Для чего служит дифференциал: Что такое дифференциал и зачем он нужен
Что такое дифференциал и зачем он нужен
Дифференциал — механическое устройство, которое делит момент входного вала между выходными валами, называемыми полуосями. Непонятно? Попробуем разобраться.
Не путать с дифференциальными уравнениями: в нашем случае дифференциал — это важнейший элемент полноприводного автомобиля. В силу того что при прохождении поворота каждое из колес движется по собственной траектории, внешнее колесо проходит более длинную дугу, чем внутреннее. Таким образом, при вращении ведущих колес с одинаковой скоростью поворот возможен только с пробуксовкой, что негативно сказывается на управляемости, а также приводит к существенному износу шин. Для предотвращения этих негативных явлений и служит дифференциал. Момент от двигателя передается карданным валом через коническую зубчатую передачу на корпус дифференциала. Тот, в свою очередь, через независимые друг от друга шестерни (сателлиты) вращает полуоси. Таким образом, каждая из полуосей вращается с разной угловой скоростью, а каждое колесо свободно перемещается по своей траектории без проскальзывания.
Все бы хорошо, но тут появляется другая проблема — как только одно из ведущих колес попадает на скользкую поверхность или вывешивается в воздухе, весь момент по принципу наименьшего сопротивления отправляется к нему. Если все четыре ведущих колеса вдруг попадут на лед, то автомобиль через какое-то время остановится, и будет буксовать на месте. Чтобы этого не происходило, инженеры были вынуждены искать конструктивные решения для блокировки дифференциала.
Жестко или мягко?
Первые опыты широкого использования полного привода (в основном на армейских внедорожниках и вездеходах) привели к появлению системы жесткого механического блокирования дифференциала.
Для этого автомобиль необходимо было остановить и с помощью специального механизма заблокировать шестерни дифференциала. В данном случае речь идет о повышении проходимости на бездорожье, где скорость передвижения низкая и вероятность повредить привод — минимальная. Как только автомобиль выбирался на нормальную дорогу, необходимо было отключить блокировку, иначе существенно возрастает нагрузка на полуоси и механизм блокировки, а также увеличивается износ всех элементов конструкции. Поэтому нужно было придумать, как автоматизировать этот процесс и сделать его более простым и адекватным для рядового автолюбителя.
Вискомуфта
Развитие химической промышленности, и, как следствие, появление дилатантных жидкостей, изменяющих свою вязкость, послужило основой для создания вискомуфты. Пионерами ее применения в конце 60-х годов прошлого века стали британские инженеры Тони Ролт и Дерек Гарднер. Конструкция вискомуфты проста, как все гениальное. Она состоит из набора близко расположенных друг к другу фрикционов, одна половина которых соединяется с валом межосевого дифференциала, а вторая наружными выступами — с цилиндрическим корпусом.
При обычном движении скорость вращения передних и задних колес одинакова, поэтому перемешивание жидкости в муфте слабое, и она обладает хорошей текучестью. Но как только колеса одной из осей забуксовали, шестеренки межосевого дифференциала начинают раскручиваться, и связанные с ним фрикционы вискомуфты начинают быстро перемешивать силиконовую жидкость. Она твердеет, сжимая оба пакета фрикционов. В результате межосевой дифференциал частично или полностью блокируется.
Запатентовав свое изобретение, Тони Ролт создал собственную фирму, которая наладила выпуск вискомуфт для различных автомобильных фирм по обе стороны Атлантики. Первым массовым авто с полноприводной трансмиссией и межосевым дифференциалом с вискомуфтой стал AMC Eagle, который выпускался компанией American Motors c 1979 по 1988 год. В различных версиях эта модель разошлась тиражом около 200 тысяч экземпляров. Позже с активным развитием полноприводных трансмиссий вискомуфты нашли широкое применение в автомобилестроении.
Но, как у любого другого устройства, у вискомуфты есть и свои недостатки — инерционность срабатывания, громоздкость и ограниченность по величине передаваемого момента.
Торсен и Халдекс
Вернемся вновь на полстолетия назад в далекий 1958-й год, когда американский инженер Вернон Глизман разработал и запатентовал механический самоблокирующийся дифференциал Dual-Drive Differential, который позже получил привычную сегодня торговую марку Torsen. Основная идея фактически зашифрована в названии, происходящем от сокращения двух английских слов, torque sensing, чувствительный к крутящему моменту. Механический самоблокирующийся дифференциал Torsen представляет собой оригинальное сочетание червячных пар и зубчатых колес. Блокировка у этого устройства происходит не от разности скоростей вращения валов, как в вискомуфте и других дифференциалах повышенного трения, а при изменении баланса крутящих моментов на валах. Как только момент на одном из валов увеличивается, червячные пары «заклинивают» зубчатые колеса, блокируя нужную шестерню дифференциала.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал или читайте нас в Google News, чтобы ничего не пропустить.
Что такое дифференциал и для чего нужны блокировки
Дифференциал — это механическое устройство, которое передает крутящий момент с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга.
Такая передача момента возможна благодаря применению так называемого планетарного механизма. В автомобилестроении, дифференциал является одной из ключевых деталей трансмиссии. В первую очередь он служит для передачи момента от коробки передач к колёсам ведущего моста.
Почему для этого нужен дифференциал ? В любом повороте, путь колеса оси, двигающегося по короткому (внутреннему) радиусу, меньше, чем путь другого колеса той же оси, которое проходит по длинному (внешнему) радиусу.
В результате этого, угловая скорость вращения внутреннего колёса должна быть меньше угловой скорости вращения внешнего колеса. В случае с не ведущим мостом, выполнить это условие достаточно просто, так как оба колеса могут не быть связанными друг с другом и вращаться независимо.
Но если мост ведущий, то необходимо передавать крутящий момент одновременно на оба колеса (если передавать момент только на одно колесо, то возможность управления автомобилем по современным понятиям будет очень плохой).
При жесткой же связи колёс ведущего моста и передачи момента на единую ось обоих колёс, автомобиль не мог бы нормально поворачивать, так как колеса, имея равную угловую скорость, стремились бы пройти один и тот же путь в повороте.
Дифференциал позволяет решить эту проблему: он передаёт крутящий момент на раздельные оси обоих колёс (полуоси) через свой планетарный механизм с любым соотношением угловых скоростей вращения полуосей.
Однако, ввиду физики устройства, у планетарного механизма есть очень нехорошее свойство: он стремится передать полученный крутящий момент туда, куда легче. Например, если оба колеса моста имеют одинаковое сцепление с дорогой и усилие, необходимое для раскручивания каждого из колёс одинаковое, дифференциал будет распределять крутящий момент равномерно между колёсами.
Но стоит только появится ощутимой разнице в сцеплении колёс с дорогой (например, одно колесо попало на лёд, а другое осталось на асфальте), как дифференциал тут же начнёт перераспределять момент на то колесо, усилие для раскрутки которого наименьшее (то есть на то, которое находится на льду).
В результате, колесо, находящееся на асфальте перестанет получать крутящий момент и остановится, а колесо, находящееся на льду примет на себя весь момент и будет вращаться с увеличенной угловой скоростью, причем планетарный механизм будет играть роль редуктора, повышающего скорость вращения этого колеса.
Естественно, это явление сильно ухудшает проходимость и управляемость автомобиля. Ведь по логике вещей, в рассмотренной ситуации момент желательно передавать на колесо, расположенное на асфальте, чтобы автомобиль мог продолжить движение.
В полноприводных автомобилях дифференциалом обычно оборудованы два моста, а зачастую дифференциал можно обнаружить еще и между мостами (межосевой дифференциал). Таким образом, мы получаем схему трансмиссии, в которой присутствуют целых три дифференциала: два мостовых и один межосевой.
Последний необходим для постоянного движения с полным приводом и передачей момента на все четыре колеса. Ведь в повороте колёса рулевого моста (обычно переднего) имеют совсем другие угловые скорости, нежели чем колёса заднего моста.
Межосевой дифференциал призван передавать крутящий момент от коробки передач к обоим ведущим мостам с разным соотношением угловых скоростей. Такая схема с тремя дифференциалами является одной из самых распространённых схем для постоянного полного привода (Full time 4WD).
Однако, это уже тема другого раздела. В данном разделе нас интересует дифференциал и его свойства. Возвращаясь к вышеописанному проблемному свойству планетарного механизма, интересно рассмотреть ситуацию, когда полноприводный автомобиль с межосевым дифференциалом одним из четырёх колёс попал на тот же лёд (или в скользкую яму). Что тогда произойдёт ?
Дифференциал моста, колесо которого находится на льду, отдаст весь полученный крутящий момент на это колесо. Межосевой дифференциал, в свою очередь, тоже стремится передать крутящий момент туда, куда легче. Естественно, межосевому дифференциалу легче отдать момент на мост с прокручивающимся на льду колесом, нежели чем на мост, колёса которого имеют хорошее сцепление с дорогой и могут двигать автомобиль.
В результате, весь крутящий момент от двигателя и коробки передач пойдёт на раскручивание единственного колеса, находящегося на льду. Остальные три колеса остановятся и не будут получать никакого крутящего момента от дифференциалов.
Итог: из четырёх ведущих колёс осталось только одно, которое проскальзывает на льду — полноприводный автомобиль «застрял». Как же заставить дифференциалы передавать крутящий момент на колёса с более хорошим дорожным сцеплением ? Для этого были разработаны различные способы частичной и полной, ручной и автоматической блокировки дифференциалов, которые будут рассмотрены ниже.
Основной целью блокировки дифференциала является передача необходимого крутящего момента обоим его потребителям (полуосям или карданам). Существуют принципиально разные методы решения данной задачи.
Полная (100%-я) ручная блокировка.
При таком типе блокировки, дифференциал фактически перестаёт выполнять свои функции и превращается в простую муфту, жестко связывающую полуоси (или карданы) между собой и передающую им одинаковый крутящий момент с одинаковой угловой скоростью. Для того, чтобы полностью заблокировать классический дифференциал, достаточно либо заблокировать возможность вращения сателлитов, либо жестко соединить между собой чашку дифференциала с одной из полуосей.
Такая блокировка как правило реализована при помощи пневматического, электрического или гидравлического привода, управляемого водителем из салона автомобиля. Применяется как для мостовых, так и для межосевых дифференциалов. На картинке изображена схема блокировки компании ARB для мостового дифференциала, в которой блокируются сателлиты.
Включать подобного рода блокировки можно только при полностью остановленном автомобиле. Пользоваться ими надо крайне аккуратно, так как усилия мотора вполне достаточно чтобы «сорвать» механизм блокировки или поломать полуось. Применять такие блокировки желательно только на небольших скоростях для передвижения по труднопроходимой местности, так как при их применении в мостах (особенно в рулевых), автомобиль очень сильно теряет в управляемости. Как правило, жесткими блокировками мостовых и межосевых дифференциалов оборудуются полноценные рамные внедорожники, такие как Toyota Land Cruiser, 4Runner (Hilux Surf), Mercedes G-Class и. т. п.
Limited Slip Differentials — дифференциалы с ограниченным «проскальзыванием» (одной полуоси относительно другой).
Автоматическая блокировка с использованием
вискомуфты в качестве «Slip Limiter».
В этом случае применяется блокировка одной из полуосей с чашкой дифференциала. Вискомуфта монтируется соосно полуоси таким образом, что один её привод жестко крепится к чашке дифференциала, а другой — к полуоси. При нормальном движении угловые скорости вращения чашки и полуоси одинаковые, либо незначительно отличаются (в повороте). Соответственно, рабочие плоскости вискомуфты имеют такое же небольшое расхождение в угловых скоростях и муфта остаётся разомкнутой. Как только одна из осей начинает получать ощутимо больший момент и более высокую угловую скорость вращения относительно другой, в вискомуфте появляется трение и она начинает блокироваться. Причем, чем больше разница в скоростях, тем сильнее трение внутри вискомуфты и степень её блокировки. По мере увеличения степени блокировки вискомуфты и выравнивания угловых скоростей чашки и полуоси, трение внутри вискомуфты начинает падать, что ведёт к плавному размыканию вискомуфты и отключению блокировки.
Данная схема применяется для межосевых дифференциалов, так как её конструкция слишком массивна для установки на мостовой редуктор. (Схема на картинке) Подобный механизм блокировки хорошо подходит для эксплуатации в условиях плохого дорожного покрытия, однако, в условиях настоящего бездорожья его способности далеко не выдающиеся: вискомуфта не справляется с постоянными сменами состояний сцепления мостов с грунтом, запаздывает при включении, перегревается и выходит из строя. Данный тип блокировки межосевого дифференциала можно встретить на «паркетных» внедорожниках: Toyota Rav4, Lexus RX300 и. т. п.
Кулачковые и зубчатые автоматические блокировки.
Принцип работы этих блокировок достаточно прост. Вместо классического шестеренчатого планетарного механизма используются кулачковые или зубчатые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке заклиниваются и блокируют полуоси друг с другом.
Нетрудно себе представить, что происходит с автомобилем при срабатывании такой блокировки в повороте.
Некоторые экземпляры просто отключают одну из полуосей в момент возникновения небольшой разницы скоростей. Именно поэтому, штатно такими блокировками оборудуются только дифференциалы военной и специальной техники (БТР и. т. п.)
На картинках изображены (слева направо): кулачковая блокировка отечественного производства (БТР 60), Detroit Locker и Detroit E-Z Locker (компания Tractech).
Самоблокирующиеся дифференциалы.
Устройство таких дифференциалов довольно простое и принципиально ни чем не отличается от устройства обычного открытого дифференциала. Между полуосями и чашкой дифференциала добавлены комплекты блоков фрикционных пластин (которые помечены на картинке справа красными точками). Именно поэтому, подобные дифференциалы часто именуют «friction based LSD». Когда дифференциал пытается перераспределить крутящий момент на одну из полуосей и начинает возникать разница в угловых скоростях полуосей и чашки, пластины под действием силы трения сдерживают возникновение этой разницы.
Разумеется, когда величина крутящего момента превосходит силу трения пластин, всё вращение передаётся на более легко вращаемую полуось. Такие блокировки работают в сравнительно небольшом диапазоне отношения моментов.
Довольно часто фрикционные блоки подпружинивают. Такие дифференциалы штатно устанавливаются в задний мост многих внедорожников — Toyota 4Runner (Hilux Surf), Nissan Terrano, Kia Sportage и. т. п. Американская компания ASHA Corp. пошла дальше, снабдив пакет фрикционов LSD дифференциала устройством блокировки, состоящего из насоса с поршнем (Героторный дифференциал). При возникновении разности в угловых скоростях полуоси и чашки насос нагнетает масло (жидкость) на поршень и сдавливает фрикционный блок, тем самым блокируя дифференциал. Данная конструкция получила название Gerodisk (Hydra-Lock) и штатно устанавливается на внедорожники Chrysler (на картинке слева). Практически для всех friction based дифференциалов необходимо применять специальное масло, которое содержит присадки, обеспечивающие нормальную работу фрикционных блоков.
Torque sensitive differentials.
Это одна из самых интересных, эффективных, технологичных и практически применяемых форм блокировки дифференциалов. Принцип работы основан на свойстве гипоидной пары «расклиниваться». В связи с этим, основные (или все) зацепления в таких дифференциалах гипоидные (червячные, или в простонародье — винтовые). Разновидностей конструкций не так уж и много — можно выделить три основных типа.
Первый тип производит компания Zexel Torsen. (T-1) Гипоидными парами являются шестерни ведущих полуосей и сателлиты. При этом каждая полуось имеет собственные сателлиты, которые парно связанны с сателлитами противоположной полуоси обычным прямозубым зацеплением. Следует отметить, что ось сателлита перпендикулярна полуоси. При нормальном движении и равенстве передаваемых на полуоси моментов, гипоидные пары «сателлит / ведущая шестерня» либо остановлены, либо проворачиваются, обеспечивая разницу угловых скоростей полуосей в повороте.
Как только дифференциал пытается отдать момент на одну из полуосей, то гипоидную пару этой полуоси начинает расклинивать и блокировать с чашкой дифференциала, что приводит к частичной блокировке дифференциала. Данная конструкция работает в самом большом диапазоне отношений крутящего момента — от 2.5/1 до 5.0/1, то есть является самой мощной в серии. Диапазон срабатывания регулируется углом наклона зубцов червяка.
Автором второго типа является англичанин Rod Quaife. В данном случае, оси сателлитов параллельны полуосям. Сателлиты расположены в своеобразных карманах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют не прямозубое зацепление, а образуют между собой еще одну гипоидную пару, которая расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки (на второй картинке). Подобное устройство имеет и дифференциал True Trac компании Tractech. Даже у нас в России появилось производство аналогичных дифференциалов под отечественные автомобили УАЗ и. т. д.
А вот компания Zexel Torsen в своём дифференциале T-2 предложила немного другую компоновку по сути, того же устройства (на картинке справа).
Благодаря своей необычной конструкции, парные сателлиты соединены между собой со внешней стороны солнечных шестерней. По сравнению с первым типом, эти дифференциалы имеют меньший диапазон работы блокировки, однако они более чувствительны к разнице передаваемого момента и срабатывают раньше (начиная от 1.4/1). Компания Tractech недавно выпустила мостовой torque sensitive дифференциал Electrac, снабженный принудительной электроприводной блокировкой.
Третий тип производится компанией Zexel Torsen (Т-3) и используется в основном для межосевых дифференциалов. Планетарная структура конструкции позволяет сместить номинальное распределение момента в пользу одной из осей. Например, используемый на 4Раннере 4-го поколения дифференциал Т-3 имеет номинальное распределение момента 40/60 в пользу задней оси. Соответственно, смещен и весь диапазон работы частичной блокировки: от (front/rear) 53/47 до 29/71.
В целом, смещение номинального распределения момента между осями возможно в диапазоне от 65/35 до 35/65.
Срабатывание частичной блокировки происходит при 20-30% разнице в передаваемых на оси моментах. Так же, подобная структура дифференциала делает его компактным, что в свою очередь, упрощает конструкцию и улучшает компоновку раздаточной коробки.
Вышеописанные torque sensitive дифференциалы очень популярны в автоспорте. Более того, многие производители устанавливают такие дифференциалы на свои модели штатно, как в качестве межосевых, так и межколёсных дифференциалов. Например, Тойота устанавливает такие дифференциалы как на легковые автомобили (Supra, Celica, Rav4, Lexus IS300, RX300 и. т. д), так и на внедорожники (4Runner / Hilux Surf, Land-Cruiser, Mega-Cruiser, Lexus GX470) и автобусы (Coaster Mini-Bus). Данные дифференциалы не требуют применения специальных присадок к маслу (в отличии от friction-based дифференциалов), однако лучше использовать качественное масло для нагруженных гипоидных передач.
Управление работой дифференциалов при помощи электронных систем контроля тормозных усилий (Traction Control и т.
п.)
В современном автомобилестроении применяется всё больше и больше электронных систем контроля за движением автомобиля. Уже редко можно встретить автомобили, не оснащенные системой ABS (не дающей колёсам заблокироваться при торможении). Более того, уже с конца 80-х годов прошлого века передовые производители стали комплектовать свои флагманские модели системами контроля тяги и сцепления колёс — Traction Control. Например, Тойота установила систему Traction Control на Lexus LS400 в 1989 (90) году. Принцип работы такой системы прост: универсальные (так же обслуживают ABS) датчики вращения, установленные на контролируемых колёсах, фиксируют начало пробуксовки одного колеса оси относительно другого и система автоматически притормаживает забуксовавшее колесо, тем самым увеличивая на него нагрузку и вынуждая дифференциал отдать момент на колесо с хорошим сцеплением. При сильной пробуксовке, система так же может ограничивать подачу топлива в цилиндры. Работа такой системы очень эффективна, особенно на заднеприводных автомобилях.
Как правило, при желании такую систему можно принудительно деактивировать кнопкой на приборной панели. Со временем, электронная система контроля тормозных усилий совершенствовалась и к ней добавлялись всё новые функции, работающие наряду с ABS и TRAC. (например управление разностью разблокировки рулевых колёс для более успешного прохождения поворотов). У всех производителей эти функции назывались по разному, однако смысл при этом оставался одинаковым. И вот, данные системы стали устанавливаться на полноприводные автомобили и внедорожники, причем в некоторых случаях они являются единственным средством контроля тяги и перераспределения крутящего момента между осями и колёсами (Mercedes ML, BMW X5). В случае, если внедорожник оснащен более серьёзными средствами распределения крутящего момента (жесткими блокировками и/или самоблокирующимися дифференциалами), то электронная система контроля тормозных усилий очень удачно дополняет эти средства. Хороший пример тому — великолепная управляемость и проходимость последнего поколения Тойотовских внедорожников 4Runner (Hilux Surf), Prado, Lexus GX470.
Являясь представителями одной платформы, они обладают межосевым дифференциалом Torsen T-3 с возможностью жесткой блокировки, а так же электронной системой контроля тормозных усилий и тяги со множеством функций, помогающих водителю управлять автомобилем.
26 января 2012 в 00:56
Что такое межосевой дифференциал и для чего он нужен?
Дифференциал – устройство, управляющее распределением вращательного момента между входным и выходными валами. Хотя скорость отдельных элементов может разниться. Данный механизм успешно применяется в автомобилестроении и широко применим в нём. Различие дифференциалов проявляется в месте их установки, предназначению и конструктивным особенностям. Автомобили с приводом только на заднюю или переднюю ось оснащаются одним дифференциалом – межколёсным.
Необходимость в наличии дифференциала вызвана особенностями поведениями колёс в поворотах. Они проходят различное расстояние в эти моменты.
Грузовые автомобили с приводами 6х6 и 8х8 оснащаются дополнительным межтележечным дифференциалом. В моделях с полным приводом устанавливаются три дифференциала: кроме двух межколёсных, ещё и один межосевой. О работе межосевого дифференциала, о его конструкции и предназначении мы и поговорим далее более подробно.
Конструкция межосевого дифференциала
Давайте рассмотрим конструкцию межосевого дифференциала на самом распространённом примере – коническом дифференциале. Конический дифференциал по своей конструкции схож с другими видами дифференциалов. Конический дифференциал – это планетарный редуктор с полуосевыми шестернями сателлитами, которые помещены в корпус. Корпус, или как его ещё называют «чашка дифференциала» принимает крутящий момент на себя от главной передачи и раздаёт его через сателлиты на шестерни полуосей. К корпусу жёстко прикреплена ведомая шестерня главной передачи. На внутренних осях корпуса вращаются сателлиты.
Сателлиты выполняют роль планетарной шестерни. Они обеспечивают контакт корпуса с полуосевыми шестернями. В зависимости от того, какой величины передаётся крутящий момент, конструкция дифференциала насчитывает два или четыре сателлита.
Дифференциалы легковых автомобилей, как правило насчитывают два сателлита. Полуосевые (солнечные) шестерни передают вращение на ведущие колёса через полуоси по шпицевому соединению. Правая и левая шестерни полуосей имеют как равное, так и различное число зубцов. Шестерни с равным количеством зубцов образуют симметричный дифференциал, в то время, когда неравное количество зубцов характерно для несимметричного дифференциала.
Симметричный дифференциал распределяет вращение по осям в равных пропорциях, в независимости от того какой величины угловые скорости ведущих колёс. Благодаря своим свойствам симметричный дифференциал успешно применяется как межколёсный дифференциал. Несимметричный дифференциал разделяет крутящий момент в определённом соотношении, поэтому его устанавливают между осями полноприводного автомобиля.
Принцип работы межосевого дифференциала
Когда автомобиль движется по прямолинейной траектории по ровной дороге, расстояние, пройденное ведущими колёсами будет равным, так как у обоих колёс будет одинаковая угловая скорость. В процессе такого движения все сателлиты, шестерни и корпус дифференциала синхронизированы. Передачу крутящего момента данному механизму обеспечивает шестерня. Также отметим и тот факт, что при таком движении крутящий момент на каждом из ведомых колёс одинаков, а полуосевые шестерни заклиниваются сателлитами, которые статичны относительно своей оси.
Когда автомобиль входит в поворот, путь, который проходит колесо, идущее по внутреннему краю, меньший, чем у колеса на внешнем круге, следовательно и скорость вращения у них разная. Для стабилизации ситуации полуосевая шестерня замедляется, а сателлиты и корпус в это время упираются в полуосевую шестерню слева. Благодаря тому, что сателлиты вращаются вокруг своей оси, растёт и скорость, с которой вращается правая полуосевая шестерня.
Это позволяет ведущим колёсам вращаться с разными скоростями, что предотвращает проскальзывание и пробуксовку. Отметим, что колесо с большей скоростью вращения получает меньший крутящий момент.
Давайте рассмотрим дифференциал с классической конструкцией. Основным его недостатком будет пробуксовка одного колеса, когда оно потеряет контакт с дорожной поверхностью. Всё дело в том, что колесо в подвешенном состоянии вращается примерно в два раза быстрее колеса, которое контактирует с дорогой при равном количестве оборотов ведомой шестерни дифференциала. Второе колесо остаётся статичным. Причиной всему является очень маленький крутящий момент, подведённый к нему, так как вращающееся подвешенное колесо получает незначительное сопротивление крутящего момента. Исходя из этого понятно, что крутящий момент противоположного колеса аналогично мал, поэтому оно и неподвижно.
Если колесо пробуксовывает на повышенных оборотах в среде со значительным сопротивлением, крутящий момент, подаваемый на него будет большим в сравнении с проскальзывающим колесом, а следовательно и второму колесу будет предоставляться больший момент для осуществления вращения.
Благодаря такому распределению автомобиль может медленно, но уверенно выбираться из ловушки. Буксующее колесо затрачивает много мощности, расходуемой на нагрев дорожного полотна, покрышек и т.д. Пробуксовка заметно снижает проходимость автомобиля с со свободным дифференциалом. Чтобы избежать подобных проблем, на автомобили устанавливают дифференциалы с возможностью их блокировки, как ручной, так и автоматической.
Предназначение межосевого дифференциала
Как Вам уже стало понятно, предназначение межосевого дифференциала заключается в распределении крутящего момента между ведущими осями в полноприводных автомобилях, что даёт им возможность вращения с различными угловыми скоростями. Потребность в таком механизме возникла в следствии движения автомобилей по неровным поверхностям, когда масса самой конструкции давит на ось, что находится в гораздо низком положении. Так, если Вы едете под горку, то большая часть крутящего момента передаётся на заднюю ось.
В случае спуска же всё происходит наоборот. Сам механизм межосевого дифференциала располагается, как правило, в раздаточной коробке транспортного средства.
По своему типу межосевой дифференциал может быть, как симметричным, так и несимметричным. Первый вариант дифференциалараспределяет крутящий момент в соотношении 50/50, когда второй в разных соотношениях, например, 60/40. Кроме того бывают межосевые дифференциалы, не имеющие блокировочного механизма, что не позволяет двигаться колёсам с разными скоростями. Есть самоблокирующиеся дифференциалы и с ручной блокировкой.
Второй вариант позволяет принудительно распределять крутящий момент между осями. Это хорошо помогает преодолевать различные дорожные преграды в виде грязи, песка или снега. Принудительное блокирование межосевого дифференциала может быть полным и частичным. При этом обеспечивается жёсткое соединение полуосей между собой. Зачастую для реализации всего внедорожного потенциала автомобиля применяется дифференциал с механизмом автоматической блокировки.
Он имеет три вида конструкций и соответственно различные принципы функционирования.
Режимы работы межосевого дифференциала
Работа симметричного межосевого дифференциала разделяется на три, присущих ему, режима:
— прямолинейное движение;
— движение в повороте;
— движение по скользкой дороге.
При движении прямо, колёса принимают на себя равнораспределённое сопротивление дорожного полотна. Крутящий момент передаётся к корпусу дифференциала от главной передачи. Вместе с ним перемещаются и сателлиты. Сателлиты, обходя шестерни полуосей, передают на ведущие колёса весь крутящий момент в равных пропорциях. В отсутствии вращения сателлитов на осях, шестерни полуосей движутся с одинаковой угловой скоростью. Они вращаются с той же частотой, что и ведомая шестерня главной передачи.
При входе в поворот, ведущее колесо, идущее по внутреннему радиусу, принимает на себя большее сопротивление, чем колесо внешнего радиуса. Внутренняя полуосевая шестерня замедляет своё движение и побуждает вращаться сателлиты вокруг своей оси.
Они в свою очередь, ускоряют вращение наружной шестерни полуоси. Колёса, движущиеся с разными угловыми скоростями позволяют проходить автомобилю поворот без излишней пробуксовки. Сумма частот вращения полуосевых шестерен внутри и снаружи равна частоте вращения ведомой шестерни, умноженной на двое. Крутящий момент распределяется между ведущими колёсами в равной степени. И на это не влияет разность угловых скоростей.
Когда автомобиль движется по скользкой дороге, одно колесо принимает на себя большую часть сопротивления, в то время как второе пробуксовывает или проскальзывает. Дифференциал заставляет вращаться «проблемное» колесо с большей скоростью. Второе колесо вынуждено остановиться. Сила тяги, образуемая на буксующем колесе очень мала в силу низкого сцепления, поэтому его вращение тоже происходит с небольшой скоростью. А в силу конструкции симметричного дифференциала, другое колесо будет обладать теми же характеристиками на тот момент. Ситуация зашла в тупик – автомобиль не сдвигается с места.
Решить эту проблему можно увеличив крутящий момент на небуксующем колесе. Это легко осуществляется блокировкой дифференциала.
Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.
Главная передача и дифференциал — назначение, устройство и типы
Главная передача
Назначение главной передачи
Основное назначение главной передачи в трансмиссии — передача тяги двигателя к, так сказать, «конечному потребителю» – колесам. Если автомобиль заднеприводный, то тяга от коробки передач через карданный вал передается на главную передачу, а та, в свою очередь, перенаправляет поток мощности на колеса через полуоси (если задняя подвеска зависимая и имеет мост) или приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей (об этом пойдет речь дальше).
Если автомобиль переднеприводный, то главная передача через шестерню связана непосредственно с коробкой передач.
Есть такое понятие, как неразрезной мост. Означает оно то, что главная передача вместе с дифференциалом находятся в корпусе, к которому подсоединены или отлиты вместе с ним изначально два кожуха полуосей. Полуоси — это валы, соединяющие дифференциал и главную передачу с колесами. Данная конструкция является частью зависимой подвески автомобиля, так как жестко связывает правое и левое ведущие колеса. Полуось жестко связывает колесо и главную передачу, то есть при преодолении какоголибо препятствия весь мост перемещается вместе с колесами и всем содержимым. Убираем кожух полуосей, корпус главной передачи устанавливаем на кузов или подрамник, колеса с главной передачей соединяем с помощью приводных валов через шарниры равных угловых скоростей и получаем разрезной мост и независимую подвеску колес. Все это подробнее описано ниже в разделе «Устройство главной передачи» и представлено на рисунке 5.
32.
Примечание
Главная передача служит для понижения числа оборотов, передаваемых от двигателя к колесам, и увеличения тягового усилия. Она обеспечивает передачу вращения с карданного вала на полуоси под углом 90° при классической компоновке автомобиля (о которой подробно рассказывается в главе 3). В главной передаче применяют шестеренчатые передачи, одинарные или двойные.
Устройство главной передачи
Главная передача состоит из двух шестерен, а точнее, из конической шестерни (на рисунке 5.33 — ведущая шестерня) и конического колеса (на рисунке 5.33 — ведомое колесо).
Рисунок 5.33 Главная передача заднего неразрезного моста.
Шестерня является ведущим элементом (к ней подводится тяга от коробки передач и двигателя), а колесо —ведомым (принимает тягу от шестерни и перенаправляет под углом 90 градусов).
Шестерни изготавливают со спиральными зубьями, благодаря чему повышается прочность зубьев, увеличивается число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, и шестерни работают более плавно и бесшумно.
Кроме конической простой шестеренчатой передачи, у которой оси взаимно пересекаются, в легковых автомобилях применяют гипоидную передачу (показана на рисунке 5.34). В этой передаче зубья имеют специальный профиль и ось малой конической шестерни смещена вниз относительно центра большой шестерни на некоторое расстояние «S». Это дает возможность расположить карданный вал ниже и уменьшить высоту выпуклой верхней части туннеля для размещения вала в полу кузова, вследствие чего достигается более удобное размещение пассажиров в кузове. Кроме того, имеется возможность несколько снизить центр тяжести автомобиля и повысить его устойчивость при движении. Гипоидная передача обладает большей плавностью работы, более высокой прочностью зубьев и износоустойчивостью.
Примечание
Однако у гипоидной передачи есть одна неприятная особенность: порог заклинивания при обратном ходе. Расчеты данной передачи, конечно, исключают такую возможность, но всегда стоит помнить, что данную главную передачу может заклинить при превышении расчетных оборотов (при вращении в обратную сторону).
Так что будьте осторожны с выбором скорости движения задним ходом.
Для гипоидной передачи необходимо применение смазки специальных сортов из-за большого давления между зубьями при работе и больших скоростей относительного скольжения между зубьями. Кроме того, требуется более высокая точность монтажа передачи.
Рисунок 5.34 Элементы главной передачи. Гипоидная передача.
Дифференциал
Назначение дифференциала
Дифференциал позволяет катиться правому и левому ведущим колесам с различным числом оборотов при поворотах автомобиля и при движении по неровностям дороги.
При движении автомобиля на повороте (как показано на рисунке 5.35) внутреннее ведущее колесо его проходит меньший путь, чем наружное, и, для того чтобы обеспечить качение без буксования, оно должно вращаться медленнее, чем наружное колесо. Для того чтобы колеса могли вращаться с разным числом оборотов, их подсоединяют через приводные валы к дифференциалу, а уже дифференциал жестко связан с ведомым колесом главной передачи.
Принцип работы дифференциала
Дифференциал состоит из (смотрите рисунок 5.33) полуосевых шестерен, сателлитов, оси сателлитов (которая может быть крестовидной, если сателлитов четыре) и корпуса. Полуосевые конические шестерни закреплены на внутренних концах полуосей, на наружных концах которых крепятся ведущие колеса. Сателлиты, представляющие собой малые конические шестерни, посажены свободно на оси.
Рисунок 5.x Схема работы дифференциала.
При движении автомобиля на повороте, внутреннее колесо проходит меньший путь и вследствие сцепления с дорогой начинает вращаться медленнее. При этом сателлиты, вращаясь, начинают перекатываться по замедлившей свое вращение полуосевой шестерне внутреннего колеса. В результате сателлиты начинают вращаться около своих осей, увеличивая число оборотов второй полуосевой шестерни и наружного колеса соответственно.
Примечание
При наличии дифференциала между количеством оборотов колес существует определенная зависимость, при которой сумма чисел оборотов колес всегда равна удвоенному числу оборотов коробки дифференциала, т.
е. при уменьшении числа оборотов одного из колес число оборотов другого колеса на столько же увеличивается. При неподвижной коробке дифференциала, если вращается одно из колес, другое колесо будет вращаться в обратную сторону.
Однако работа дифференциала и результат положителен только в случае сухой дороги. В определенных условиях дифференциал может отрицательно повлиять на движение автомобиля.
Так, при попадании одного из колес на скользкое место (лед, грязь) колесо из-за недостаточного сцепления с дорогой начинает буксовать. При значительном ухудшении сцепления буксующего колеса с дорогой тяговое усилие на нем становится очень низким. При этом второе колесо, имеющее достаточное сцепление с дорогой, останавливается, так как вследствие свойства дифференциала распределять усилие между колесами поровну тяговое усилие на втором колесе также становится очень малым и недостаточным для движения автомобиля. Буксующее колесо вращается при этом с удвоенным числом оборотов, и автомобиль полностью останавливается.
Разновидности дифференциалов
Дифференциалы могут быть симметричными и не симметричными, а так же свободными или с возможностью блокировки.
Примечание
Дифференциал, распределяющий тягу от двигателя поровну между колесами или между осями, называется симметричным. Если же дифференциал межосевой (делит тягу от двигателя в полноприводном автомобиле между передней и задней осью), он может быть несимметричным, то есть на одну из осей передавать меньше тяги, чем на другую.
Если симметричное распределение не всегда играет на руку управляемости или проходимости автомобиля, значит эту проблему необходимо решить. Есть два пути:
1. Установить в главную передачу дифференциал с возможностью его блокировки.
Так появились дифференциалы с блокировкой. Процесс блокировки может быть отдан на откуп механическому приводу с выведением рычага управления в салон автомобиля или же передан в ведение электроники и может быть автоматическим полностью или же с управлением при помощи контроллеров в салоне автомобиля.
2. Установить дифференциал повышенного трения, который при усложнившихся дорожных ситуациях просто-напросто не позволит всей тяге «уйти» на колесо, потерявшее сцепление с поверхностью.
Задний мост и дифференциал автомобиля
24.05.2010
Задний мост и дифференциал
На заднеприводных автомобилях крутящий момент передается от коробки передач через карданный вал к заднему мосту в сборе с дифференциалом. Задний мост служит для многих задач. Картер служит в качестве опоры для элементов подвески и поддерживает автомобиль. Внутри картера располагается главная передача в сборе с дифференциалом. Главная передача в сборе с дифференциалом через полуоси передает мощность от карданного вала к задним колесам. Главная передача позволяет изменять направление крутящего момента от карданного вала к полуосям на 90 градусов. Кроме того, она обеспечивает изменение передаточного числа, т.к. ведущая шестерня намного меньше чем ведомое зубчатое колесо (коронная шестерня).
Зависимость между числом зубьев на колесе и шестерне называется передаточным числом главной передачи.
Полуоси заднего моста должны быть способны вращаться с различной частотой вращения, чтобы компенсировать тот факт, что колесо на внешней стороне поворота должно переместиться на большее расстояние и поэтому должно вращаться быстрее, чем колесо на внутренней окружности поворота. В заднем мосте в сборе располагается дифференциал. Дифференциал — это комплект зубчатых колес, который при необходимости индивидуально передает крутящий момент от карданного вала к полуосям заднего моста. Результат — каждая полуось и колесо могут вращаться с правильной частотой вращения независимо от другой полуоси. В основном имеется два типа дифференциалов: обычный (не блокирующийся) и дифференциал повышенного трения (блокирующийся).
Типы задних мостов в сборе
Имеются три основных типа заднего моста в сборе, в зависимости от типа поддержки полуоси и колеса:
• С полуразгруженными полуосями
• С полностью разгруженными полуосями
• С независимой подвеской
В мосте с полуразгруженными полуосями используются полуоси, которые обычно фиксируются С-образными зажимами в картере моста.
Эти С-образные зажимы устанавливаются в канавку на шлицевом внутреннем конце полуоси. Кроме того, С-образные зажимы входят в выемку в полуосевых шестернях дифференциала, расположенных в коробке дифференциала. Полуразгруженная полуось базируется водном прямом роликовом подшипнике, расположенном на наружном конце полуоси. Полуразгруженная полуось поддерживает массу автомобиля, а также обеспечивает передачу крутящего момента.
Задний мост с полностью разгруженными полуосями обеспечивает грузоподъемность. Ступица поддерживается или «плавает» на полуоси, опираясь на два противоположно установленных конических роликовых подшипника. Вся масса задней части автомобиля приходится на картер моста, и ничто не приходится на полуоси. Полуось просто приводит в движение колесо. Ступица фиксируется на полуоси храповой гайкой, которая контрится в пазе на полуоси.
Третий используемый тип заднего моста — это задний мост с независимой задней подвеской (IRS). Этот мост аналогичен другим типам, за исключением того, что всю массу автомобиля принимает на себя отдельная система подвески, а не мост в сборе.
Никакие трубчатые полуоси не используются. Вместо них для соединения картера моста с ведущими колесами используются полуоси, аналогичные карданным валам.
Шарниры равных угловых скоростей на обоих концах полуосей способны работать под изменяющимися углами и обеспечивать изменение длины полуосей. Изменение длины полуоси обеспечивает работу подвески колеса и динамику движения. Короткий вал внутреннего шарнира равных угловых скоростей удерживается в полуосевой шестерне дифференциала стопорным кольцом. Вал наружного шарнира запрессовывается в ступицу и фиксируется с помощью держателя ступицы колеса заднего моста.
Элементы заднего моста/ дифференциала
Типовой обычный задний мост в сборе включает в себя:
• картер заднего моста
• ведущая шестерня главной передачи
• ведомая шестерня главной передачи
• коробка дифференциала
• полуосевые шестерни дифференциала
• сателлиты дифференциала
• подшипники коробки дифференциала
• подшипники ведущей шестерни
• регулировочные прокладки и уплотнения
Дифференциалы повышенного трения
Типовой задний мост с дифференциалом повышенного трения в основном состоит из тех же самых элементов, что и обычный мост в сборе, за исключением лишь некоторых муфт и пружин, добавленных в дифференциал в сборе.
Поток мощности в заднем мосте/ дифференциале
Ведущая шестерня, которая находится в зацеплении с ведомой шестерней, получает мощность двигателя посредством коробки передач и карданного вала. Ведущая шестерня приводит в движение ведомую шестерню, которая крепится болтами к наружному фланцу коробки дифференциала. Коробка дифференциала начинает вращаться. Ведущая шестерня и ведомая шестерня увеличивают крутящий момент и уменьшают частоту вращения в соответствии с передаточным числом главной передачи. По мере того, как коробка вращается, ее внутренние зубчатые колеса приводятся в движение. Ведущая и ведомая шестерни изменяют направление потока мощности от карданного вала к полуосям. Коробка дифференциала имеет два отверстия: для смазки и для ремонта.
Обычные дифференциалы
При движении прямо вперед все колеса вращаются с одной частотой вращения. Полуосевые шестерни и сателлиты дифференциала вращаются вместе с коробкой дифференциала, без возникновения взаимного перемещения между сателлитами и полуосевыми шестернями. Дифференциал вращается как единый блок.
При прохождении поворота полуось с внешней стороны поворота должна вращаться быстрее чем полуось с внутренней стороны. В этой ситуации сателлиты «уходят» вперед по полуосевой шестерне внутренней (более медленной) полуоси, увеличивая частоту вращения полуосевой шестерни внешней (более быстрой) полуоси. Т.к. сателлиты «обкатываются» поболее медленной полуосевой шестерне, они приводят в движение более быструю полуосевую шестерню с большей частотой вращения. Чем более резкий поворот, тем большая разница в частоте вращения.
Дифференциалы повышенного трения
Имеются много названий для дифференциалов повышенного трения; Traction-Lok, Trac-Lok и Power-Lok. Обычный дифференциал может не подходить для ситуации с ограниченным сцеплением с дорогой. Когда автомобиль вязнет в снегу, одно ведущее колесо вращается, а другое — неподвижно. Увеличение крутящего момента, передаваемого к вращающемуся колесу не будет увеличивать крутящий момент, передаваемый к неподвижному колесу.
Дифференциал повышенного трения предназначается для увеличения крутящего момента, передаваемого к колесу с самым большим тяговым усилием (с лучшим сцеплением с дорогой). Трение в системе создается посредством добавления комплекта фрикционных дисков между полуосевыми шестернями дифференциала и коробкой дифференциала. Традиционное действие дифференциала будет происходить только в том случае, когда прикладывается достаточный крутящий момент для преодоления трения. Если одно ведущее колесо не имеет никакого сцепления с дорогой, другое колесо всегда будет получать определенный крутящий момент.
Работа повышенного трения
Внутри коробки дифференциала на ступице каждой полуосевой шестерни располагаются диски муфты. Между полуосевыми шестернями располагается предварительно нагруженная пружина. Эта пружина прикладывает усилие к комплектам дисков муфт, поджимая их к полуосевым шестерням дифференциала. При износе дисков пружина отводит сателлиты от полуосевых шестерен, что может увеличивать полный люфт в мосте. Зазор в мосте можно почувствовать при переключении с движения вперед на задний ход.
Осевые нагрузки, воздействующие на полуосевые шестерни, создают дополнительную силу. Эти нагрузки от сил разделения полуосевых шестерен и сателлитов вызываются крутящим моментом в трансмиссии. Стальные диски устанавливаются между фрикционными дисками и имеют шлицевое соединение со ступицей полуосевой шестерни. Полуосевые шестерни, в свою очередь, имеют внутреннее шлицевое соединение с полуосями заднего моста. Фрикционные диски таким образом зацепляются в коробке дифференциала. Трение, создаваемое дисками, создает перегрузочный момент, который пытается предотвратить вращение полуосевых шестерен относительно коробки. Имеющийся крутящий момент — это функция предварительного нагружения и добавленной осевой нагрузки. При низком сцеплении с дорогой, включение тормозов и приложение крутящего момента к трансмиссии, и затем медленное отпускание тормозов и трогание может увеличивать крутящий момент. Это увеличивает осевую нагрузку на полуосевые шестерни дифференциала.
запчасти mitsubishi
что это, значение, принцип работы
Редуктор — это важный узел трансмиссии, назначение которого состоит в уменьшении крутящего момента коленвала и передаче его на дифференциал, вращающий колеса. Устройства отличаются в зависимости от места установки и особенностей конструкции.
Виды и типы редукторов
По месту установки и назначения различают два типа редукторов:
Передний, интегрированный в КПП. Предназначен для передачи момента на передние колеса полноприводных авто и машин с передним приводом;
Задний, устанавливаемый в задней оси. Узел приводит в движение задние колеса полноприводных машин и автомобилей с задним приводом.
В главной передаче авто используются многоступенчатые приводы, в которых используется несколько последовательно соединенных шестеренок. В классической конструкции заднего редуктора таких ступеней две — ведущая и ведомая шестерни.
В зависимости от способа сопряжения шестеренок, различают коническую, цилиндрическую и гипоидную редукторную передачу. В рулевых механизмах авто также используются червячные редукторы.
Конический
В устройстве используется пара конических шестерен, установленных под углом 90 градусов. Такие узлы применяются на заднеприводных и полноприводных машинах.
Цилиндрический
Устройство состоит из пары прямых цилиндрических шестерен, сцепленных вместе и установленных параллельно друг другу. Такая главная передача используется в КПП переднеприводных автомобилей.
Гипоидный
Две соединенные шестерни, установленные под углом 45 градусов, используются для передачи момента на полноприводных и заднеприводных авто.
Планетарный
Устройство выполнено в виде нескольких шестерен, расположенных в одной плоскости и сцепленных между собой.
Червячный
Узел, применяющийся только лишь в рулевом управлении, представляет собой червячную и ведомую шестерни, установленные перпендикулярно.
В трансмиссии авто зачастую применяются комбинированные цилиндрическо-конические узлы, ведущий и ведомый валы которых могут пересекаться или располагаться параллельно.
Автомобильные редукторы характеризуются передаточным числом. Это соотношение угловых скоростей ведущего и ведомого вала. На машинах с большой снаряженной массой, устанавливаются редукторы с большим передаточным числом. Это обеспечивает им высокий крутящий момент в сочетании с небольшой максимальной скоростью. Для обеспечения высокой скорости на легких автомобилях устанавливаются механизмы с передаточным числом порядка 5.
Редуктор и дифференциал имеют принципиально разное назначение: первый повышает или понижает крутящий момент, второй — распределяет его между осями и колесами.
Устройство, конструкция и принцип работы редуктора
Задний редуктор большинства полно- и заднеприводных машин конструктивно объединен с дифференциалом. Этот узел, закрепленный на заднем мосту авто, состоит из следующих деталей:
ведомая шестерня, которая через сателлитов передает вращение шестерням полуосей;
ведущая шестерня, присоединенная к карданному валу;
сателлиты, дифференциала, передающие момент на шестерни левой и правой полуоси.
Принцип работы главной передачи (редуктора) заднего моста основан на гипоидной передаче. Узел работает следующим образом:
кардан передает крутящий момент на ведущую шестерню;
за счет размера и положения ведомой шестерни увеличивается момент и направление вращения;
на шестерни полуосей мощность передается через дифференциал, выполненный с помощью шестерен-сателлитов.
Использование гипоидной передачи обеспечивает невысокий уровень шума и плавную работу главной передачи. Подобные устройства используются на большинстве заднеприводных легковушек и грузовиков. Внедорожники оснащены редуктором с гипоидной передачей и блокирующимся дифференциалом, повышающим проходимость.
На части внедорожников, в особенности на грузовиках повышенной проходимости, применяется передний мост с гипоидной передачей, аналогичной используемой на заднеприводных авто.
В переднеприводных ТС и части внедорожников не используется передний мост с редуктором. Функцию редуктора берет на себя коробка переключения передач, которая меняет угловую скорость и вращающий момент. В КПП используется сложная система осей и шестерен, образующих планетарные, цилиндрические и гипоидные передачи.
Зачем нужен редуктор
Как и коробка передач, редуктор используется для снижения скорости вращения колес и повышения крутящего момента. Его использование улучшает ходовые качества машины и снижает нагрузку на двигатель и КПП.
Двигатели внутреннего сгорания, используемые в ТС, отличаются высокими оборотами при низком крутящем моменте. Если подключать привод колес напрямую, нагрузка на них «задушит» мотор и автомобилю будет сложно тронуться с места.
КПП или вариатор увеличивает крутящий момент и снижает обороты, позволяя машине медленно ехать независимо от оборотов мотора. Редуктор дополнительно увеличивает крутящий момент, снижая нагрузку на остальные части трансмиссии (КПП, кардан). Это увеличивает моторесурс агрегатов, уменьшает шум и позволяет использовать более «нежные» и легкие детали трансмиссии. За счет применения редуктора повышается КПД, уменьшается расход топлива и снижается количество вредных выбросов.
Словарь внедорожных терминов | Major
Выберите термин для просмотра его определения в нижней части страницы
Угол въезда
Угол въезда – это максимальная крутизна подъема, которую автомобиль может преодолеть, не касаясь грунта передними элементами шасси. Большой угол въезда указывает на способность автомобиля передвигаться по сильно пересеченной местности, переезжать через бревна и взбираться на валуны. Чем короче передний свес автомобиля, тем больше угол въезда и тем серьезнее внедорожные возможности автомобиля.
Ход подвески
Ходом подвески называют вертикальное перемещение колеса от точки полного сжатия до точки полного отбоя. Подвижность – залог хорошей артикуляции мостов. Чем больше ход подвески, тем больше вероятность того, что колесо не оторвется от земли. А надежное сцепление колес с грунтом позволяет преодолевать очень многие препятствия.
Артикуляция (скрещивание) мостов
Под артикуляцией моста подразумевается его способность поворачиваться относительно продольной оси шасси. Артикуляция указывает на способность подвески не допускать отрыва колес от грунта (а значит, и способность сохранять сцепление колес с грунтом) при движении по сильно пересеченной местности.
Дифференциал моста
Дифференциал моста представляет собой зубчатую передачу, расположенную в картере в центральной части моста. Дифференциал позволяет колесам одного моста вращаться с разной угловой скоростью (например, при прохождении поворотов).
Мост
Жесткий металлический узел, соединяющий левое и правое колеса. Мост крепится к раме автомобиля посредством элементов подвески.
Противобуксовочная система
Служит для перераспределения крутящего момента между колесами одного моста при пробуксовке одного из колес.
Угол рампы (переката)
Угол рампы – это максимальный угол эстакады, которую автомобиль способен преодолеть, не касаясь днищем ее верхнего перелома.
Межосевой дифференциал (зубчатый)
Зубчатая передача, расположенная в картере раздаточной коробки автомобиля с системой постоянного полного привода. Применяется для распределения развиваемого двигателем крутящего момента между передним и задним карданными валами. Позволяет передним и задним колесам вращаться с разной угловой скоростью, когда автомобиль выполняет поворот.
Фрикционные диски
В картере раздаточной коробки большинства автомобилей с системой полного привода «при необходимости» (on-demand) или с автоматической системой полного привода имеется два комплекта чередующихся стальных фрикционных дисков. Один комплект дисков имеет шлицевое соединение c задним карданным валом, а второй комплект – с барабаном муфты, крепящейся к переднему карданному валу. Корпус муфты обычно заполнен вязкой силиконовой жидкостью, которая прилипает к дискам и таким образом позволяет передать крутящий момент карданному валу. Кроме того, управление фрикционными дисками может быть электронным.
Винтовые пружины
Представляют собой спиралевидные детали из упругого металла, способные выдерживать сжатие и растяжение вдоль продольной оси без пластической деформации. Винтовые пружины поддерживают вес автомобиля и позволяют колесам повторять неровности дороги.
Бесступенчатая трансмиссия (вариатор)
Отличительной чертой бесступенчатой трансмиссии является передача развиваемого двигателем крутящего момента посредством двух конических шкивов, соединенных приводным ремнем.
Передаточное число «ползучей» передачи
Играет важную роль, когда речь идет о серьезных испытаниях автомобиля в условиях бездорожья, предусматривающих преодоление крутых спусков и подъемов. Позволяет автомобилям Jeep «ползти» на очень низкой скорости (без нажатия водителем педали акселератора). Передаточное число «ползучей» передачи рассчитывается по следующей формуле: передаточное число первой передачи ? передаточное число понижающего ряда раздаточной коробки ? передаточное число главной передачи моста. Чем выше передаточное число «ползучей» передачи, тем выше способности автомобиля по преодолению бездорожья.
Срыв колеса
Вибрация или проскальзывание шины по дорожному покрытию. Обычно является результатом езды по твердому и сухому покрытию в режиме подключаемого полного привода или постоянного полного привода с заблокированным межосевым дифференциалом.
Угол съезда
Угол съезда – это максимальный угол спуска, позволяющий автомобилю съехать с уклона на горизонтальную поверхность, не касаясь грунта задними элементами шасси.
Дифференциал
Зубчатая передача, которая служит для передачи крутящего момента ведущим колесам одного моста. При прохождении автомобилем поворота дифференциал позволяет колесам вращаться с разной угловой скоростью. Полноприводные автомобили имеют дифференциал в обоих мостах – переднем и заднем.
Карданный вал
Карданный вал соединяет вторичный вал коробки передач с валом ведущей шестерни дифференциала заднего моста. Автомобили с системой полного привода имеют дополнительный карданный вал между раздаточной коробкой и дифференциалом переднего моста.
Дифференциал с электронным управлением
Служит для плавного перераспределения крутящего момента между передними и задними колесами. Электронная система управления делает это в автоматическом режиме, без участия водителя.
Неподвижная вилка карданного вала
Сглаживает действующую на раздаточную коробку повышенную нагрузку и обеспечивает плавную и надежную работу карданной передачи.
Система полного привода
Система привода, в которой раздаточная коробка используется для распределения развиваемого двигателем крутящего момента между передними и задними колесами. Таким образом, все четыре колеса автомобиля являются ведущими. В системах постоянного полного привода применяется межосевой дифференциал. Он позволяет передним и задним колесам вращаться с разной угловой скоростью, что требуется при эксплуатации автомобиля в обычных условиях по сухому и твердому покрытию. Система подключаемого полного привода не имеет межосевого дифференциала. Вот почему в обычных дорожных условиях оборудованной такой системой автомобиль можно эксплуатировать только в режиме привода на два колеса. Что касается режима привода на все четыре колеса, то при данной системе привода его можно использовать только на пересеченной местности или мокрых и скользких покрытиях.
Отключение переднего моста
Некоторые автомобили с системой полного привода имеют механическое или вакуумное устройство, позволяющее отключать и подключать привод переднего моста. При переключении из режима полного в режим заднего привода данное устройство отсоединяет передний карданный вал от переднего моста, чтобы колеса зря не вращали вал. Это позволяет снизить износ привода переднего моста, уменьшить уровень шума и повысить топливную экономичность автомобиля.
Героторная муфта
Компонент системы полного привода, отслеживающий проскальзывание задних колес и включающий в себя героторный насос, поршень и комплект фрикционных дисков. При возникновении разницы между угловой скоростью вращения передних и задних колес (например, в случае их пробуксовки) расположенный в раздаточной коробке героторный насос незамедлительно начинает подачу рабочей жидкости под давлением к многодисковой фрикционной муфте. Это приводит к блокировке муфты и перераспределению крутящего момента на колеса, которые имеют лучшее сцепление с дорожным покрытием. Преимущество героторной муфты перед другими видами межосевого дифференциала заключается в меньших габаритах, меньшей массе и улучшенном быстродействии.
Дорожный просвет
Дорожный просвет – это расстояние от ровной поверхности, на которой стоит автомобиль, до его нижней точки. Улучшенные характеристики автомобиля, среди которых угол въезда, угол съезда и угол рампы, позволят вам передвигаться по сильно пересеченной местности, переезжать бревна и взбираться на валуны без риска повредить шасси.
Режим High-Range
Режим системы полного привода, использующий повышающую ступень в раздаточной коробке. Данный режим применяется для эксплуатации автомобиля по дорогам и легкому бездорожью.
Система помощи при спуске
Использует антиблокировочную систему для управляемого движения под уклон. Данная система позволяет водителю преодолевать на автомобиле спуски по пересеченной местности, не пользуясь педалью тормоза. Если во время движения автомобиля под уклон его скорость начинает произвольно увеличиваться, система помощи при спуске автоматически задействует тормозные механизмы колес, приводя скорость автомобиля в соответствие с заданной величиной.
Сжатие/отбой
Сжатие и отбой – это два режима работы подвески. При полном сжатии подвески колесо находится в верхней точке своего хода. Противоположностью сжатия является отбой, при котором колесо движется вниз.
Дифференциал повышенного трения
Выполняет те же самые функции, что и обычный колесный дифференциал, но имеет перед ним одно преимущество: при пробуксовке одного из ведущих колес дифференциал повышенного трения автоматически перераспределяет крутящий момент на другое колесо данного моста, что способствует улучшению сцепления колес с дорожным покрытием.
Блокируемый дифференциал
Обеспечивает еще более надежное сцепление колес с дорожным покрытием, чем дифференциал повышенного трения. Это достигается жесткой блокировкой полуосей друг относительно друга. Включением блокировки управляет водитель. Поскольку в состоянии блокировки дифференциал не допускает разницы угловых скоростей вращения колес, блокировку нельзя использовать при эксплуатации автомобиля на твердых и сухих покрытиях.
Режим «ползучей» скорости
Данный режим обеспечивает наименьшую скорость движения автомобиля при наибольшем тяговом усилии. Передаточное число «ползучей» передачи рассчитывается по следующей формуле: передаточное число первой передачи ? передаточное число понижающего ряда раздаточной коробки ? передаточное число главной передачи моста.
Режим Low-Range
Режим системы полного привода, использующий понижающую ступень раздаточной коробки. Данный режим применяется для эксплуатации автомобиля по сильно пересеченной местности.
Маневренность
Точная работа рулевого управления и оптимальная колесная база автомобилей Jeep® позволяет успешно маневрировать в стесненных условиях и благополучно выходить из опасных ситуаций. Такой маневренности могут позавидовать даже газели.
Режим Neutral раздаточной коробки
Если установить селектор раздаточной коробки в положение Neutral, произойдет отсоединение переднего и заднего мостов от коробки передач, что позволит колесам свободно вращаться. Режим Neutral применяется при буксировке автомобиля Jeep тягачом, а также при переключении в режим 4-Low.
Межосевой дифференциал открытого типа
Межосевой дифференциал открытого типа, входящий в состав некоторых систем постоянного полного привода, расположен в картере раздаточной коробки. Он работает так же, как и колесный дифференциал открытого типа, но имеет меньшие габариты. Данный дифференциал основан на принципе планетарной передачи, в которой сателлиты вращаются вокруг солнечной шестерни внутри эпицикла.
Потери на трение
Сопротивление скольжению или качению, вызванное трением.
Колесный дифференциал с прогрессивной характеристикой
Имеющие прогрессивную характеристику дифференциалы переднего и заднего мостов перераспределяют крутящий момент тем колесам, которые имеют лучшее сцепление с дорожным покрытием. Данный дифференциал имеет механическую конструкцию (с героторным насосом), и перераспределение крутящего момента зависит от разницы между угловыми скоростями вращения колес. Благодаря этому дифференциал с прогрессивной характеристикой способен передать намного больше крутящего момента колесу, которое в этом нуждается, чем обычный дифференциал повышенного трения.
Дорожный просвет под днищем
Расстояние от земли до нижней точки между передним и задним мостами.
Переключение «на лету» (Shift-on-the-Fly)
Возможность осуществлять переключение из режима привода на два колеса в режим привода на все четыре колеса на ходу без остановки автомобиля.
Защита поддона картера
Служит для защиты поддона картера и элементов шасси при движении по пересеченной местности.
Неразрезной мост/винтовые пружины
Идеальное сочетание для внедорожника. В отличие от независимой подвески
Что является функцией дифференциала в автомобиле?
Как и большинство компонентов транспортного средства, каждый из них выполняет определенную задачу, которая помогает ему двигаться. Возможно, вы слышали о дифференциале автомобиля, но что это такое и для чего он нужен?
Что такое дифференциал?
Дифференциал как часть переднего и / или заднего моста играет важную роль в поворотах вашего автомобиля. Дифференциал предназначен для привода пары колес, позволяя им вращаться с разной скоростью.Эта функция обеспечивает пропорциональную скорость вращения левого и правого колеса. Если внутренняя шина вращается на 15 оборотов в минуту меньше, чем при движении по прямой, то внешняя шина будет вращаться на 15 оборотов в минуту больше, чем при движении по прямой.
Например, когда ваш автомобиль поворачивает за угол, колесо снаружи должно двигаться быстрее, чем колесо внутри. Дифференциал распределяет равный крутящий момент на оба колеса. Это позволяет колесам реагировать на сопротивление или обеспечивать тягу, чтобы дать колесу большее сопротивление при меньшем вращении.Колесо с меньшим сопротивлением вращается быстрее.
Некоторые автомобили, например картинги, не оснащены дифференциалом. В этом случае оба ведущих колеса вынуждены вращаться с одинаковой скоростью, обычно на общей оси, приводимой в движение простым цепным приводом. Транспортные средства с передним приводом сконструированы иначе, поскольку ось и дифференциал в сборе расположены в узле моста трансмиссии или трансмиссии.
Три типа дифференциалов
Открытый дифференциал — старейшая и наиболее распространенная конструкция, подходящая для различных марок и моделей автомобилей.Это самый простой, надежный и широко используемый тип дифференциала. Ведущая шестерня, расположенная на конце приводного вала, входит в зацепление с коронной шестерней, которая затем передает мощность на обе оси через другой набор шестерен. Единственный недостаток его конструкции заключается в том, что когда одно колесо начинает проскальзывать, вся мощность передается на колесо с наименьшим сцеплением, что делает эту установку непригодной для скалолазания или скоростных гонок.
Limited-Slip похож на открытый дифференциал, но использует встроенную систему сцепления.Механизм сцепления блокирует левую и правую стороны оси вместе, когда колесо теряет сцепление с дорогой. Это предпочтительная система для высокопроизводительных транспортных средств, таких как дрэг-рейсеры и автомобили, буксирующие тяжелые грузы.
Torque-Vectoring — это новейшая и лучшая в области дифференциальной техники. Вектор крутящего момента включает в себя сложный набор датчиков и электроники для получения данных от системы рулевого управления, положения дроссельной заслонки, дорожного покрытия и т. Д., Что дает ему возможность распределять мощность на каждое колесо в соответствии с данными.Эта опция обеспечивает максимальное сцепление с дорогой на поворотах, значительно повышая производительность.
Уход за дифференциалом
Регулярное техническое обслуживание любого транспортного средства — необходимость в замене масла, ремней, шлангов и других жидкостей. Дифференциальная жидкость не исключение. Дифференциальное масло применяется для смазки МКПП и дифференциалов. Это похоже на важность моторного масла для двигателя. Он играет жизненно важную роль в защите дифференциала и трансмиссии, позволяя им работать безопасно и плавно.
Отработанная жидкость дифференциала со временем загрязняется. Продолжать движение с загрязненной жидкостью опасно, так как это может привести к ненужному износу компонентов и необратимому повреждению. Признаки того, что ваш дифференциал нуждается в обслуживании:
- Жужжание только при замедлении.
- Вой или вой при разгоне на малых или больших скоростях.
- Урчание или жужжание на скорости более 20 миль в час, но меняется при повороте.
- Регулярный лязгающий звук каждые несколько футов или при начале движения.
- Устойчивая вибрация, возрастающая с увеличением скорости автомобиля.
Запланируйте замену масла дифференциала, также известного как трансмиссионное масло, или замену масла в трансмиссиях каждые 30 000 миль, но не более 60 000 миль, квалифицированным техником. Чистое свежее масло обеспечивает лучшую защиту дифференциала, что способствует более безопасной поездке. Как и любой другой компонент автомобиля, хорошо смазанные детали обеспечивают оптимальную производительность.
Обслуживание дифференциала
Ваш автомобиль или грузовик не сможет далеко уехать без возможности поворота.Смазочная жидкость внутри дифференциала отводит тепло от шестерен, продлевая срок их службы и удерживая вас на дороге. По вопросам технического обслуживания, включая замену масла, промывку тормозов или дифференциальное обслуживание, обращайтесь в Sun Auto Service! Мы специалисты по полному ремонту и обслуживанию автомобилей. Наши сертифицированные технические специалисты ASE прошли специальную подготовку по всем аспектам ухода за автомобилями всех марок и моделей легковых и легких грузовиков. У нас есть рейтинг A + от Better Business Bureau, и легко понять, почему.Мы гарантируем свою работу в письменной форме и выполняем только те услуги, которые вы разрешаете. Зачем идти к дилеру, если Sun Auto Service — альтернатива номер один? Запишитесь на прием для следующего технического обслуживания и узнайте, что делает Sun Auto Service лучшим выбором в сфере ухода за автомобилем.
Как работает дифференциал?
Нефтяники любят свою терминологию. Коллектор, крутящий момент, дифференциал. Энтузиасты используют эти термины с большим энтузиазмом, в то время как средний автомобилист кивает, не зная, что обсуждается.
Если вы поклонник Top Gear или его мега-бюджетного конкурента: The Grand Tour, вы можете узнать выражение «дифференциал с ограниченным скольжением». Вы, наверное, знаете, что это положительный момент и используется на высокопроизводительных автомобилях, но, возможно, не совсем понимаете, почему.
Чтобы ускорить процесс, давайте начнем с объяснения того, что на самом деле представляет собой дифференциал.
ЧТО ТАКОЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛ?
Проще говоря, дифференциал — это система, которая передает крутящий момент двигателя на колеса.Дифференциал забирает мощность от двигателя и разделяет ее, позволяя колесам вращаться с разной скоростью.
Вы, наверное, спросите, почему мне нужно, чтобы колеса вращались с разной скоростью друг от друга?
Если вы заправляетесь бензином, это, вероятно, до боли очевидно. Опять же, если вы бензин, вы бы не читали статью, объясняющую, как работает дифференциал.
Все сводится к основам физики.
Представьте себе вагонетку из картона с колесами от молочных бутылок, навинченными на соломенные оси.Вы можете катать его вперед и назад сколько угодно. Он будет катиться свободно и плавно.
Поверните его за угол, и у вас не будет проблем, так как каждое колесо может вращаться независимо от другого.
Теперь попробуйте приклеить колеса к оси соломинки. Вы заметите, что колеса теперь скользят по полу, когда вы пытаетесь повернуться. Это связано с тем, что каждое из колес должно пройти разное расстояние, но заблокировано вместе на одной оси.
Давайте поднимем его на ступеньку выше.Представьте, что вы пытаетесь повернуть двухтонный автомобиль на скорости 60 миль в час с заблокированными колесами. Колеса не будут просто прыгать через дорогу. Их сильно выталкивают на асфальт. Эти огромные силы создают огромную нагрузку на всю конструкцию автомобиля.
Вам вообще будет сложно повернуть, не говоря уже о плавности и безопасности на высоких скоростях.
Инженеры должны были придумать хитроумный способ подключения колес к выходной мощности двигателя, но при этом позволить каждому колесу двигаться со скоростью, отличной от скорости другого.
ЗДЕСЬ КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Если посмотреть на современный дифференциал в сборе, он выглядит невероятно сложно.
Однако, если вы разберете его систематически и поймете основы того, чего он пытается достичь и как он пытается этого достичь, вы заметите, что это действительно очень красивая вещь.
Чтобы увидеть дифференциал в ретро-стиле, посмотрите это видео от Chevrolet motors.
Теперь мы понимаем основы дифференциала, или «открытого дифференциала» в данном случае, давайте обсудим немного больше о дифференциале повышенного трения (LSD).
Представьте, что вы на трассе и пытаетесь выйти из крутого поворота на скорости 50 миль в час. Вся эта сила пойдет по пути наименьшего сопротивления.
Весь вес перенесен в одну сторону. Вся эта мощность просто вращает внутреннее колесо, что приводит к огромной потере мощности или вращению и огромной аварии.
LSD существует, чтобы минимизировать эту потерю привода. Система сцепления обеспечивает трение с каждой стороны оси, позволяя автомобилю перераспределять крутящий момент на каждое колесо, позволяя снизить мощность, насколько это необходимо.Если вы умеете управлять рулем, вы даже сможете управлять автомобилем на повороте, используя только мощность.
Как мы уверены, вы можете себе представить: весь дифференциальный механизм должен выдерживать огромную силу, и это лишь одна из причин, почему эти компоненты сделаны из самых прочных материалов. Не соломинки и крышки от бутылок из-под молока.
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 автомобили сегодня могут комфортно двигаться со скоростью более 90 миль в час и способны безопасно проходить поворот на относительно высоких скоростях. Высококачественные компоненты больше не предназначены для гоночной трассы.
MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ СЕРЫХ И ЧУГУННЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПРОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ СЕГОДНЯ
Что такое дифференциал и как он работает? — Driving.ca
Если вы когда-нибудь играли с машиной Hot Wheels и, конечно же, играли, то знаете, что игрушка отлично справляется с движением по прямой, но не очень хорошо поворачивает.
Это потому, что у него нет дифференциала. А вот ваш автомобиль — передний, задний, четырех- или полноприводный. Какой у вас дифференциал и даже сколько, зависит от того, на чем вы едете.
В чем разница?На повороте внешнее колесо движется дальше и быстрее внутреннего. Дифференциал — это набор шестерен, который передает мощность двигателя на колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью на поворотах.
При переднем приводе (FWD) дифференциал находится рядом с трансмиссией внутри корпуса, и этот блок называется трансмиссией.При заднем приводе (RWD) дифференциал находится между задними колесами, соединенными с трансмиссией карданным валом. Полноприводные (AWD) и полноприводные (4WD) автомобили добавляют межосевой дифференциал или раздаточную коробку для распределения мощности спереди и сзади.
Некоторые гибридные автомобили имеют «электронный» полный привод. Они используют электродвигатели для приведения в действие задних колес и при необходимости поворачивают их быстрее или медленнее на поворотах.
Открытый конецСамым простым и распространенным элементом является открытый дифференциал, так называемый, потому что колеса всегда могут вращаться независимо друг от друга.Его главный недостаток в том, что если у одного колеса нет сцепления, например, если оно ударяется по льду, оно все равно получает большую мощность. Он беспомощно крутится, и ты никуда не идешь.
Чтобы избежать потери тяги во время движения, все новые автомобили должны быть оснащены системой контроля тяги и электронной стабилизации. Они используют датчики антиблокировочной системы тормозов, чтобы определить, вращается ли одно колесо быстрее. Затем он снижает мощность двигателя или тормозит прялку, или и то, и другое, чтобы все было под контролем.
Иногда требуется, чтобы колесо вращалось, например, при попытке выбраться из глубокого снега, поэтому контроль тяги можно временно отключить с помощью кнопки на приборной панели.
Ограничение пробуксовкиВ некоторых автомобилях, в первую очередь высокопроизводительных моделях, вместо открытого дифференциала используется дифференциал повышенного трения. Если одно колесо теряет сцепление с дорогой, мощность переходит на другое колесо. Это уменьшает пробуксовку колес, а на более мощном автомобиле с передним приводом помогает предотвратить крутящий момент — тенденцию переднего водителя тянуть из стороны в сторону, когда вы нажимаете на дроссель.
Ограниченные промахи служат одной и той же цели, но то, как именно они это делают, зависит от их типа.Дифференциал с механическим сцеплением имеет диски сцепления рядом с шестернями, и при необходимости нажимные кольца давят на диски, чтобы обеспечить сопротивление. Система активного дифференциала работает так же, но использует компьютер для отслеживания условий движения и активации сцепления дифференциала.
Вязкостный дифференциал содержит фрикционные диски, погруженные в масло, и когда колесо проскальзывает, движение жидкости заставляет диски вращаться с разными скоростями и передавать больше мощности там, где это необходимо. Дифференциал Torsen — это торговая марка, производная от Torque Sensing — добавляет червячные передачи к набору дифференциала, чтобы активировать необходимое сопротивление.
Вектор крутящего момента передает больше мощности на внешнее колесо, поэтому автомобиль «втыкается» в угол. Порше Небольшое усиление за поворотомВсе дифференциалы помогают вам завернуть за угол, но одни делают это лучше, другие. Автомобиль с вектором крутящего момента передает немного больше мощности на внешнее колесо. Это «подталкивает» автомобиль к повороту и снижает недостаточную поворачиваемость, поэтому поворот становится более крутым.
Некоторые автопроизводители обеспечивают электронный эффект векторизации крутящего момента, используя датчики для включения тормоза на внутреннем колесе, чтобы автомобиль вращался вокруг этой медленно вращающейся шины.В настоящей системе векторизации крутящего момента дифференциал передает больше мощности на внешнее колесо. Это улучшает управляемость, но при этом обходится дороже, поэтому обычно встречается в основном на более дорогих спортивных моделях.
Блокировка в сложных условияхБлокируемый дифференциал позволяет колесам большую часть времени вращаться с разной скоростью, но когда его функция блокировки активирована, оба колеса вращаются с одинаковой скоростью. В основном он используется для езды по бездорожью. В дополнение к блокировке дифференциала заднего колеса, самые прочные полноприводные автомобили также будут иметь блокируемый передний дифференциал.Автомобиль с заблокированным одним или обоими дифференциалами может ползти вперед по камням или твердым поверхностям, но его будет очень сложно повернуть.
Средний менеджментВ дополнение к передним и задним дифференциалам, автомобили с полным приводом имеют центральный дифференциал, который распределяет мощность на ту ось, которая напрямую не приводится в движение двигателем. Этот межосевой дифференциал также может быть открытым, ограниченным скольжением, вязкостным или торсеновым.
В нормальных условиях движения многие автомобили с полным приводом направляют всю мощность двигателя только на одну ось, обычно на переднюю.Если эти колеса начинают буксовать, дифференциал передает мощность другому. Некоторые автомобили постоянно передают мощность на обе оси, хотя одна обычно получает больше, чем другая. Некоторые внедорожники имеют функцию «блокировки», которая при активации распределяет мощность 50/50 спереди и сзади, но только на низких скоростях, чтобы выбраться из глубокого снега или грязи, и блокировка автоматически отключается при превышении заданной скорости. .
Системы True 4WD приводят в действие задние колеса, но имеют раздаточную коробку, которая при активации передает мощность на все четыре колеса.Если ваш грузовик или внедорожник имеет только настройки «4LO» и «4HI», обе оси вращаются с одинаковой скоростью, и если только движется по рыхлым дорогам. На асфальте система может заедать. Некоторые системы 4WD также имеют настройку «Авто». Это работает как полноприводная система, передавая мощность на переднюю ось только по мере необходимости, поэтому автомобиль может двигаться на четырех колесах по асфальту. Убедитесь, что вы знаете, что у вас есть и как вы это настроили, прежде чем переходить на четыре колеса.
BA Уход за автомобилем | Что такое дифференциал автомобиля и для чего он нужен?
Брайан Ингланд , Пн, 19 января 2015 г.
Сколько раз мы слышим слова, относящиеся к нашим машинам, и даже не понимаем, что это такое.Консультант по обслуживанию автомобилей может сказать покупателю «Нам нужно заменить масло дифференциала» , и покупатель может не понять, о чем он говорит. Так что же такое дифференциал?
Итак, вот краткое описание того, что такое дифференциал на автомобиле.
Дифференциал является частью переднего и / или заднего моста. Ось — это центральный вал, вокруг которого вращаются колеса автомобиля. На фото ниже показано, где он расположен на автомобиле с полноприводной автоматической коробкой передач.
Дифференциал позволяет колесам одной оси вращаться с разной скоростью. Когда ваш автомобиль поворачивает за угол, внешнее колесо должно двигаться быстрее, чем внутреннее колесо. Дифференциал позволяет этому случиться. Двухколесные автомобили имеют одну ось, а автомобили с полным приводом — две.
На автомобилях с передним приводом ось / дифференциал в сборе находится в узле моста трансмиссии (трансмиссии). Дифференциальную жидкость или масло в трансмиссиях и мостах следует заменять в рамках графика профилактического обслуживания.Это часть вашей службы передачи. Некоторые полноприводные автомобили требуют замены масла в мосту каждые 30 км. На других автомобилях каждые 60 км или более. Эта услуга может продлить срок службы вашего дифференциала. Обратитесь к руководству по эксплуатации вашего автомобиля, чтобы получить рекомендации производителя. Если вы используете свой автомобиль в экстремальных условиях, меняйте его чаще. На фото выше острие стрелки на переднем дифференциале касается крышки. Эта защитная крышка удерживает масло в полости, где находятся шестерни.
Фотография ниже представляет собой 3D-рендеринг дифференциала. Вы можете видеть шестерни, и, как вы понимаете, их нужно хорошо смазывать, чтобы обеспечить оптимальную производительность.
Итак, в следующий раз, когда консультант по обслуживанию упомянет о замене масла дифференциала, вы будете точно знать, о чем он говорит.
Определение дифференциала по Merriam-Webster
дифференциал | \ ˌDi-fə-ˈren (t) -shəl \б : проводит различие между людьми или классами дифференцированные налоговые ставки
d : работает или работает по-другому или с другой скоростью дифференциальное плавление
3 физикаа : , относящиеся к количественным различиям (по движению или давлению)
б : , вызывающие эффекты из-за количественных различий
1 математика б : сумма продуктов, в которой каждый продукт состоит из частной производной заданной функции нескольких переменных, умноженной на соответствующее приращение, и которая содержит столько продуктов, сколько независимых переменных в функции. 2 : разница между сопоставимыми людьми или классами разница в цене также : сумма такой разницы 3а : узел шестерни трансмиссии, соединяющий два коллинеарных вала или оси (например, задних колес автомобиля) и позволяющий одному валу вращаться быстрее, чем другому. блокировка заднего дифференциалаб : футляр, покрывающий такую сборку
Дифференциальная передача | Britannica
Дифференциальная передача , в автомобильной механике, зубчатая передача, которая позволяет передавать мощность от двигателя на пару ведущих колес, распределяя усилие поровну между ними, но позволяя им следовать по траекториям разной длины, как при повороте поворот или 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.
Encyclopædia Britannica, Inc.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, обеспечивая тем самым больший крутящий момент для другого колеса.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчасДифференциальная функция, уровень и состояние жидкости · BlueStar Inspections
Независимо от того, является ли ваш автомобиль переднеприводным (FWD), заднеприводным (RWD), полным приводом (4WD) или полным приводом (AWD), мощность должна передаваться как минимум на одну пару левых колес. и правые колеса, чтобы автомобиль мог двигаться.Это стало возможным благодаря дифференциалу. Дифференциал — это компонент, который распределяет мощность от трансмиссии транспортного средства, позволяя приводить колеса в движение и вращаться с разной скоростью.
Дифференциал назван так потому, что два колеса ведущей оси должны иметь возможность получать мощность и вращаться с разной скоростью. Дифференциал в основном позволяет каждому колесу свободно вращаться относительно другого, при этом обеспечивая мощность обоим. Если при повороте одно колесо вращается медленнее, механизм дифференциала будет продолжать вращать другое колесо без рывков, заедания или буксования.
Если у транспортного средства не было дифференциала, ведущие колеса были бы заблокированы вместе и вынуждены были вращаться с одинаковой скоростью, что затрудняло бы поворот и увеличивало вероятность потери контроля над транспортным средством. Отсутствие дифференциала также затруднило бы трансмиссию транспортного средства, потому что одна шина должна была бы цепляться за поверхность дороги и скользить по ней, чтобы поддерживать ту же скорость, что и другая. Эта сила будет передаваться через ось от одного колеса к другому и создавать огромную нагрузку на компоненты оси, а также на шины.
По крайней мере, один дифференциал присутствует на всех современных автомобилях, внедорожниках и грузовиках. В автомобилях с передним приводом дифференциал обычно встроен в трансмиссию или коробку передач и разделяет трансмиссионную жидкость. На заднеприводном автомобиле с передним расположением двигателя дифференциал находится в задней части и имеет собственный корпус и смазку. В случае полноприводных автомобилей, как правило, существуют отдельные передний и задний дифференциалы, встроенные в фиксированные оси, и, возможно, дифференциал, встроенный в раздаточную коробку, который находится между ними.В автомобилях с полным приводом есть не только передний и задний дифференциалы, но и центральный дифференциал, который обычно встроен в трансмиссию. Автомобили с полным приводом нуждаются в дифференциале между каждым набором ведущих колес, а также между передними и задними колесами, потому что передние колеса проходят различное расстояние за поворот, чем задние колеса.
Дифференциал может иметь свой собственный корпус и жидкость, он может быть интегрирован в корпус трансмиссии и использовать ту же жидкость, что и трансмиссия, или он может быть интегрирован в раздаточную коробку и использовать ту же жидкость, что и раздаточная коробка.Дифференциалы, содержащиеся в коробке передач и раздаточной коробке, соответствуют тем же требованиям к техническому обслуживанию и осмотру, что и трансмиссия и раздаточная коробка. Все дифференциалы требуют масла. Проверка и замена масла в дифференциале — две из наиболее упускаемых из виду задач технического обслуживания автомобиля. Тепло, трение и контакт металла с металлом в конечном итоге разрушают жидкость, что неизбежно изнашивает и ослабляет шестерни и подшипники и приводит к поломке.
Дифференциальное масло, содержащееся в собственном корпусе, иногда называют трансмиссионным маслом.Оно толще, чем моторное и трансмиссионное масло, и рассчитано на работу под высоким давлением при смешивании шестерен. Трансмиссионное масло разбрызгивается по корпусу, смазке шестерен, подшипников и узлов сцепления. Масло дифференциала предназначено для охлаждения и смазки дифференциала. Без масла дифференциал перегрелся бы из-за контакта металла с металлом и выгорел бы.
Из-за нормального износа масло дифференциала может содержать мелкие металлические частицы. Часто пробки дифференциального заполнения и слива жидкости снабжены магнитом для притяжения и удержания этих частиц и предотвращения их циркуляции через жизненно важные компоненты.Эти магниты не предназначены для компенсации небрежного обращения или неправильного обращения, и их не следует рассматривать как замену регулярного технического обслуживания. Существенное присутствие металлических частиц на магните может свидетельствовать о неисправности дифференциала.
Важно регулярно проверять дифференциал (-ы) на наличие повреждений, утечек или других проблем, а также проверять уровень и состояние жидкости дифференциала. Дифференциальная жидкость может протекать через уплотнения полуоси, уплотнение шестерни, прокладку крышки, неисправность вентиляции, заглушки или любую прокладку или уплотнение коробки передач или раздаточной коробки, если дифференциал расположен внутри этих компонентов.Хороший способ определить, есть ли проблемы с дифференциалом, — это протестировать автомобиль с выключенным радио и внимательно слушать его при поворотах и движении как на более медленных, так и на скоростных скоростях.