Дифференциал это механизм: Дифференциал (механика) — это… Что такое Дифференциал (механика)?

Дифференциал (механика) — это… Что такое Дифференциал (механика)?

Устройство дифференциала (центральная часть)

Дифференциа́л — это механическое устройство, которое делит момент входного вала между выходными валами, которые называются полуосями. Наиболее широко применяется в конструкции привода автомобилей, где момент от выходного вала коробки передач (или карданного вала) поровну делится между полуосями правого и левого колеса. В полноприводных автомобилях также может применяться для деления момента в заданном соотношении между ведущими осями, хотя здесь достаточно распространены конструкции и без дифференциала (например, с вискомуфтой).

Назначение

Необходимость применения дифференциала в конструкции привода автомобилей обусловлена тем, что внешнее колесо при повороте проходит более длинную дугу, чем внутреннее. То есть при вращении ведущих колёс с одинаковой скоростью поворот возможен только с пробуксовкой, а это негативно сказывается на управляемости и сильно повышает износ шин.

Назначение дифференциала в автомобилях:

• позволяет ведущим колёсам вращаться с разными угловыми скоростями;
• неразрывно передаёт крутящий момент от двигателя на ведущие колёса;
• в сочетании с главной передачей служит дополнительной понижающей передачей.

В случае единственного приводного колеса или отдельного двигателя для каждого из ведущих колёс дифференциал не требуется. В конструкции раллийных автомобилей иногда дифференциал намертво блокируют (заваривают), жёстко связывая колёса ведущей оси – это допустимо, так как на гравии или снегу в ралли повороты проходятся только с заносом. Также дифференциал отсутствует в конструкции картов, при этом гибкость их рам обычно позволяют вывешивать ведущее заднее колесо с внутренней стороны поворота без отрыва передних колёс от трассы. В веломобилях с ведущей осью вместо дифференциала часто применяются более простые и доступные трещотки (обгонные муфты) в колёсах – такой привод допускает вращение колёс на ведущей оси с разной скоростью, но при этом весь момент передаётся только на то колесо, которое медленнее вращается.

Расположение

На автомобилях с одной ведущей осью дифференциал располагается на ведущей оси.

На автомобилях со сдвоенной ведущей осью два дифференциала, по одному на каждой оси.

На автомобилях с подключаемым полным приводом по одному дифференциалу на каждой оси. На таких машинах не рекомендуется ездить по дорогам с включенным полным приводом.

На автомобилях с постоянным полным приводом есть три дифференциала: по одному на каждой оси (межколёсный), плюс один распределяет крутящий момент между осями (межосевой).

При трёх или четырёх ведущих мостах (колёсная формула 6×6 или 8×8) добавляется ещё межтележечный дифференциал.

Устройство

Дифференциал автомобиля Porsche Cayenne в разрезе

Классические автомобильные дифференциалы основаны на планетарной передаче. Карданный вал 1 через коническую зубчатую передачу передает вращение на корпус дифференциала 2. Корпус дифференциала через независимые друг от друга шестерни (сателлиты) 3 вращает полуоси 4. Такое зацепление имеет не одну, а две степени свободы, и каждая из полуосей вращается с такой скоростью, с какой может. Постоянна лишь суммарная скорость вращения полуосей.

Проблема буксующего колеса

Обычный («свободный») дифференциал отлично работает, пока ведущие колёса неразрывно связаны с дорогой. Но, когда одно из колёс оказывается в воздухе или на льду, то крутится именно это колесо, в то время как другое, стоящее на твёрдой земле, теряет всякую силу. Может показаться, что обычный дифференциал – это бессмысленный механизм, который направляет крутящий момент двигателя именно на то колесо, которое легче прокручивается. Конечно, целесообразнее было бы передавать больше крутящего момента на колесо с лучшим сцеплением, но этого не происходит в силу устройства дифференциала.

Дело в том, что создаваемый двигателем момент зависит от силы реакции на каждом из ведущих колёс автомобиля. В случае потери сцепления одним из колёс, его сопротивление падает, а раскрутка происходит без существенного увеличения момента сопротивления (трение скольжения в пятне контакта меньше трения покоя и несущестенно зависит от скорости пробуксовки). В момент когда колесо начинает проскальзывать, моменты на колесах тоже равны друг другу, но при этом они равны наименьшей силе реакции точки опоры в системе (т.е. у проскальзывающего колеса), а весь лишний момент (который превышает момент точки опоры) уходит в раскрутку буксующего колеса.

Данную ситуацию можно выразить следующим выражением: момент не буксующего колеса равен моменту буксующего колеса плюс момент на раскрутку буксующего колеса.

Способы решения проблемы буксующего колеса

Ручная блокировка дифференциала

По команде из кабины шестерни дифференциала блокируются, и колёса вращаются синхронно. Таким образом, дифференциал стоит блокировать перед преодолением сложных участков пути (вязкий грунт, препятствия), и затем отключать блокировку после выезда на обычную дорогу. Применяется в вездеходах и внедорожниках.

При езде на таких автомобилях чаще всего не рекомендуется включать блокировку, когда автомобиль движется. Также нужно знать, что крутящий момент, создаваемый мотором, настолько велик, что может сломать механизм блокировки или полуось. Обычно производители автомобиля отдельно указывают рекомендованную максимальную скорость движения при заблокированном дифференциале, в случае ее превышения возможны поломки трансмиссии. Включенная блокировка, особенно в переднем мосту, отрицательно влияет на управляемость.

Электронное управление дифференциалом

На внедорожниках, снабжённых антипробуксовочной системой (TRC и другие), если одно из колёс буксует, оно подтормаживается рабочим тормозом.

Похожее решение было применено в «Формуле-1» в 1998 г. в команде «Макларен»: в повороте внутреннее колесо подтормаживалось рабочим тормозом. Эту систему быстро запретили, однако в Формуле-1 прижилась конструкция фрикционного дифференциала, в котором фрикцион дополнительно управляется компьютером. В 2002 году технический регламент был ужесточён; с того же (2002) года и по сей день в Формуле-1 разрешены только дифференциалы простейшего типа.

Преимущество электронного управления в том, что повышается тяга в повороте, и степень блокировки можно настроить в зависимости от предпочтений гонщика. На прямой совсем не теряется мощность двигателя. Недостаток в том, что датчики и исполнительные механизмы обладают некоторой инерцией, и такой дифференциал нечувствителен к быстро меняющимся дорожным условиям.

Фрикционный самоблокирующийся дифференциал

Этот тип дифференциала (как, впрочем, и вязкостная муфта) основан на том, что на прямой полуоси вращаются синхронно с корпусом дифференциала, но в повороте появляется разница в угловых скоростях.

Между корпусом дифференциала 2 и полуосевой шестерней 4 установлен фрикцион (в зависимости от конструкции, фрикцион может быть установлен с одной стороны или с двух; на ходовые качества это не влияет). Когда автомобиль движется по прямой, корпус и шестерня вращаются с одной и той же скоростью, и потерь нет. При появлении разницы в скоростях вращения корпуса и шестерни на отстающую шестерню подается дополнительный крутящий момент из-за наличия трения между шестерней и корпусом дифференциала.

Этот вид дифференциала требует периодического обслуживания (так как трущиеся части фрикциона изнашиваются, снижается сила трения и эффективность блокировки) и поэтому редко устанавливается на серийные машины (в основном на спортивные и тюнингованные)

Вязкостная муфта (Вискомуфта, Viskodrive)

Упрощённый вариант фрикционного дифференциала. На одной из полуосей имеется резервуар, заполненный вязкой дилатантной жидкостью. В эту жидкость погружены два пакета дисков; один соединён с ротором, второй с полуосью. Чем больше разница в скоростях колёс, тем больше разница в скоростях вращения дисков и тем больше вязкое сопротивление.

Достоинство такой конструкции в простоте и дешевизне. Недостаток в том, что вязкостная муфта довольно инерционна и отказывается работать на полном бездорожье. Хороших ходовых качеств вязкостная муфта не обеспечивает и применяется только в «паркетниках» (вседорожниках, которые жертвуют проходимостью ради комфорта) между осями. Для установки в качестве осевого дифференциала такая конструкция слишком громоздка.

Иногда вместо дифференциала ставят коническую зубчатую передачу с вязкостной муфтой на одной из полуосей.

Кулачковый/зубчатый самоблокирующийся дифференциал

Принцип действия аналогичен, но полуоси соединяются зубчатой или кулачковой парой. Таким образом, при пробуксовке одного из колёс дифференциал резко блокируется. Поэтому такая система применяется только в военной и специальной технике (например, в бронетранспортёрах), где нужно большое тяговое усилие и долговечность в ущерб управляемости.

Гидророторный самоблокирующийся дифференциал

Попытка повысить эффективность и долговечность фрикционного дифференциала. При возникновении разницы в угловых скоростях насос закачивает жидкость в цилиндр, и поршень сжимает фрикционный пакет, блокируя дифференциал.

DPS

Основная статья: DPS

Dual Pump System — система с двумя насосами, автоматически подключающая вторую ось, когда не хватает одной. Применяется в системах полного привода Honda. Достоинства: работает автоматически, на хорошей дороге экономит бензин. Недостатки: ограниченная проходимость, сложность, ограничения на буксировку.

Шестеренчатые самоблокирующиеся дифференциалы

Существует три типа таких дифференциалов — планетарные, типа Quaife и типа Torsen. Все они основаны на свойстве косозубой или червячной передачи «заклинивать» при определённом соотношении крутящих моментов. Такие дифференциалы передают бо́льшую часть крутящего момента (до 80 %) небуксующему колесу.

Применяются во внедорожниках и гоночных автомобилях. Недостатки: сложность; бо́льшая потеря мощности, чем у обычного дифференциала.

Дифференциал типа Torsen изобретён в 1958 г. американцем Верноном Глизманом. Имеет достоинства вязкостной муфты и не имеет её недостатков. Принцип работы основан на свойстве червячной передачи «расклиниваться». Название Torsen

произошло от англ. Torque sensitive («чувствительный к крутящему моменту»). Torsen — товарный знак JTEKT Torsen North America Inc.

Разновидностей конструкций не так уж и много — можно выделить три основных:

Первый тип(T-1) Червячными 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, червячные 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 червячную 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.

Второй тип(T-2) В данном случае, оси сателлитов параллельны полуосям. Сателлиты расположены в своеобразных карманах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют косозубое зацепление, которое расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки. Подобное устройство имеет и дифференциал TrueTrac компании EATON. Даже у нас в России появилось производство аналогичных дифференциалов под отечественные автомобили УАЗ и. т.д.

Третий тип(Т-3) Планетарная структура конструкции позволяет сместить номинальное распределение момента в пользу одной из осей. Срабатывание частичной блокировки происходит при 20-30 % разнице в передаваемых на оси моментах. Подобная структура дифференциала делает его компактным, что в свою очередь, упрощает конструкцию и улучшает компоновку раздаточной коробки.

В отличие от других конструкций, датчики вращающего момента работают практически в любых условиях. Даже если колеса вращаются с различными скоростями (поворот, прохождение через ухабы), они тем не менее всегда получают вращающий момент основанный на сцеплении.

Данные дифференциалы не требуют применения специальных присадок к маслу (в отличие от фрикционных дифференциалов), однако лучше использовать качественное масло для нагруженных гипоидных передач.

См. также

Ссылки

Основные заблуждения об автомобилях на полном приводе

1. КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ НА КОЛЕСЕ БЕЗ КОНТАКТА С ДОРОГОЙ ПРИСУТСТВУЕТ В ЛЮБОМ СЛУЧАЕ

Совершенное заблуждение, так как отсутствует сопротивление, без которого момент невозможен. Следовательно, крутящий момент на колесах при холостой работе двигателя и на подвешенном колесе можно приравнять. Это справедливо при условиях, которые были оговорены выше.

2. МЕЖКОЛЕСНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ РАСПРЕДЕЛЯЕТ УГЛОВЫЕ СКОРОСТИ ПОРОВНУ

Дифференциал, в переводе с латинского, означает «различие». Его прямая функция регулировать распределение крутящего момента «по обстоятельствам». Именно поэтому игрушечные модели машинок с трудом ездят по кругу. У них симметричный дифференциал (что встречается и на настоящих автомобилях), который «выравнивает» движение. Еще более простое объяснение: автомобиль едет по кругу и два передних колеса вырисовывают условную окружность с разными диаметрами, а колеса же одинаковые! Поэтому колесу, «рисующему» меньший круг, приходится либо пробуксовывать, либо крутиться с другой скоростью.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ: ЕСЛИ У НИВЫ 4Х4 ОДНО ИЗ КОЛЕС ЗАВИСНЕТ В ВОЗДУХЕ, СКАЖЕМ, ПРОВАЛИВШИСЬ В ЯМКУ, ТО ТРИ ОСТАВШИХСЯ КОЛЕСА ПОЛУЧАТ ВЕСЬ ПОТЕНЦИАЛ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, ТО ЕСТЬ, ПО ОДНОЙ ЕГО ТРЕТИ

При таком подходе к решению проблемы, машина останется на месте. Дело в том, что межосевой дифференциал распределяет крутящий момент на все четыре колеса и потери усилий двигателя составят 25%. Для продолжения движения следует отключить межосевое распределение и тогда 100% мощности мотора останется на одной оси.

4. БЛОКИРОВКА ДИФФЕРЕНЦИАЛА ПОДРАЗУМЕВАЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ПОРОВНУ

 

С точностью наоборот. Симметричный дифференциал раздает крутящий момент поровну. При его отключении колеса начинают вращаться в соответствии с дорожной ситуацией. Именно при блокировке дифференциала на распределение крутящего момента начинает влиять сцепление и нагрузка на каждое колесо в отдельности.

5. ОСЬ С ЗАБЛОКИРОВАННЫМ ДИФФЕРЕНЦИАЛОМ АНАЛОГИЧНА ПАРЕ КОЛЕС ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО СОСТАВА. КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ НА ОБОИХ КОЛЕСАХ СТАБИЛЕН И РАВЕН. ТАК КАК МОНОЛИТНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ПОДРАЗУМЕВАЕТ ОБЩУЮ НАГРУЗКУ, ТО НЕВОЗМОЖНО, ЧТОБЫ ОТ СТЕПЕНИ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОЛЕСА, НА КАКОМ-ТО ИЗ НИХ МОМЕНТ ОТСУТСТВОВАЛ

Крутящий момент может равняться нулю на том колесе, на котором нет сопротивления. Вообразим менее сложную конструкцию и примем за ось обычную палку (прямую и цилиндрованную). Один конец поставим на кирпич, лежащий на земле, и придадим вращение посередине. Вращаются с одинаковой интенсивностью оба конца, но износ крутящего момента испытывает только один. Аналогичными свойствами обладает и ось автомобиля с заблокированным дифференциалом.

6. AWD ОТНОСИТЕЛЬНО 4WD ОБЛАДАЕТ НАИБОЛЬШИМ ПОТЕНЦИАЛОМ ВЫДАЧИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Реагировать на аббревиатуру постановкой окончательного диагноза не стоит. Это всего лишь названия. И рассматривать их возможности следует индивидуально, относительно марки автомобиля. Можно условно обозначить, что AWD являются моноприводными и вторая ось подключается по необходимости. А 4WD – это автомобили с постоянным полным приводом и базовым параметром межосевого дифференциала. Распределение крутящего момента у моделей с 4WD тоже величина неизменная и зависит от производителя, например, 50х50. Поэтому выявить прямую зависимость величины крутящего момента от названия системы обнаружить не получится.

Если у Вас возникли вопросы, мы с радостью на них ответим по телефону +7 (846) 9 77777 9 или в салоне по адресу
г. Самара, ул.Новоурицкая, 22А

Что такое дифференциал. Виды и схема работы

Автор Авто Эксперт На чтение 14 мин. Просмотров 1.3k. Опубликовано 17.11.2020

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

Дифференциал как часть трансмиссии

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

Ведуший мост с дифференциалом в разрезе

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

Схема расположения дифференциала зависит от типа привода автомобиля:

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

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

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

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

Устройство и принцип работы

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

Устройство типового дифференциала

По своему типу это планетарный редуктор со всеми необходимыми элементами.

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

Как это работает?

Детально показано на видео-ролике, ниже.

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

При прямолинейном движении

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

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

При повороте

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

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

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

При пробуксовке

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

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

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

Преимущества и недостатки

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

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

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

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

Разновидности автомобильных дифференциалов

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

Дифференциал с полной блокировкой

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

Межосевой дифференциал с блокировкой типа Torsen

Конструкция рабочего привода данной системы состоит из следующих единиц:

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

Стоит отметить, что дифференциал Torsen имеет наиболее совершенную конструкцию.

Принцип работы:

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

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

Преимущества дифференциалов этой конструкции

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

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

Недостатки

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

Дифференциалы Квайф

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

Вискомуфта

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

Видео на тему

Виды блокировок дифференциала

Есть несколько видов блокировки:

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

По способу включения бывают:

• ручной блокировки;
• автоматической (самоблокирующей).

Привод ручной блокировки может быть:

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

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

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

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

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

Как работает самоблокирующийся дифференциал

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

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

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

Самые распространенные типы самоблоков

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

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

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

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

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

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

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

Источники

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

FAQ и глоссарий Jeep | официальный сайт Джип Авилон

Какова разница между постоянным и подключаемым полным приводом?

В системах с постоянным полным приводом используется межосевой дифференциал, позволяющий вращение валов переднего и заднего моста с разной скоростью, обеспечивая тем самым более надежное сцепление на сухой дороге. В системах подключаемого полного привода межосевой дифференциал не используется: в нормальных дорожных условиях трансмиссия работает в режиме привода только на одну ось. Привод на четыре колеса используется только в условиях бездорожья или на мокрых и скользких дорожных покрытиях.

Почему нельзя использовать подключаемый полный привод на сухих покрытиях?

Система подключаемого полного привода соединяет переднюю и заднюю ось, образуя единый приводной агрегат, что не допускает перераспределение момента между передней и задней осью. Специфический шум и заедания (Crow Hop) могут возникать при движении по сухим покрытиям и в поворотах. Заедания могут вести к перегреву и поломкам.

Почему возникает явление “Crow Hop”?

Когда автомобиль поворачивает, каждое колесо вращается по своему радиусу, проходя разные расстояния на разных скоростях. Если передняя и задняя ось автомобиля заблокированы, и автомобиль движется по сухому покрытию, разница скоростей вращающихся колес может вызывать заклинивание и удары, или автомобиль начинает вибрировать, когда одно из колес теряет сцепление.

Имея полный привод, могу ли я переключиться на прямую передачу на любой скорости?

Переключаться на прямую передачу полного привода можно на двигающемся или на стоящем автомобиле. Если автомобиль движется, переключаться можно на скорости до 88 км/ч.

Как долго можно использовать прямую передачу полного привода?

На автомобилях, оборудованных системой подключаемого полного привода, длительное использование прямой передачи рекомендуется только при езде по влажным, рыхлым или скользким покрытиям. На автомобилях с постоянным полным приводом можно забыть о необходимости переключения на монопривод при переходе на хорошее покрытие.

Как быстро я могу ехать на прямой передаче полного привода?

Скорость ограничена только действующими ПДД.

Что такое понижающий ряд?

Это режим, используемый только, когда необходимо дополнительное сцепление с покрытием и требуется максимальная тяга. Передняя и задняя оси блокируются, а вся мощность двигателя используется для получения увеличенного крутящего момента. Старайтесь не включать понижающий ряд на скорости более 3-5 км/ч и не используйте этот режим в обычных условиях.

Понижающий ряд можно включать на любой скорости?

Нет. На скорости 3-5 км/ч включите нейтральную передачу или отожмите педаль сцепления, если у Вас механическая трансмиссия. Затем переведите рычаг раздаточной коробки в режим понижающего ряда.

Как быстро я могу ехать при включенном понижающем ряде?

Не быстрее 40 км/ч.

Могу ли я включить понижающий ряд, когда автомобиль не двигается?

Включение или выключение понижающего ряда возможно, когда автомобиль стоит. Однако могут возникнуть некоторые сложности, т.к. шестеренки могут находиться в неудобном положении относительно друг друга. Предпочтительнее включать понижающий ряд на скорости 3-5 км/ч через нейтральную передачу. Находясь в движении, переведите рычаг в режим понижающего ряда через нейтраль. Затем переключитесь обратно на нужную передачу. За дополнительной информацией обратитесь к инструкции по эксплуатации.

Что если я никогда не использую переклю чатель Selec-Terrain

^®?

В режиме AUTO автомобиль сам выбирает необходимый режим работы систем, отвечающий актуальным условиям эксплуатации.

Автомобиль должен стоять или двигаться, чтобы управлять подвеской Quadra-Lift

^® или системой Selec-Terrain^®?

Автомобиль может быть припаркованным или двигаться, чтобы управлять пневматической подвеской Quadra-Lift

^® или Selec-Terrain ^®. Когда автомобиль движется, водитель может вручную выбрать соответствующую настройку высоты системы Quadra-Lift или автоматически выбрать оптимальную установку автомобиля. Драйверы также могут использовать колесо управления Selec-Terrain для оптимизации систем управления трансмиссией и торможением для конкретной местности. Существуют пороговые значения скорости для различных настроек высоты Quadra-Lift. Например, водитель может запросить парковочный режим со скоростью ниже 20 км / ч. Подвеска начинает опускаться, когда скорость автомобиля ниже 10 км / ч. Эта функция гарантирует, что высота подвески при парковке достигнута до выхода из автомобиля. Высота подвески также ограничена максимальной скоростью, чтобы поддерживать комфортное вождение автомобиля.

Технологии MITSUBISHI MOTORS от А до Я

Мы используем файлы cookie, чтобы сделать наш веб-сайт максимально удобным и полезным для Вас. Узнать больше Закрыть

Куки (англ. cookie, буквально — печенье) – это небольшие фрагменты пользовательских данных, которые веб-сервер сайта отправляет браузеру (веб-клиенту) пользователя. Эти данные хранятся на устройстве пользователя. В дальнейшем, при попытке зайти на соответствующий сайт, браузер передает cookie серверу в составе http запроса.

Куки используются с целью:

1. Ведения статистики посещений
2. Аутентификации пользователя
3. Хранения настроек контента
4. Изучения и улучшения пользовательского опыта

и т.д

Мы используем файлы cookie в первую очередь для изучения поведения пользователей на наших сайтах, для улучшения функционала и интерфейсов, что бы посетители могли найти интересующую их информацию быстрее и в наиболее полном виде.

Файлы cookie не применяются нами для идентификации личности пользователей или настройки рекламных рассылок.

 

Файлы cookie могут быть разделены на следующие категории:

1. «Технические» cookie — необходимы для обеспечения бесперебойной работы веб-сайта и его функций. Например, они используются в функционале калькулятора ТО.
2. «Функциональные» cookie — упрощают использование веб сайта. Например, функция автоматического логина в личном кабинете.
3. «Сервисные» cookie — собирают информацию об использовании пользователем веб-сайта. Например, какие страницы посещал пользователь и как долго он на них находился.
4. «Сторонние» cookie — устанавливаются третьими лицами, например, социальными сетями. Они в первую очередь используются для интеграции контента социальных сетей, например, плагинов, на нашем веб-сайте.

 

Наш сайт можно использовать и без сохранения файлов cookie, поэтому если вы не хотите, чтобы информация о вашем посещении попадала в статистику, вы можете отключить сохранение кук для сайта в вашем браузере. Подробнее вы можете узнать в инструкции вашего браузера.

Дифференциал межосевой: всем осям — нужный крутящий момент

Дифференциал межосевой: всем осям — нужный крутящий момент

В трансмиссии многоосных и полноприводных транспортных средств используется механизм для распределения крутящего момента между ведущими осями — межосевой дифференциал. Все об этом механизме, его назначении, конструкции, принципе работы, а также о ремонте и техническом обслуживании читайте в статье.

Что такое межосевой дифференциал?

Межосевой дифференциал — узел трансмиссии колесных транспортных средств с двумя и большим числом ведущих мостов; механизм, осуществляющий деление поступающего от карданного вала крутящего момента на два независимых потока, которые затем подаются на редукторы ведущих осей.

В процессе движения автомобилей и колесных машин с несколькими ведущими осями возникают ситуации, требующие вращения колес разных осей с неодинаковой скоростью. Например, в полноприводных автомобилях колеса передней, промежуточной (у многоосных ТС) и задней осей имеют неодинаковую угловую скорость при поворотах и маневрировании, при движении по дорогам с уклоном и по неровным дорожным покрытиям, и т.д. Если бы все ведущие оси имели жесткую связь, то в таких ситуациях некоторые колеса скользили бы или, напротив, буксовали, что значительно ухудшало бы эффективность преобразования крутящего момента и в целом негативно влияло бы на движение транспортного средства. Для предотвращения подобных проблем в трансмиссию автомобилей и машин с несколькими ведущими осями вводится дополнительный механизм — межосевой дифференциал.

Межосевой дифференциал трехосных автомобилей обычно располагается на промежуточном мосту

Межосевой дифференциал выполняет несколько функций:

• Разделение крутящего момента, поступающего от карданного вала, на два потока, каждый из которых поступает на редуктор одного ведущего моста;
• Изменение поступающего на каждую ось крутящего момента в зависимости от действующих на колеса нагрузок и их угловых скоростей;
• Дифференциалы с блокировкой — разделение крутящего момента на два строго равных потока для преодоления сложных участков дороги (при движении по скользкой дороге или бездорожью).

Данный механизм получил свое название от латинского differentia — разность или различие. В процессе работы дифференциал разделяет поступающий поток крутящего момента надвое, причем моменты в каждом из потоков могут значительно отличаться друг от друга (вплоть до того, что на одну ось поступает весь входящий поток, а на вторую ось — ничего), однако сумма моментов в них всегда равна поступающему моменту (или почти равна, так как часть момента теряется в самом дифференциале за счет сил трения).

Межосевые дифференциалы используются во всех автомобилях и машинах с двумя и большим числом ведущих осей. Однако расположение данного механизма может отличаться в зависимости от колесной формулы и особенностей трансмиссии автомобиля:

• В раздаточной коробке — используется в автомобилях 4×4, 6×6 (возможны варианты как для привода только передней оси, так и для привода всех осей) и 8×8;
• В промежуточном ведущем мосту — наиболее часто используется в автомобилях 6×4, но также встречается на четырехосных транспортных средствах.

Межосевые дифференциалы, независимо от расположения, обеспечивают возможность нормальной эксплуатации транспортного средства в любых дорожных условиях. Неисправности или выработка ресурса дифференциала негативно влияют на характеристики автомобиля, поэтому должны как можно скорее устраняться. Но прежде, чем выполнять ремонт или полную замену этого механизма, необходимо разобраться в его конструкции и работе.

Типы, устройство и принцип действия межосевого дифференциала

Схемы механических трансмиссий

В различных ТС используются межосевые дифференциалы, построенные на основе планетарных механизмов. В общем случае агрегат состоит из корпуса (обычно составленного из двух чашек), внутри которого располагается крестовина с сателлитами (коническими шестернями), соединенными с двумя полуосевыми шестернями (шестернями привода ведущих мостов). Корпус посредством фланца соединен с карданным валом, от которого весь механизм получает вращение. Шестерни посредством валов соединены с ведущими шестернями главных передач своих мостов. Вся эта конструкция может размещаться в собственном картере, установленном на картере промежуточного ведущего моста, или в корпусе раздаточной коробки.

Функционирует межосевой дифференциал следующим образом. При равномерном движении автомобиля по дороге с ровным и твердым покрытием крутящий момент от карданного вала передается на корпус дифференциала и зафиксированную в нем крестовину с сателлитами. Так как сателлиты входят в зацепление с полуосевыми шестернями, то обе они тоже приходят во вращение и передают крутящий момент к своим мостам. Если по какой-либо причине колеса одного из мостов начинают затормаживаться, связанная с данным мостом полуосевая шестерня замедляет свое вращение — сателлиты начинают катиться по этой шестерне, что приводит к ускорению вращения второй полуосевой шестерни. В результате колеса второго моста приобретают увеличенную относительно колес первого моста угловую скорость — так компенсируется разность нагрузок на оси.

Межосевые дифференциалы могут иметь некоторые конструктивные отличия и особенности работы. В первую очередь, все дифференциалы делятся на две группы по характеристикам распределения крутящего момента между двумя потоками:

• Симметричные — распределяют момент равномерно между двумя потоками;
• Несимметричные — распределяют момент неравномерно. Это достигается использованием полуосевых шестерен с различным количеством зубьев.

При этом практически все межосевые дифференциалы имеют механизм блокировки, который обеспечивает принудительную работу агрегата в режиме симметричного распределения крутящего момента. Это необходимо для преодоления сложных участков дорог, когда колеса одной оси могут отрываться от дорожного покрытия (при преодолении ям) или терять с ним сцепление (например, пробуксовывать на льду или в грязи). В таких ситуациях весь крутящий момент поступает на колеса этой оси, а колеса, имеющие нормальное сцепление с дорогой, вовсе не вращаются — автомобиль просто не может продолжать движение. Механизм блокировки принудительно распределяет крутящий момент между осями поровну, предотвращая вращение колес с разной скоростью — это позволяет преодолевать сложные участки дорог.

Блокировка может быть двух типов:

• Ручная;
• Автоматическая.

Конструкция межосевого дифференциала грузового автомобиля

В первом случае дифференциал блокируется водителем с помощью специального механизма, во втором случае агрегат самоблокируется при наступлении определенных условий, о которых сказано ниже.

Механизм блокировки с ручным управлением обычно выполняется в виде зубчатой муфты, которая располагается на зубцах одного из валов, и может входить в зацепление с корпусом агрегата (с одной из его чаш). При перемещении муфта жестко соединяет вал и корпус дифференциала — в этом случае данные детали вращаются с одинаковой скоростью, и каждая из осей получает половину общего крутящего момента. Управление блокирующим механизмом в грузовых автомобилях чаще всего имеет пневматический привод: зубчатая муфта перемещается с помощью вилки, управляемой штоком встроенной в картер дифференциала пневматической камеры. Подача воздуха на камеру осуществляется специальным краном, управляемым соответствующим переключателем в кабине автомобиля. Во внедорожниках и другой технике без пневмосистемы управление механизмом блокировки может быть механическим (с помощью системы рычагов и тросов) или электромеханическим (с помощью электромотора).

Самоблокирующиеся дифференциалы могут иметь механизмы блокировки, отслеживающие разность крутящих моментов или разность угловых скоростей осей привода ведущих мостов. В качестве таких механизмов могут использоваться вязкостные, фрикционные или кулачковые муфты, а также дополнительные планетарные или червячные механизмы (в дифференциалах типа Torsen) и различные вспомогательные элементы. Все эти устройства допускают некоторую разность крутящих моментов на мостах, при превышении которой они блокируются. Рассматривать устройство и работу самоблокирующихся дифференциалов здесь мы не будем — сегодня существует множество реализаций данных механизмов, подробнее о них можно узнать в соответствующих источниках.

Вопросы обслуживания, ремонта и замены межосевого дифференциала

Межосевой дифференциал в процессе эксплуатации автомобиля испытывает значительные нагрузки, поэтому со временем его детали изнашиваются и могут разрушаться. С целью обеспечения нормальной работы трансмиссии данный агрегат необходимо регулярно проверять, обслуживать и ремонтировать. Обычно при регламентном ТО дифференциал разбирается и подвергается дефектовке, все изношенные детали (шестерни с изношенными или выкрошенными зубами, сальники, подшипники, детали с трещинами и т.д.) заменяются на новые. При серьезных повреждениях механизм меняется полностью.

Для продления ресурса дифференциала необходимо регулярно выполнять замену масла в нем, прочищать сапуны, проверять работу привода механизма блокировки. Все указанные работы выполняются в соответствии с инструкцией по ТО и ремонту транспортного средства.

При регулярном обслуживании и грамотной эксплуатации межосевого дифференциала автомобиль будет уверенно чувствовать себя даже в самой сложной дорожной обстановке.

Другие статьи

#Бачок ГЦС

Бачок ГЦС: надежная работа гидропривода сцепления

14.10.2020 | Статьи о запасных частях

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.

Land Rover рассказала о характеристиках нового Defender

Британская Jaguar Land Rover планирует осенью вывести новый Defender на российский рынок, подтвердила компания. Точные сроки будут зависеть от ситуации на рынке. В преддверии выхода на рынок компания дала технические подробности и возможности оснащения внедорожника, который должен стать преемником легендарной модели, выпускавшейся 68 лет. С 1948 г. на заводе в Солихалле в Великобритании было выпущено более 2 млн Land Rover всех версий. Культовой моделью владели многие британские знаменитости, например королева Елизавета II, певец Пол Маккартни и актер Стив Маккуин.

В модельной линейке Land Rover новый Defender позиционируется как автомобиль с функциональным дизайном, долговечным интерьером, практичными технологиями и способный достичь превосходства на бездорожье. Defender сделан в первую очередь как инструмент для преодоления серьезного бездорожья, но сохранена универсальность автомобиля, т. е. удобство езды по обычным дорогам, объясняет компания. У Defender высокий клиренс (до 361 мм), грузоподъемность до 900 кг (сопоставимо с рамными пикапами), нагрузка на крышу 300 кг, что позволяет использовать ее для установки тента для ночевки.

Модель будет конкурировать с рамными внедорожниками премиального сегмента. Конкурентом самых дорогих модификаций внедорожника (версия 110 X) в компании считают Mercedes-Benz G-Class.

В Россию будут поставляться версии 90 и 110 (прежде индекс обозначал длину колес базы Defender в дюймах, но теперь это только наименование версии, колесная база 110 – 3023 мм, 119 дюймов). В 2021 г. ожидается появление модели 130 с такой же колесной базой, как у 110, но с увеличенным задним свесом для размещения полноценных задних сидений (7-местной версии). Грузовые версии без задних сидений начнут выпускаться в 2021 г., но решение об их поставках в Россию пока не принято.

Цены будут объявлены ближе к началу продаж. Сейчас стоимость версии 90 в ЕС начинается от 49 900 евро, 110 – от 55 900 евро, версия 110 Х стоит от 99 200 евро (для сравнения: предшественник Defender 110 в ЕС в 2015 г. перед снятием с производства стоил 30 770 евро). Компания пока не дает прогнозов продаж. В 2014 г. Jaguar Land Rover продала 17 781 машину Defender. На пике популярности в 1971 г. компания выпустила 56 000 единиц модели. В России суммарно было продано 4711 автомобилей Defender, сообщило российское представительство компании. Всего в мире было продано 2 068 226 машин Defender (Series I, II, III и Defender).   

У Defender будут две специальные версии – First Edition и X и три основные комплектации – S, SE и HSE. Каждую можно свободно дополнять отдельными опциями и специальными пакетами аксессуаров (Explorer, Adventure, Country, Urban), которые также можно сократить и дополнить. Топовая версия 110 X внешне отличается пластиковым обвесом, покрашенным в глянцевый черный, и специфической оптикой. Версия 110 может выпускаться с пяти-, шести- (со складным сиденьем в первом ряду) и семиместной (5 + 2, с раскладными сиденьями в багажнике) конфигурацией салона, 90 – с четырех-, пяти- и шестиместной. Багажник пятиместной версии 110 вмещает 646 л, с разложенным вторым рядом – 2380 л, максимальная полезная нагрузка – 900 кг (версия 110 с двигателем P400, версия 90 — 800 кг). При двух креслах в переднем ряду может устанавливаться подлокотник с емкостью для хранения, холодильником или беспроводной зарядкой для смартфонов мощностью 15 Вт.

Салон Defender в стандартном исполнении сделан из прочных долговечных материалов, которые можно мыть проточной водой, в полу предусмотрены сливные отверстия. Для дорогих версий предусмотрены отделка кожей, искусственной замшей и полушерстяной тканью, декоративные вставки из натурального дерева.

Для модели предусмотрено 170 видов аксессуаров, включая лебедку марки Warn с дистанционным управлением, интегрированную в силовую структуру переднего бампера, встроенный компрессор с ограничителем давления, наружные багажники и лестницы, специальные буксировочные проушины, выдерживающие тяговое усилие 6,5 т, оклейку кузова матовой пленкой.

Платформа и кузов

Новый Defender (заводской номер кузова L663) построен на алюминиевой платформе D7x, которая является усиленной версией платформы D7u (на ней построен Discovery 5). Сохранив в целом предусмотренную платформой силовую конструкцию кузова, инженеры модернизировали и заново рассчитали его для повышения внедорожных возможностей и универсальности машины – 95% материалов и элементов кузова новые. В основном для каркаса используется алюминий разных марок и способов формовки. Задняя ось в D7x отодвинута на 99 мм, за счет чего увеличена колесная база и укорочен задний свес. Также укорочен передний свес, радиаторы охлаждения двигателя и нагнетаемого воздуха перенесены вглубь кузова и приподняты. Днище усилено, в том числе дополнительными лонжеронами в порогах. В проем задней двери добавлена специальная усиливающая рамка, частично сузившая задний проем. Также добавлены усилители задней стойки, крыши вокруг «альпийских окошек» и щита моторного отсека. В целом жесткость кузова Defender L663 на кручение (один из важнейших параметров для машины, предусмотренной для эксплуатации в тяжелых режимах) выросла до 29 000 Нм/град, для сравнения: у Discovery 5 – 23 000 Нм/град, у снятого с производства в 2016 г. Defender L316 она была 3000 Нм/град. Жесткость рамы и кузова на кручение у Mercedes-Benz G-Class – 10 162 Нм/град. Кузов Defender выдерживает статическую нагрузку на крышу 300 кг (100–168 кг для движущейся машины, ограничена смещением центра тяжести и увеличением опасности переворачивания).

Внешние панели кузова сделаны из разных материалов: капот, основная часть крыши и задние крылья – из алюминия, передние крылья, боковые и задняя двери – из стали, передняя часть крыши – из пластика. Материалы выбирались в первую очередь из необходимой жесткости и износоустойчивости: например, сталь для задней двери нужна из-за внешней навески на нее запасного колеса. Днище и агрегаты Defender снизу защищены алюминиевыми листами толщиной 5 мм и матами из утолщенного фиброволокна.

Подвеска и двигатель

Подвеска Defender также похожа на Discovery 5, но детали изменены и усилены. Основная разница в стальных подрамниках, за счет геометрии и креплений которых кузов приподнялся над дорогой на 20 мм. Колеса Defender (посадочный радиус – от 18 до 22 дюймов) крупнее, чем у Discovery 5, увеличивают пятно контакта с дорогой и клиренс на 10 мм. На заводе могут устанавливаться всесезонные или грязевые (Off-road) шины, специальные шины для бездорожья (Professional Off-road) предусмотрены для установки в дилерских центрах.

Клиренс внедорожника со стандартной подвеской на стальных пружинах – 225 мм. При установке адаптивной пневматической подвески клиренс в зависимости от режима преднастроек изменяется от 216 до 291 мм. Также есть функция автоматического увеличения клиренса дополнительно на 35 мм, если автомобиль сел на днище на бездорожье, и еще одно дополнительное на 35 мм в ручном режиме. При движении на высокой скорости автомобиль автоматически опускается на 13 мм от стандартного, при остановке и высадке пассажиров – на 50 мм. Дорожный просвет неподвижного автомобиля может регулироваться дистанционно с ключа-брелока.

Для российского рынка автомобили будут комплектоваться тремя силовыми агрегатами: двумя 4-цилиндровыми 2 л дизелями 200 л. с. (версия D200) и 240 л. с. (D240) и бензиновым 6-цилиндровым рядным 400 л. с. (P400). Дизельные моторы оснащены двухступенчатым (каскадным) турбонаддувом с двумя промежуточными охладителями наддувного воздуха (интеркулерами). 240-сильный мотор полностью аналогичен устанавливаемому на Land Rover Discovery Sport, но его крутящий момент снижен с 500 до 430 Нм для получения более продолжительного ровного максимального крутящего момента (так называемой полки), который в версии для Defender длится от 1250 до 3900 об./мин. Бензиновый мотор (400 л. с. при 550–6500 об./мин, 550 Нм при 2000–5000 об./мин) оснащен одним турбокомпрессором с приводом от выхлопных газов и 48-вольтовой вспомогательной системой для сглаживания турбоямы (которая без нее длилась бы около 4 с), в которую входят турбокомпрессор с электроприводом, ременный стартер-генератор и литий-ионный аккумулятор. Стартер-генератор и батарея также помогают мотору при ускорениях (крутящим моментом 145 Нм) и рекуперируют электроэнергию при торможении двигателем, образуя систему умеренного гибрида (MHEV). Воздухозаборники двигателя вынесены на верхние задние углы передних крыльев, чтобы снизить вероятность залить водой мотор при преодолении брода (максимальная глубина – 900 мм, с подвеской на пружинах – 850 мм) и забирать воздух на ходу в менее запыленной зоне аэродинамического разряжения.

Трансмиссия и тормоза

В трансмиссии внедорожника используются две одинаковые по конструкции 8-ступенчатые автоматические коробки передач с разными передаточными числами для дизельных и бензинового моторов. Система постоянного полного привода передает крутящий момент на оси в стандартном режиме в равном соотношении. Блокировка межосевого дифференциала в раздаточной коробке может плавно менять соотношение по осям, демультипликатор понижает передаточное соотношение на 2,93. Задний дифференциал с блокировкой – опция, блокировка переднего не предусмотрена. Фланцы раздаточной коробки и дифференциалов, карданные и приводные валы колес усилены по сравнению с агрегатами Discovery 5.

Впервые в Land Rover применяется система торможения по проводам (brake-by-wire). В блоке Bosch integrated power brake совмещены функции главного тормозного цилиндра, усилителя, ABS и ESP. При нажатии на педаль блок измеряет прикладываемое водителем усилие и генерирует при помощи электромотора и гидравлического поршня нужное давление для тормозного механизма каждого колеса. От блока к колесным суппортам они передаются по трубкам тормозной жидкостью. Торможение по проводам ускоряет работу привода и упрощает использование систем помощи водителю, например функции экстренного торможения, и применение в электрических и гибридных версиях автомобилей. Тормозные механизмы бензиновой и дизельных версий отличаются разным диаметром дисков.

Электроника и ММ

Электроника Defender состоит из 14 модулей (больше, чем в любом автомобиле Jaguar Land Rover), которые могут обновляться по беспроводным сетям (технология SOTA). Поставщик мультимедийной системы PIVI Pro и другого ПО – канадская RIM (операционная система BlackBerry QNX).

Электронная система Defender (EVA-2) включает четыре домена, включая отдельный для автономного вождения (ADAS). Все каналы связи и питания дублированы для безотказности работы систем. Среди электронных систем для комфорта впервые для марки применяется система активного подавления шума с помощью динамиков музыкальной системы Meridian. Появился ключ-браслет с экраном и собственным питанием, с помощью которого можно открывать машину и запускать двигатель. С помощью электронного ключа в смартфоне владельца также можно открывать машину, включать зажигание и заводить мотор, но нельзя начать движение автомобиля.

Число органов управления в кабине минимизировано, многие кнопки имеют несколько назначений: например, левая шайба климат-контроля со встроенным дисплеем переключается в изменение режимов трансмиссии Terrain Response. Система управляется с 10-дюймового центрального монитора, который включается независимо от зажигания. У автомобиля несколько камер, передающих изображение на дисплей, включая 3D круговой обзор и функции анимации преодоления брода с указанием глубины и «прозрачного капота». В системе настроек шасси и трансмиссии Terrain Response появился индивидуально настраиваемый режим и специальный режим для преодоления брода.

Дифференциальная передача | Британника

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 двигаться 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 коробка передач 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, что обеспечивает больший крутящий момент для другого колеса.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

типов дифференциалов и принцип их работы

Как и большинство вещей в современных автомобилях, простая зубчатая передача, известная как дифференциал, подвергалась постоянным усовершенствованиям и экспериментам, что привело к появлению целого ряда типов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Концепция дифференциала, то есть позволяющая колесам, установленным на одной оси, вращаться независимо друг от друга, является древней конструкцией, и первый известный пример ее использования был зарегистрирован в Китае в 1^-м тысячелетии до нашей эры.

Хотя это было задолго до изобретения автомобиля, повозки, повозки и колесницы по-прежнему страдали от той же проблемы, связанной с буксованием или волочением одного колеса на поворотах, повышением износа и повреждением дорог.

Появление двигателей, приводящих в движение передние или задние колеса для приведения в движение транспортного средства, вместо того, чтобы просто тянуть их на лошади, добавило новую проблему, которую нужно было преодолеть — как обеспечить независимое вращение, сохраняя при этом возможность приводить в действие оба колеса.

Первые автомобили не пытались, они просто приводили в движение только одно колесо на независимой оси. Но это было далеко от идеала, так как это означало, что они были недостаточно мощными и часто сталкивались с проблемами сцепления на любом другом участке, кроме твердой, ровной поверхности.

В конечном итоге это привело к разработке открытого дифференциала до того, как были разработаны другие более сложные типы для преодоления более сложных условий вождения.

Посмотрите это видео, в котором с помощью трехмерных изображений объясняется, как работают следующие типы дифференциала:

Открытый дифференциал:

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 кольцевой 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.

^{В этом примере вы можете увидеть три стороны внутреннего зубчатого колеса, которые составляют основной механизм, причем большая синяя шестерня представляет коронную шестерню, которая будет соединяться с приводным валом.На левом изображении показан дифференциал с обоими колесами, вращающимися с одинаковой скоростью, а на правом изображении показано, как внутренние шестерни входят в зацепление, когда одно колесо вращается медленнее, чем другое.}

Эта зубчатая передача составляет дифференциал открытого типа, и является наиболее распространенным типом автомобильного дифференциала , от которого происходят 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 за пределами поворота двигаться с большей скоростью, чем внутреннее колесо. поскольку он покрывает больше земли.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.

После достижения предела тяги обоих колес вместе, колесо с наименьшим тяговым усилием начнет вращаться, что еще больше снижает этот предел, поскольку сопротивление со стороны уже вращающегося колеса еще меньше.

Прочтите наш блог о турбонагнетателях, нагнетателях и безнаддувных двигателях

Заблокированный дифференциал:

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 заключается в том, что он может получить значительно большее тяговое усилие, чем открытый дифференциал .Поскольку крутящий момент не разделен поровну 50/50, он может передавать больший крутящий момент на колесо, которое имеет лучшее сцепление с дорогой, 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 торможения и износа шин на поворотах на неподвижной 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 высвободить — 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 такой степени, что трубка не могла больше выдерживать силу, складывалась и рвалась — это связывание. 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.

Сварной / золотниковый дифференциал:

Сварные дифференциалы, по сути, такие же, как заблокированный дифференциал, только он был постоянно приварен из открытого дифференциала к фиксированной оси (также известный как дифференциал золотника). Обычно это делается только в определенных обстоятельствах, когда характеристики заблокированного дифференциала / Фиксированная ось, которая облегчает одновременное вращение обоих колес, желательны — например, в автомобилях, предназначенных для дрифта.

Обычно это не рекомендуется, так как тепло от сварки может снизить прочность компонентов и увеличить риск катастрофического отказа детали — что может даже привести к тому, что сломанные шестерни дифференциала взорвутся через корпус дифференциала и представляют опасность для других участников дорожного движения и пешеходов.

Дифференциал повышенного трения:

LSD объединяет преимущества открытого и заблокированного дифференциалов в более сложной системе. Есть две категории, которые используют разные формы сопротивления для достижения одного и того же эффекта:

Механическое сцепление LSD:

Этот тип LSD окружает ту же самую центральную шестерню, видимую на открытом дифференциале, парой нажимных колец, которые оказывают усилие на два набора дисков сцепления, расположенных рядом с шестернями.Это обеспечивает сопротивление независимому вращению колес, изменяя действие дифференциала с открытого на заблокированный — и обеспечивая ему повышенное тяговое усилие, которое этот тип выигрывает от более открытого дифференциала.

На этом разрезе вы можете видеть нажимные кольца (также срезанные), окружающие центральные шестерни, которые при вращении раздвигаются центральными штифтами шестерни, прижимающимися к наклонным поверхностям. Это движение толкает нажимные кольца на блоки сцепления (желтый и синий) с обеих сторон, создавая сопротивление и изменяя поведение оси с открытого на фиксированный.

LSD механического сцепления также подразделяются на подтипы, которые ведут себя немного по-разному и изменяются при воздействии давления на диски сцепления и нажимные кольца:

• В LSD с односторонним движением давление действует только при ускорении. Это означает, что при прохождении поворотов и выключении питания дифференциал ведет себя как открытый тип, позволяя им поворачиваться независимо, но при ускорении принудительное вращение дифференциала создает трение в дисках сцепления, блокируя их на месте, чтобы получить больше тяги.
• A Двусторонний LSD делает шаг вперед и оказывает давление на диски сцепления также при замедлении, чтобы улучшить устойчивость при торможении на дорожном покрытии с изменчивой поверхностью.
• полуторный снова пытается объединить лучшее из обоих подтипов, оказывая большее давление при ускорении и меньшее — при замедлении.

Обратной стороной механических LSD является то, что они требуют регулярного технического обслуживания для поддержания работоспособности и склонны к полному износу, что приводит к дорогостоящей замене деталей.

Вязкий LSD:

Второй тип дифференциала повышенного трения, в котором вместо муфт используется густая жидкость для создания сопротивления, необходимого для изменения поведения дифференциала между разомкнутым и заблокированным состояниями. Из-за того, что у них меньше движущихся частей, чем у механических LSD, VLSD проще, но по сравнению с ними имеют более широкий спектр преимуществ и недостатков.

В своей основной работе эффект более плавный в применении, чем механические LSD, поскольку сопротивление растет в унисон со скоростью, с которой движутся колеса по сравнению с корпусом дифференциала, обеспечивая очень постепенное увеличение.

VLSD также могут более эффективно направлять крутящий момент на колесо, которое имеет большее тяговое усилие . Поскольку жидкость действует так, чтобы сопротивляться пониженной скорости, если колесо когда-либо теряет сцепление с дорогой и вращается, разница в скорости между двумя колесами внутри дифференциала создает большее сопротивление медленнее движущемуся колесу, передавая больший крутящий момент от ведущего вала на него.

VLSD становятся менее эффективными при длительном использовании, поскольку жидкость нагревается, они становятся менее вязкими и обеспечивают меньшее сопротивление.Он также не может блокироваться так же полно, как механический LSD, из-за того, что жидкость не может обеспечить абсолютное сопротивление в подходящем пространстве.

Недостатком как механических, так и вязкостных LSD является то, что система не всегда эффективно направляет крутящий момент во время прохождения поворотов на высокой скорости, поскольку она может интерпретировать более быстро движущееся внешнее колесо как потерю сцепления. Затем он направляет крутящий момент на внутреннее колесо, создавая избыточную / недостаточную поворачиваемость в момент, противоположный тому, когда это необходимо.

Дифференциал Torsen:

В дифференциале Torsen ( Tor que — Sen sing) используется хитроумная передача, обеспечивающая тот же эффект, что и дифференциал с ограниченным скольжением, без необходимости использования муфт или гидравлического сопротивления.

Это достигается за счет добавления слоя червячной передачи к традиционной передаче открытого дифференциала. Эти наборы червячных шестерен, действующих на каждую ось, обеспечивают сопротивление, необходимое для передачи крутящего момента, которое затем достигается за счет того, что червячные шестерни находятся в постоянном зацеплении друг с другом через соединенные прямозубые цилиндрические шестерни.

_{На первом и втором изображениях показаны три пары червячных шестерен, находящихся в зацеплении с каждой половиной оси — с цилиндрическими шестернями на конце каждого червяка, соединяющими пары.Именно это соединение передает крутящий момент от одного колеса к другому, когда одна ось начинает вращаться быстрее, чем другая. В то время как первое и второе изображения имеют оригинальный дизайн торсена, третье изображение представляет собой вторую версию дифференциала торсена. В новой конструкции червячные шестерни переставлены на одну линию с осями, но при этом выполняют то же механическое действие. Каждая червячная передача все еще находится в контакте со своей парой, и только одна сторона оси с промежутками в шестерне удаляет зацепление с другой стороны.}

Постоянное зацепление между двумя сторонами дифференциала имеет дополнительное преимущество, заключающееся в немедленной передаче крутящего момента, что делает его чрезвычайно чувствительным к изменяющимся дорожным и дорожным условиям.

В то время как открытый дифференциал всегда должен распределять крутящий момент 50/50 между каждым колесом, дифференциал Torsen способен направлять больший процент крутящего момента через одно колесо в зависимости от передаточных чисел шестерен. Этот устраняет ограничение мощности, которое испытывают открытые дифференциалы , потому что величина доступного крутящего момента не ограничивается величиной тяги в любом колесе.

Кроме того, зубчатая передача также может быть обработана таким образом, чтобы придавать другое отношение сопротивления при ускорении и замедлении, как это делает полутораходовой дифференциал повышенного трения.

Все это достигается механически без использования электроники или каких-либо скоропортящихся деталей, приносимых в жертву трению, и в целом дифференциал Torsen является превосходной механической системой , которая сочетает в себе основные преимущества всех перечисленных ранее типов дифференциалов.

Прочтите наш блог о трансмиссиях с двойным сцеплением и принципах их работы

Активный дифференциал:

Очень похоже на дифференциал повышенного трения, в активном дифференциале по-прежнему используются механизмы, обеспечивающие сопротивление, необходимое для передачи крутящего момента с одной стороны на другую, но вместо того, чтобы полагаться на чисто механическую силу, эти муфты могут активироваться электронным способом.

Активный дифференциал может использовать электронику для искусственного изменения механических сил, которые система испытывает при изменении условий движения.Это делает их управляемыми и, следовательно, программируемыми, а с помощью ряда датчиков на транспортном средстве компьютер может автоматически определять, на какие ведущие колеса и когда направить мощность.

Это резко улучшает характеристики, особенно на несовершенных дорожных покрытиях, и особенно предпочитают водители ралли, чьи автомобили выдерживают быстро меняющиеся условия движения и нуждаются в системе, которая может не отставать от их непрерывных регулировок транспортного средства.

Дифференциал с вектором крутящего момента:

TVD продвигает 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 для помощи в рулевом управлении, одновременно снижая мощность, преодолевая недостатки системы LSD.

При входе в поворот, многоходовой LSD оказывает сопротивление обоим колесам, чтобы хотя бы частично заблокировать ось и стабилизировать ее при торможении, которое затем высвобождается, когда скорость колеса падает и автомобиль поворачивает, позволяя колесам вращаться. на разных скоростях.

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 резкому повороту автомобиля в повороте и снижению недостаточной поворачиваемости.

Продолжая применять это сопротивление через поворот, 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 до внутреннее колесо, которое воспринимается как лучшее сцепление.

Поскольку TVD оказывает большее сопротивление сцеплению внешних колес, обманом заставляет систему отводить через него больший крутящий момент — увеличивая мощность, которую можно приложить , и уменьшая недостаточную поворачиваемость, возникающую при ускорении на выходе из поворота.

_{Желтая стрелка указывает на передачу крутящего момента, происходящую через угол, создаваемую искусственным сопротивлением, оказываемым TVD на внешнее колесо. Это позволяет добиться большего ускорения на выходе из поворота, в то же время повышая поворачиваемость автомобиля.}

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 для прохождения поворотов на высокой скорости.

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 от каждой системы зависит от того, что именно вы будете делать со своим автомобилем и на что вам нужен дифференциал. У вас не будет особой нужды в дифференциале векторизации крутящего момента при посещении местного супермаркета, если только вы не воображаете себя в следующем WRC и не можете позволить себе штраф — но вам может понадобиться дифференциал блокировки, если вы живете в сельской местности. лучше доступен для внедорожника.

Щелкните здесь для визуального просмотра различных типов дифференциала.

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 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 оборудованы 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 — последняя разработка 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 вашему дифференциалу требуется обслуживание:

• • 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, которая увеличивается с увеличением скорости автомобиля.

Запланируйте замену масла дифференциала, также известного как трансмиссионное масло, или замену масла в коробках передач через каждые 30 000 миль, но не более 60 000 миль, квалифицированным техником. Чистое свежее масло обеспечивает лучшую защиту дифференциала и повышает безопасность езды. Как и любой другой компонент автомобиля, хорошо смазанные детали обеспечивают оптимальную производительность.

Обслуживание дифференциала

Ваш автомобиль или грузовик не смог бы далеко уехать, если бы не поворачивался.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 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 области ухода за автомобилем.

Что такое дифференциальный механизм в автомобилях?

Во избежание заноса и проскальзывания на поворотах ведущие колеса должны двигаться по другому пути. Оба колеса должны следовать по этому пути одинаково.Таким образом, внешнее и внутреннее колеса должны вращаться с разной скоростью, потому что они не проходят одинаковое расстояние. В противном случае шины будут царапать дорогу. Они заставят автомобиль двигаться прямо, если колеса соединены между собой. Вы можете уменьшить эти эффекты, если пропорционально распределите крутящий момент двигателя на оба колеса. Производители добиваются этого, применяя в автомобиле дифференциальный механизм.

Дифференциал в сборе

Однако автомобили более раннего поколения заставляли колеса вращаться с одинаковой скоростью.Это приводило к быстрому износу шин и затрудняло управление автомобилем. Этой ситуации можно избежать, если расстояние, пройденное внешними колесами, пропорционально больше, чем расстояние, пройденное внутренними колесами. Дифференциальный механизм позволяет колесам вращаться с разной скоростью при включении привода. Таким образом, становится возможным независимое вращение колес при сохранении привода.

Дифференциальный механизм работает по простому принципу весовой балки.Дифференциал — это набор шестерен с тремя валами. При таком расположении скорость вращения одного вала является средней скоростью вращения других валов. Или же это может быть фиксированное кратное этому среднему значению. Таким образом, средняя скорость вращения двух ведущих колес равна входной скорости вращения ведущего вала. Увеличение скорости одного колеса уравновешивает уменьшение скорости другого.

Как работает этот механизм?

Дифференциал имеет уникальное назначение.Он распределяет мощность от карданного вала на задние колеса. Когда автомобиль объезжает угол, внешние колеса проходят большее расстояние, чем внутренние. Если установить оба колеса на мертвую ось, то они вращаются независимо друг от друга. Таким образом, они будут поворачиваться с разной скоростью, чтобы компенсировать пройденное расстояние. Это потому, что нет фиксированного соединения / шарнира, который связывает колеса вместе.

Однако ведущие колеса получают положительный привод от двигателя.Следовательно, должно быть устройство, которое позволяет им вращаться с разными скоростями, не влияя на импульс транспортного средства. Для этого производители устанавливают дифференциальный механизм. Дифференциал имеет набор конических шестерен, которые могут вращаться независимо друг от друга. Dana, ZF и Eaton являются одними из ведущих поставщиков дифференциала для производителей автомобилей.

Дифференциальный механизм

По сути, дифференциал — это отношение угловой скорости шестерни, которое дает входное значение для выходного передаточного числа.Вы можете легко рассчитать передаточное отношение дифференциала непосредственно по количеству зубьев на шестернях зубчатой ​​передачи. Мы поясняем работу дифференциального механизма на следующей схеме.

Посмотреть механизм дифференциала в действии:

Подробнее: что такое задний привод? >>

О компании CarBikeTech

CarBikeTech — технический блог. Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет. CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

Дифференциальные передачи | SHOWA CORPORATION

Дифференциальная передача является частью устройства передачи мощности. Движущая сила, создаваемая двигателем, передается на шины через различные типы конических шестерен. Дифференциальная передача является типичным представителем автомобильных компонентов, в состав которых входят такие конические шестерни. Узел дифференциала поглощает разницу во вращении из-за изменения направления привода оси вращения и / или разницы во вращении между правым и левым колесами, что приводит к плавному прохождению поворотов.

	Кронштейн дифференциала [Модели автомобилей] Используется для передней и задней оси. [Характеристики] Снижение веса за счет использования алюминия в качестве несущего материала. Используется как в полноприводных автомобилях RR (задний двигатель, задний привод), так и в полноприводных автомобилях на базе FF (передний двигатель, передний привод).
	Гипоидная передача [Модели автомобилей] Используется для конечного замедлителя и изменения угла для всех полноприводных автомобилей. [Характеристики] Преобразует ось вращения на 90 °, а также смещает соотношение торсионных положений двух осей шестерни. Шестерни SHOWA отличаются превосходной прочностью и бесшумностью. Эта зубчатая передача отличается высокой прочностью и бесшумностью. Технологическая информация [Гипоидная экипировка для суперспорта]
	Валы-шестерни [Модели автомобилей] Валы-шестерни удерживают шестерни внутри дифференциала. [Характеристики] Отвечает широкому спектру потребностей благодаря различным способам покрытия поверхности в соответствии с нагрузками. Продукты включают титановое покрытие, а также азотирование и предварительную обработку QPQ.
	Вискомуфта [Характеристики] Если передает крутящий момент через заполненную внутри вязкую жидкость.
	Раздаточная коробка [Характеристики] Приводная мощность передается на карданный вал через передачу под углом 90 °.
	Дифференциалы в сборе для квадроциклов [Модели автомобилей] Полноприводные квадроциклы [Характеристики] Благодаря функции LSD (дифференциалы повышенного трения) улучшается общее прохождение автомобиля.Зрелость привела к уменьшению количества деталей, а также к значительному снижению веса.

Как работают дифференциалы | HowStuffWorks

Если вы читали «Как работают автомобильные двигатели», вы понимаете, как генерируется энергия в автомобиле; и если вы прочитали «Как работают механические трансмиссии», вы поймете, куда пойдет сила. В этой статье мы расскажем о дифференциале — где мощность в большинстве автомобилей делает последнюю остановку перед вращением колес.

Дифференциал выполняет три функции:

1. Направлять мощность двигателя на колеса
2. Действовать в качестве конечного редуктора в транспортном средстве, уменьшая скорость вращения трансмиссии в последний раз, прежде чем она ударится по колесам
3. Чтобы передавать мощность на колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью (именно этот дифференциал получил свое название.)

Из этой статьи вы узнаете, зачем вашему автомобилю нужен дифференциал, как он работает и что его недостатки есть.Мы также рассмотрим несколько типов позиционирования, также известных как дифференциалы повышенного трения .

Зачем нужен дифференциал

Колеса автомобиля вращаются с разной скоростью, особенно при поворотах. Из анимации видно, что каждое колесо проходит разное расстояние во время поворота, и что внутренние колеса проходят меньшее расстояние, чем внешние колеса. Поскольку скорость равна пройденному расстоянию, разделенному на время, необходимое для прохождения этого расстояния, колеса, которые преодолевают меньшее расстояние, движутся с меньшей скоростью.Также обратите внимание, что передние колеса перемещаются на другое расстояние, чем задние колеса.

Для неуправляемых колес на вашем автомобиле — передних колес на заднеприводном автомобиле, задних колес на переднеприводном автомобиле — это не проблема. Между ними нет связи, поэтому они вращаются независимо. Но ведущие колеса связаны друг с другом, так что один двигатель и трансмиссия могут вращать оба колеса. Если бы у вашего автомобиля не было дифференциала, колеса пришлось бы заблокировать вместе, чтобы заставить их вращаться с одинаковой скоростью.Это затруднит поворот вашей машины: для того, чтобы машина могла повернуть, одна шина должна выскользнуть. С современными шинами и бетонными дорогами требуется большое усилие, чтобы колесо проскальзывало. Эта сила должна передаваться через ось от одного колеса к другому, создавая большую нагрузку на компоненты оси.

Зубчатый механизм, позволяющий приводным валам вращаться с разной скорости

Описание

Блок дифференциала представляет собой зубчатый механизм, который позволяет ведомым валам вращаться с разной скоростью.Дифференциалы обычны в автомобилей, где они позволяют различным колесам вращаться с разной скоростью, пока прохождение поворотов. Порты D , S1 и С2 представляют собой продольный карданный вал и солнечную шестерню. валы дифференциала соответственно. Любой из валов может приводить в движение другой два.

Блок моделирует дифференциальный механизм как конструктивный элемент на основе Simple Gear и фаска Sun-Planet Simscape ™ Блоки Driveline ™.На рисунке показана эквивалентная блок-схема для Блок дифференциала.

Чтобы повысить точность модели шестерни, укажите такие свойства, как инерция шестерни, потери при зацеплении и вязкие потери. По умолчанию инерция зубчатой ​​передачи и вязкие потери равны считается незначительным. Блок позволяет указать инерции шестерни. водило и внутренняя планетарная передача. Чтобы смоделировать инерцию внешних шестерен, подключите Simscape Блоки инерции к портам D , S1 и S2 .

Тепловое моделирование

Вы можете моделировать влияние теплового потока и изменения температуры за счет включения дополнительного теплового порта. Включить порт, установите Модель трения на В зависимости от температуры эффективность .

Уравнения

Зависимости идеальной шестерни и передаточные числа

Дифференциал накладывает одно кинематическое ограничение на три соединенных оси, так что

где:

Отрицательные значения означают, что дифференциал находится слева от средней линии.Три степени свободы сводятся к двум независимым степеням свободы. Зубчатые пары равны (1,2) = ( S , S ) и ( C , D ). C — это перевозчик.

Сумма поперечных движений представляет собой преобразованное продольное движение. В разность боковых движений ωS1 − ωS2 не зависит от продольного движения. Общее движение боковых валов представляет собой суперпозицию этих двух независимых степеней свободы, которые имеют это физическое значение:

• Продольная степень свободы эквивалентна двум боковые валы, вращающиеся с одинаковой угловой скоростью, ωS1 = ωS2, и с фиксированным соотношением по отношению к продольный вал.

• Дифференциальная степень свободы эквивалентна сохранению продольный ведущий вал заблокирован, ωD = 0, где ω _D — скорость ведущий вал, а боковые валы вращаются относительно друг друга в противоположных направлениях, ωS1 = −ωS2.

Моменты поперечной оси ограничены вращающим моментом продольной оси, таким как что чистый поток мощности равен нулю:

ωS1τS1 + ωS2τS2 + ωDτD − Ploss = 0,

где:

При объединении кинематических ограничений и ограничений мощности в идеальном случае получается

gDτD = 2 (ωS1τS1 + ωS2τS2) ωS1 + ωS2,

где g _D — Передаточное число продольного карданного вала.

Идеальные фундаментальные ограничения

Эффективное ограничение дифференциального блока состоит из двух подузлов конической шестерни солнечно-планетарной передачи.

• Первое ограничение возникает из-за связи двух солнечно-планетарные конические шестерни к водилу:

  ωS1 − ωCωS2 − ωC = −gSP2gSP1,

  , где g _SP1 и г _СП2 шестерни передаточные числа для планетарных шестерен.

• Второе ограничение возникает из-за связи носителя с продольный карданный вал:

Передаточные числа солнечно-планетарной передачи нижележащих конических зубчатых колес солнечно-планетарной передачи, в единицах радиусов r солнечно-планетарных шестерен:

Блок дифференциала реализован с gSP1 = gSP2 = 1, оставляя g _D свободными для регулировать.

Неидеальные ограничения и потери зубчатых колес

В неидеальном случае τ _потери ≠ 0.