уличного использования и даже для использования на легких дорожках, хотя у них есть недостаток.

Преимущества:
• Эти дифференциалы начинают передавать больший крутящий момент на медленно вращающееся колесо в тот момент, когда между ними возникает разница скоростей. По сути, он реагирует намного быстрее, чем VLSD.
• Это чисто механические системы, не требующие текущего обслуживания, поскольку действие дифференциала зависит от трения в шестернях.

Недостатки:
• Когда одно колесо находится в воздухе, дифференциал Torsen действует так же, как и открытый дифференциал, и на ведущую ось передается очень небольшой крутящий момент.Для уличного использования это вполне приемлемо, но может быть проблемой для более специализированных транспортных средств на трассе.

6. Дифференциал с вектором крутящего момента (TVD)

Без сомнения, самая сложная из дифференциалов, эта опция обеспечивает максимальный контроль со стороны разработчиков, что означает уникальное программирование, позволяющее реагировать на любую ситуацию, а также способность вызывать рыскание.
• Использует дополнительные зубчатые передачи
• Точно регулирует крутящий момент, передаваемый на каждое ведущее колесо
• Может замедлять или ускорять поворот автомобиля на повороте
• Тяжелый, сложный и низкопроизводительный для экономии топлива
• Используется в BMW X5 M или Lexus RC F

Преимущества:
• Позволяет передавать больший крутящий момент на внешнее колесо при прохождении поворотов.Обычно LSD передает крутящий момент на колесо, которое вращается с меньшей скоростью. Это связано с тем, что большая скорость вращения колеса воспринимается как пробуксовка, поэтому LSD блокируется, чтобы передать больший крутящий момент на более медленное колесо и предотвратить пробуксовку колеса. При ускорении на выходе из поворота TVD передает больший крутящий момент на внешнее колесо, помогая вызвать рыскание и повернуть транспортное средство.
• Позволяет проектировщику полностью контролировать, система может выбирать, в каких ситуациях транспортное средство будет передавать больший крутящий момент на любое колесо, а не реагировать.
• Может передавать до 100% доступного крутящего момента на одно колесо.

Недостатки:
• Стоимость и сложность

Поделиться этой записью: в Твиттере в Фейсбуке в Google+ в LinkedIn

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Как работает дифференциал?

7 мая 2014 г.

Дифференциал является неотъемлемой частью всех четырехколесных транспортных средств. Дифференциальная технология была изобретена много веков назад и считается одним из самых гениальных изобретений, когда-либо созданных человеческим мышлением. В этой статье мы логично узнаем, зачем нужен дифференциал в автомобиле и его внутреннем устройстве.

Почему используется дифференциал?

Колеса получают мощность от двигателя через приводной вал.Колеса, которые получают мощность и заставляют автомобиль двигаться вперед, называются ведущими колесами. Основная функция дифференциальной передачи — позволить ведущим колесам вращаться с разной частотой вращения, в то время как оба получают мощность от двигателя.

Рис. 1 Мощность от двигателя передается на колеса через приводной вал

Рассмотрим эти колеса, которые совершают поворот. Понятно, что левое колесо должно пройти большее расстояние по сравнению с правым колесом.

Рис. 2 При повороте направо левое колесо должно пройти большее расстояние; это означает большую скорость левого колеса

Это означает, что левое колесо должно вращаться с большей скоростью по сравнению с правым колесом.Если бы эти колеса были соединены сплошным валом, колеса должны были бы проскальзывать, чтобы совершить поворот. Именно здесь и пригодится дифференциал. Оригинальный механизм дифференциала позволяет левому и правому колесам вращаться с разной скоростью, передавая мощность на оба колеса.

Детали дифференциала

Теперь мы узнаем, как дифференциал достигает этого, шаг за шагом, используя простейшую конфигурацию. Мощность от двигателя передается на зубчатый венец через ведущую шестерню.Зубчатый венец соединен с крестовиной шестерни.

Рис. 3 Шестерня паука

Шестерня паука лежит в основе дифференциала, и следует особо отметить ее вращение. Крестовина может свободно совершать 2 вида вращения: одно вместе с коронной шестерней (вращение), а второе — вокруг собственной оси (вращение).

Рис. 4 Крестовина может свободно вращаться в двух направлениях.

Крестовина входит в зацепление с двумя боковыми шестернями. Вы можете видеть, что и крестовина, и боковые шестерни — конические.Поток мощности от приводного вала к ведущим колесам происходит по следующей схеме. От приводного вала мощность сначала передается на ведущую шестерню, а поскольку ведущая шестерня и коронная шестерня находятся в зацеплении, мощность передается на коронную шестерню. Поскольку зубчатое колесо соединено с зубчатым венцом, к нему течет энергия. Наконец, от паутины мощность передается на обе боковые шестерни.

Рис: 5 Основные компоненты стандартного дифференциала

Дифференциальный режим

Теперь давайте посмотрим, как дифференциалу удается вращать боковые шестерни (ведущие колеса) с разными скоростями, как того требуют разные сценарии вождения.

Автомобиль движется прямо

В этом случае звездочка вращается вместе с коронной шестерней, но не вращается вокруг своей оси. Таким образом, крестовина будет толкать и заставлять обе боковые шестерни вращаться, и обе будут вращаться с одинаковой скоростью. Короче говоря, когда автомобиль движется по прямой, шестерня со стороны крестовины будет двигаться как единое целое.

Рис. 6 Пока автомобиль движется по прямой

Автомобиль поворачивает направо

Теперь рассмотрим случай, когда автомобиль поворачивает направо.В этом случае решающую роль играет крестовина. Наряду с вращением зубчатого венца оно вращается вокруг собственной оси. Итак, крестовина имеет комбинированное вращение. Интересен эффект комбинированного вращения на боковой передаче.

Рис. 7 Чтобы получить окружную скорость на левой и правой стороне крестовины, мы должны учитывать как ее вращение, так и вращение.

При правильном зацеплении боковая шестерня должна иметь такую ​​же окружную скорость, что и крестовина. Технически говоря, обе шестерни должны иметь одинаковую скорость продольной оси.Когда зубчатое колесо вращается, а также вращается, окружная скорость на левой стороне зубчатого колеса является суммой вращательной и вращательной скоростей. Но с правой стороны это разница между ними, так как скорость вращения на этой стороне противоположна. Этот факт наглядно изображен на рис.7. Это означает, что левая шестерня будет иметь более высокую скорость по сравнению с правой. Таким образом дифференциал поворачивает левое и правое колеса с разной скоростью.

Автомобиль поворачивает налево

При повороте влево правое колесо должно вращаться с большей скоростью. По сравнению с предыдущим случаем становится ясно, что если крестовина вращается в противоположном направлении, правая шестерня будет иметь более высокую скорость.

Рис. 8 При повороте влево крестовина вращается в противоположном направлении

Использование дополнительных крестовин

Чтобы нести большую нагрузку, обычно добавляют еще одну крестовину.Обратите внимание, что зубчатые колеса должны вращаться в противоположных направлениях для правильного движения шестерни. Четырехступенчатая зубчатая передача также используется для автомобилей с тяжелыми грузами. В таких случаях крестовины соединены с концами поперечной балки, и крестовины могут вращаться независимо друг от друга.

Рис. 9 Двойная крестообразная шестерня обычно используется для переноса больших нагрузок

Другие функции дифференциала

Помимо возможности вращения колес с разной частотой вращения дифференциал имеет еще 2 функции.Во-первых, это снижение скорости в узле ведущая шестерня с венцом. Это достигается за счет использования коронной шестерни, число зубцов которой почти в 4-5 раз больше, чем у ведущей шестерни. Такое огромное передаточное число снизит скорость коронной шестерни в том же передаточном числе. Поскольку поток мощности на шестерню и коронную шестерню одинаков, такое снижение скорости приведет к увеличению крутящего момента.
Также можно отметить одну особенность коронной шестерни — это гипоидные шестерни. Гипоидные шестерни имеют большую площадь контакта по сравнению с другими зубчатыми парами и обеспечивают плавность работы шестерен.
Другая функция дифференциала — поворачивать направление потока мощности на 90 градусов.

Недостаток штатного дифференциала

Дифференциал, который мы рассмотрели до сих пор, известен как открытый или стандартный дифференциал. Он способен вращать колеса с разной частотой вращения, но у него есть один существенный недостаток. Рассмотрим ситуацию, когда одно колесо автомобиля находится на поверхности с хорошим сцеплением, а другое колесо — на скользкой дороге.

Рис. 10 Стандартный дифференциал на разных поверхностях сцепления не сможет двигаться.

В этом случае стандартный дифференциал будет передавать большую часть мощности на скользкое колесо, поэтому автомобиль не сможет двигаться.Чтобы решить эту проблему, введены дифференциалы ограниченного скольжения. Подробнее о них мы узнаем в отдельной статье.


ОБ АВТОРЕ

Сабин Мэтью, аспирант ИИТ Дели по специальности машиностроение. Основатель Lesics Engineers Pvt Ltd и YouTube-канала LESICS. Он дает качественное инженерное образование на своем канале в YouTube. А «ЛЕСИКС» охватывает огромное количество инженерных тем. Сабин очень увлечен пониманием физики сложных технологий и их объяснением простыми словами.Чтобы узнать больше об авторе, перейдите по этой ссылке


Принцип работы: дифференциал

Передача мощности двигателя на землю в транспортном средстве или сельскохозяйственной машине обычно означает передачу крутящего момента от маховика двигателя через трансмиссию, а затем его поворот на 90 градусов для вращения оси, соединенной с колесами. Простые конические шестерни допускают такое изменение направления, но есть еще одна проблема, которую необходимо преодолеть: если машина не всегда движется по идеально прямой линии, бывают случаи, когда ведомое колесо на одной стороне оси должно двигаться. большее или меньшее расстояние, чем другое.

Вот почему. Когда машина движется по кривой или делает поворот, колесо на внешней стороне движется дальше, потому что оно следует по дуге с большим радиусом, чем его партнер на внутренней стороне поворота. Чтобы преодолеть дополнительное расстояние за такое же время, это колесо должно двигаться быстрее, чем его партнер, даже если общая скорость машины остается постоянной. В то же время внутреннее колесо должно замедляться на равную величину. Если бы мощность передавалась на оба колеса с одинаковой скоростью, каждое из них должно было бы скользить по поверхности дороги, чтобы позволить машине поворачиваться, что затрудняет или делает невозможным рулевое управление.

Задача дифференциала, таким образом, состоит в том, чтобы позволить мощности двигателя непрерывно поступать на ведущую ось, поддерживать движение транспортного средства с постоянной скоростью, но при этом позволять двум колесам изменять скорость вращения. И он должен позволять постоянно изменять разницу в фактических скоростях вращения колес по мере продолжения поездки.

Самый простой способ понять, как это работает дифференциал, — это сначала поговорить о том, что делает каждый компонент внутри него. Дифференциал расположен в центре картера моста или шасси машины.Колеса с каждой стороны машины прикреплены к отдельным полуосям, которые входят в деталь, называемую корпусом дифференциала, который вращается внутри картера моста. Мосты приводятся в движение на концах коническими шестернями, называемыми боковыми шестернями дифференциала. Эти две шестерни взаимодействуют с двумя ведущими шестернями, установленными на валу внутри корпуса дифференциала. Ведущие шестерни передают вращение картера дифференциала на боковые шестерни дифференциала и, следовательно, на полуоси. Корпус дифференциала, в свою очередь, приводится в движение зубчатым венцом, которое вращается ведущей шестерней, соединенной с карданным валом от трансмиссии.

Если все это звучит немного запутанно, прилагаемые изображения ниже помогут вам визуализировать, как все эти части сочетаются друг с другом. На самом деле все это гениально просто.

(Нажмите на изображение для увеличения)

Две шестерни внутри корпуса дифференциала могут свободно вращаться на валу. Поскольку их работа заключается в передаче привода на боковые шестерни дифференциала на полуосях при повороте корпуса дифференциала, их способность вращаться на валу важна для того, чтобы каждый полуосевой вал мог вращаться с разной скоростью, когда это необходимо.

Во время поворота трение шины о поверхность дороги приводит к тому, что ось на внутренней стороне поворота имеет большее сопротивление, она начинает вращаться медленнее, чем ось на внешней стороне. Это заставляет ведущие шестерни «ходить» (вращаться) на своем валу и увеличивать скорость привода, передаваемую на вал внешней оси (и колесо), на величину, равную уменьшению скорости внутренней оси. Общая скорость машины остается постоянной, при этом одно колесо ускоряется, а другое замедляется.

Проблема с дифференциалами заключается в том, что они всегда пропускают мощность на ведущий вал с наименьшим сопротивлением, что может вызвать проблемы в условиях плохой тяги.Например, если одно колесо находится на льду, а другое имеет хорошее сцепление с дорогой, мощность привода, вероятно, будет направлена ​​на колесо на льду, поскольку оно имеет меньшее сопротивление крутящему моменту.

Для устранения этого дефекта используются дифференциалы с ограниченным проскальзыванием или «положительное сцепление», в которых используются блоки сцепления для ограничения отклонения вращения между двумя полуосями. Конечно, многие сельскохозяйственные машины, особенно тракторы, доступны с ручной блокировкой дифференциала, которая обеспечивает равномерное распределение крутящего момента на обе оси. Но это уже тема для другого вопроса.

Что такое дифференциал? — Типы и как он работает

Что такое дифференциал?

Дифференциал — это зубчатая передача с тремя валами, которая имеет свойство, заключающееся в том, что скорость вращения одного вала является средней скоростью вращения других или фиксированным кратным этому среднему значению.

Как часть переднего и / или заднего моста, дифференциал играет важную роль в поворотах вашего автомобиля. Дифференциал сконструирован таким образом, что он приводит в движение два колеса и может одновременно вращаться с разной скоростью.Эта функция обеспечивает пропорциональную скорость вращения левого и правого колеса.

Если внутренняя шина вращается на 15 об / мин меньше прямой на повороте, внешняя шина вращается на 15 об / мин больше, чем прямо. Например, когда ваш автомобиль поворачивает на повороте, внешнее колесо должно двигаться быстрее, чем внутреннее колесо. Дифференциал передает одинаковый крутящий момент на оба колеса.

Это позволяет колесам реагировать на сопротивление или обеспечивать тягу, чтобы дать колесу большее сопротивление при меньшем повороте.Колесо с меньшим сопротивлением будет вращаться быстрее.

Некоторые автомобили, например картинги, не оборудованы дифференциалом. В этом случае оба ведущих колеса вынуждены вращаться с одинаковой скоростью, обычно на общей оси, приводимой в движение простым цепным приводным устройством. Транспортные средства с передним приводом сконструированы иначе, поскольку ось и дифференциал в сборе расположены в узле моста трансмиссии или трансмиссии.

Что такое дифференциальная коробка передач?

Дифференциальная передача, в автомобильной механике, зубчатая передача, которая позволяет передавать мощность от двигателя на пару ведущих колес, распределяя силу поровну между ними, но позволяя им следовать по траекториям разной длины, например, при повороте или повороте. переход по неровной дороге.

Что такое автомобильный дифференциал?

Дифференциал — это система шестерен, которая позволяет различным ведущим колесам (колесам, на которые передается мощность от двигателя) на одной оси вращаться с разной скоростью, например, при повороте автомобиля. Учтите, что автомобиль с полным приводом может иметь два и более дифференциала.

Дифференциал также является элементом, с помощью которого вращающийся карданный вал может изменять направление; например, в автомобиле с задним приводом, карданный вал которого проходит по всей длине автомобиля, он соединяется и передает свою мощность на ось, которая проходит перпендикулярно машине, чтобы приводить в движение левое и правое колеса.

Как работает дифференциал в автомобиле?

Проще говоря, дифференциал — это система, которая передает крутящий момент от двигателя на колеса. Дифференциал забирает мощность от двигателя и делит ее, чтобы колеса могли вращаться с разной скоростью. Поверните его на угол, и у вас не возникнет проблем, поскольку каждое колесо может вращаться независимо от другого.

Если посмотреть на современный дифференциал в сборе, он выглядит невероятно сложным.

Однако, если вы систематически разбиваете его и понимаете основы того, чего он пытается достичь и как он пытается этого достичь, вы обнаружите, что это действительно прекрасная вещь.

Посмотрите это видео двигателей Chevrolet, чтобы увидеть дифференциал в ретро-стиле.

Теперь, когда мы понимаем основы дифференциала, или, в данном случае, «открытого дифференциала», давайте обсудим немного больше о дифференциале повышенного трения (LSD).

Представьте, что вы на трассе пытаетесь выйти из крутого поворота на скорости 50 км / ч. Вся эта сила пойдет по пути наименьшего сопротивления.

Весь вес перенесен в одну сторону. Вся эта мощность будет вращать только внутреннее колесо, что приведет к потере или вращению огромного количества мощности и серьезной аварии.

LSD используется для минимизации потерь привода. Система сцепления создает трение с каждой стороны оси, так что автомобиль может перераспределять крутящий момент на каждое колесо, чтобы вы могли получить столько мощности, сколько необходимо. Если вы умеете управлять колесом, вы можете управлять автомобилем, используя только мощность, даже на повороте.

Как вы понимаете, весь дифференциальный механизм должен выдерживать огромную силу. Это лишь одна из причин, почему эти компоненты сделаны из самых прочных материалов.Никаких соломинок и крышек от молочных бутылок.

Дифференциалы должны быть чрезвычайно прочными. Когда автомобили были медленнее и менее требовательны, можно было обойтись более дешевыми металлами. Это уже не так.

Даже самые простые современные автомобили могут с комфортом двигаться со скоростью более 150 км / ч и могут безопасно проходить повороты на относительно высоких скоростях. Высококачественные компоненты больше не предназначены для гоночных трасс.

Детали дифференциала

Ниже приведены детали дифференциала:

  • Комплекты подшипников
  • Отдельные уплотнения и подшипники
  • Комплекты колец и шестерен
  • Осевые валы
  • Регулируемые шайбы несущей / шестерни, гайки шестерни, стопорные втулки и болты коронной шестерни
  • комплекты шестерни с положительным и внутренним зацеплением
  • держатели корпуса
  • Это лишь некоторые из комплектующих, имеющихся на складе.Мы даже использовали детали для большинства дифференциальных приложений.
  • Ведущая шестерня шестерни : эта деталь передает мощность на коронную шестерню от ведущего вала.
  • Корпус дифференциала в сборе : эта деталь удерживает зубчатый венец вместе с другими компонентами, которые приводят в движение задний ведущий мост.
  • Кольцевая шестерня : эта секция передает мощность на предыдущую деталь, которая представляет собой сборку корпуса дифференциала.
  • Задние ведущие мосты : это стальные валы, которые передают крутящий момент от корпуса дифференциала в сборе на ведущие колеса.
  • Корпус оси : это металлический корпус, который закрывает задние оси, а также поддерживает задний мост в сборе.
  • Подшипники заднего моста : это шариковые подшипники, которые устанавливаются между картером оси и осями.
  • Боковые шестерни : эти шестерни помогают обоим колесам вращаться независимо при повороте.

Типы дифференциалов в легковых и грузовых автомобилях

В основном существует четыре различных типа дифференциалов:

  • Открытый дифференциал.
  • Дифференциал повышенного трения.
  • Блокировка дифференциала.
  • Дифференциал с вектором крутящего момента.

1. Открытый дифференциал

Этот тип дифференциала часто используется в семейных седанах и автомобилях эконом-класса. Он разделяет крутящий момент двигателя на два выхода энергии, чтобы колеса могли вращаться с разной скоростью. Если одна шина теряет сцепление с дорогой, другая теряет мощность, чтобы поддерживать сцепление с дорогой.

Дифференциал в своей основной форме состоит из двух половин оси с шестерней на каждом конце, соединенных вместе третьей шестерней, составляющих три стороны квадрата.Обычно это дополняется четвертой передачей для дополнительной силы, завершая квадрат.

Этот базовый блок затем дополнительно дополняется коронной шестерней, добавляемой к корпусу дифференциала, который удерживает основные основные шестерни, и эта кольцевая шестерня позволяет приводить колеса в движение путем соединения с приводным валом через шестерню.

Эта зубчатая передача составляет дифференциал открытого типа и является наиболее распространенным типом автомобильного дифференциала, на основе которого создаются более сложные системы.

Преимущество этого типа в основном ограничивается основной функцией любого дифференциала, как описано ранее, с упором, в первую очередь, на обеспечение возможности поворота оси более эффективно, позволяя колесу на внешней стороне поворота двигаться с большей скоростью, чем внутри. колесо, поскольку оно покрывает большую площадь. Он также выигрывает от того, что его базовая конструкция относительно дешева в производстве.

Недостатком этого типа является то, что поскольку крутящий момент распределяется равномерно между обоими колесами, количество мощности, которое может передаваться через колеса, ограничивается колесом с наименьшим сцеплением.

По достижении предела тяги обоих колес вместе, колесо с наименьшим тяговым усилием начнет вращаться, уменьшая этот предел еще больше, поскольку сопротивление со стороны уже вращающегося колеса еще меньше.

2. Дифференциал повышенного трения

Предлагая лучшее из обоих миров, дифференциал повышенного трения работает как открытый дифференциал до тех пор, пока не произойдет проскальзывание, а затем дифференциал автоматически заблокируется. Этот тип встречается в таких автомобилях, как Nissan 370Z и Mazda MX-5 Miata.

Дифференциал повышенного трения (LSD) — это тип дифференциала, который позволяет двум выходным валам вращаться с разными скоростями, но ограничивает максимальную разницу между двумя валами.

В автомобиле такие дифференциалы повышенного трения иногда используются вместо стандартного дифференциала, где они обеспечивают определенные динамические преимущества за счет большей сложности.

Механические дифференциалы повышенного трения, вероятно, являются наиболее распространенным типом дифференциалов из-за их широкого диапазона применения.Они работают, передавая часть крутящего момента на колесо с наибольшим сцеплением, ограничивая проскальзывание колеса с наименьшим сцеплением. Из-за этого дифференциалы повышенного трения часто называют «измерением крутящего момента».

Как и у открытого дифференциала, колеса могут вращаться с разной скоростью. Однако с дифференциалом повышенного трения крутящий момент не всегда сбалансирован между колесами. Это позволяет колесу с тягой получить больший крутящий момент для продолжения движения транспортного средства.Другими словами, считается, что дифференциал «смещает» больший крутящий момент на шину с более высоким сцеплением.

Величина изменения крутящего момента, которое дифференциал может переключать между колесами, называется смещением дифференциала.

Недостатки:
  • Ключевым недостатком по сравнению с блокируемым дифференциалом является то, что величина крутящего момента, который может передаваться на колесо с тягой, ограничена (отсюда и название — ограниченное проскальзывание). Поскольку они не могут обеспечить стопроцентную блокировку в экстремальных ситуациях (т.е., полная потеря тяги на одном колесе), может не хватить крутящего момента на колесо с тягой для движения транспортного средства.

3. Блокировка дифференциала

Этот дифференциал, также известный как сварной дифференциал, соединяет колеса, поэтому они вращаются с одинаковой скоростью. Обычно это немного затрудняет поворот. Транспортные средства, которые используют этот тип, — это полноразмерные грузовики и Jeep Wrangler.

Блокировка или блокировка дифференциала — вариант, встречающийся на некоторых транспортных средствах, в первую очередь на тех, которые едут по бездорожью.По сути, это открытый дифференциал с возможностью блокировки на месте для создания фиксированной оси вместо независимой. Это может происходить вручную или с помощью электроники, в зависимости от технологии в автомобиле.

Преимущество заблокированного дифференциала в том, что он может получить значительно большее тяговое усилие, чем открытый дифференциал. Поскольку крутящий момент не распределяется поровну 50/50, он может передавать больший крутящий момент на колесо с лучшим сцеплением — и не ограничивается более низким сцеплением другого колеса в любой данный момент.

Поскольку маловероятно, что вы будете двигаться со скоростью и обычно путешествуете по неровной поверхности, проблема волочения и износа шин на поворотах на фиксированной оси является меньшей проблемой.

Одним из недостатков заблокированных дифференциалов называется заедание, которое возникает, когда в трансмиссии накапливается избыточная энергия вращения (крутящий момент), и ее необходимо ослабить — обычно это достигается за счет отрыва колес от земли для сброса положения. Или просто сняв замки, когда они больше не нужны.

Представьте себе длинную картонную трубку, удерживаемую на каждом конце, а затем скручивающую трубку в противоположных направлениях до точки, при которой трубка больше не может выдерживать силу и сгибается и разрывается, связываясь.

Это происходит из-за того, что колеса движутся с разной скоростью, что приводит к скручиванию осей и увеличению давления на шестерни, но нагрузки на колеса и их повышенного тягового усилия достаточно, чтобы предотвратить проскальзывание шин и сбросить давление.

4. Дифференциал с векторизацией крутящего момента

Используемый в BMW X5 M или Lexus RC F дифференциал с векторизацией крутящего момента использует дополнительные зубчатые передачи для передачи определенного количества крутящего момента на каждое колесо для дополнительного контроля на поворотах.

TVD развивает эту усовершенствованную с помощью электроники систему еще дальше, используя ее для управления углом или вектором транспортного средства в поворотах и ​​выходе из них, побуждая определенные колеса получать больший крутящий момент в ключевые моменты, что улучшает характеристики прохождения поворотов.

Активируя сцепление, противоположное тому, что обычно включает LSD с чисто механическим приводом, вы можете использовать этот эффект, чтобы помочь с рулевым управлением, а также снизить мощность, преодолевая недостатки системы LSD.

При входе в поворот, многоходовой LSD оказывает сопротивление обоим колесам, чтобы, по крайней мере, частично заблокировать ось и стабилизировать ее при торможении, которое затем освобождается, когда скорость колеса падает и автомобиль поворачивает, позволяя колесам двигаться. вращаются с разной скоростью.

Однако вместо того, чтобы ослабить сопротивление на обоих колесах, TVD продолжает активировать сцепление только на внешнем колесе, увеличивая сопротивление, испытываемое этим колесом, и заставляя систему передавать через него больший крутящий момент.Этот дисбаланс внешней силы способствует более резкому повороту автомобиля в повороте и снижению недостаточной поворачиваемости.

Продолжая применять это сопротивление через угол, когда транспортное средство проходит вершину и начинает ускоряться, оно будет продолжать игнорировать нормальный многосторонний LSD, который снова будет интерпретировать более быстрое движение внешнего колеса как пробуксовку и отвлекать крутящий момент во время ускорения. к внутреннему колесу, которое воспринимается как лучшее сцепление.

Когда TVD оказывает большее сопротивление сцеплению внешних колес, он обманом заставляет систему отводить через него больший крутящий момент — увеличивая мощность, которая может быть приложена, и уменьшая недостаточную поворачиваемость, возникающую при ускорении на выходе из поворота.

Дифференциал с вектором крутящего момента способен передавать 100% доступного крутящего момента через одно колесо, когда это необходимо в самых экстремальных обстоятельствах.

Обратной стороной этой системы является то, что она очень сложна и очень дорога, и обычно используется только для гонок / треков из-за ее потенциала на высокой скорости в поворотах.

У каждой системы есть свои преимущества и недостатки, и хотя более сложные системы, как правило, лучше, их стоимость намного превышает стоимость более простых систем.

Как и во всем автомобильном мире, польза, которую вы получите от каждой системы, зависит от того, что именно вы будете делать со своим автомобилем и на что вам нужен ваш дифференциал.

У вас не будет особой необходимости в дифференциале векторизации крутящего момента при посещении местного супермаркета, если вы не воображаете себя в следующем WRC и не можете позволить себе штраф — но вам может понадобиться блокирующий дифференциал, если вы живете в сельской местности. место лучше доступно для внедорожников.

FAQ

Что такое дифференциал?

Дифференциал — это зубчатая передача с тремя валами, которая имеет свойство, заключающееся в том, что скорость вращения одного вала является средней скоростью вращения других или фиксированным кратным этому среднему значению.

Что такое дифференциальная коробка передач?

Дифференциальная передача, в автомобильной механике, зубчатая передача, которая позволяет передавать мощность от двигателя на пару ведущих колес, равномерно распределяя усилие между ними, но позволяя им следовать по траекториям разной длины, например, при повороте или повороте. переход по неровной дороге.

Что такое автомобильный дифференциал?

Дифференциал — это система шестерен, которая позволяет различным ведущим колесам (колесам, на которые передается мощность от двигателя) на одной оси вращаться с разной скоростью, например, при повороте автомобиля.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.