Симметричные дифференциалы применяют когда

Типы дифференциалов

При движении автомобиля в поворотах и по неровностям дороги колёса ведущей оси проходят путь разной длины. Чтобы шины не проскальзывали по поверхности дороги, колёса должны вращаться с разными скоростями. Дифференциал — механизм, позволяющий колёсам ведущей оси вращаться с разными скоростями и одинаковым (или разным), подводящимся к ним, крутящим моментом. В трансмиссии автомобилей с одной ведущей осью дифференциал устанавливается между приводами колёс (межколёсный дифференциал). В полноприводных автомобилях он может находиться и между ведущими осями (межосевой дифференциал). Сила тяги на колесе зависит от радиуса колеса и подводимого к нему крутящего момента. Произведение силы тяги на динамический радиус колеса даёт тот крутящий момент, который дифференциал должен передать на колёса. Когда сцепление с дорогой слабое или одно колесо вывешено (разгружено), крутящий момент и сила тяги на колесе очень малы или отсутствуют, автомобиль не сможет продолжить движение. Это особенность дифференциала с коническими шестернями, получившего широкое распространение на легковых отечественных автомобилях. Этот вид дифференциала называют симметричным, так как он поровну распределяет крутящий момент между колёсами. Это происходит потому, что сателлит работает как равноплечий рычаг и передаёт только равные усилия к шестерням полуоси, а соответственно и к ведущим колёсам. Если одно из колёс имеет малое сцепление с дорожным покрытием, то эффективный крутящий момент на нём небольшой, соответственно симметричный дифференциал подведёт такое же усилие к другому колесу. То есть, если одно колесо буксует, сила тяги на втором равна нулю, что отрицательно сказывается на проходимости. Для её улучшения на автомобилях применяют полную или частичную блокировку дифференциалов, степень которой оценивают коэффициентом блокировки. Коэффициент блокировки (Кб) — соотношение крутящего момента на отстающем колесе к моменту на забегающем колесе. Его величина для симметричного дифференциала всегда равна 1, для дифференциалов повышенного трения от 1 до 5. Чем больше Кб, тем лучше проходимость автомобиля. То есть, при Кб = 3 момент на отстающем колесе будет в три раза больше, чем на буксующем, а при Кб = 5 — в пять раз. Но момент на колесе в эту секунду будет возможным от 20 до 70%, в зависимости от возможности блокирующего механизма.

Существует несколько видов дифференциалов повышенного трения:

1. ДИФФЕРЕНЦИАЛ С ПОЛНОЙ БЛОКИРОВКОЙ.

Пример — блокировка межосевого дифференциала на ВАЗ-2121. Приводится в действие водителем принудительно. Угловые скорости колёс здесь всегда равны, что противоречит условиям движения автомобиля по кривой, приводит к износу резины и ухудшению управляемости по твёрдому покрытию.

2. МНОГОДИСКОВЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ.

Симметричные дифференциалы, имеющие в своей конструкции подпружиненные пакеты фрикционных дисков. Имеют статический преднатяг (момент срабатывания) от 2 до 12 кг/м. Используются в автоспорте, быстро изнашиваются, требуют вмешательства для восстановления рабочих характеристик после каждой гонки.

Полностью герметичный агрегат, с фрикционными дисками, один из которых имеет жёсткую кинематическую связь с корпусом, другие с валом. Диски имеют отверстия и каналы для увеличения жидкостного трения. Всё это внутри заполнено силиконовой жидкостью, которая обладает высокой вязкостью и заполняет корпус на 80-90%. Узел неремонтируемый, т. к. количество и вязкость жидкости определяют характеристики вискомуфты. При утечке жидкости, муфта подлежит замене.

От англ.»TORQUE»- крутящий момент и «SENSING»- чувствительный, то есть чувствительный к крутящему моменту. Сателлиты расположены в корпусе перпендикулярно его оси, объединены между собой попарно с помощью прямозубого зацепления, а с полуосевыми шестернями связаны червячным зацеплением. В повороте полуосевая шестерня, связанная с отстающим колесом, поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит, он, в свою очередь, вращает второй сателлит и шестерню полуоси. Такой жесткой кинематической связью колёсам автомобиля обеспечивается возможность вращаться с разной скоростью. Силы трения, возникающие в червячном зацеплении от разности моментов на колёсах, осуществляют блокировку дифференциала. Недостаток конструкции – сложность изготовления, сборки агрегата в целом и ремонта.

Конструкция зарегистрирована под торговой маркой «QUIFE». Сателлиты расположены в два ряда параллельно оси вращения корпуса. Причём они крепятся не на осях, а находятся в закрытых с обеих сторон отверстиях корпуса. Правый ряд сателлитов (их может быть от 3 до 5) входит в зацепление с правой шестерней полуоси, левый — с левой. Кроме того, сателлиты из разных рядов зацепляются между собой через один. Все зубчатые колёса имеют винтовые зубья, один и тот же модуль и угол профиля. Количество сателлитов и число зубьев шестерни полуоси должно быть связано условием собираемости агрегата в целом. Когда одно из колёс начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня начинает вращаться медленнее корпуса дифференциала и поворачивать входящий с ней в зацепление сателлит. Он передаёт движение связанному с ним сателлиту, а тот в свою очередь, на полуосевую шестерню. Так обеспечиваются разные обороты колёс в повороте. Благодаря разности крутящих моментов на колёсах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни и сателлиты торцами к корпусу или крышкам и разделителю. За счёт этого возникают силы трения, осуществляющие блокировку, что увеличивает силу тяги автомобиля, повышая его проходимость. Величина Кб зависит от угла наклона зубьев шестерен. Изменяя на стадии проектирования угол наклона зубьев («угол спирали»), изменяют Кб в зависимости от характеристик автомобиля и условий его эксплуатации и применения. Дифференциалы такого типа получили наибольшее распространение в тюнинге.

Устройство автомобилей

Симметричные конические дифференциалы наиболее широко применяются в трансмиссии автомобилей в качестве межколесных дифференциалов благодаря простоте конструкции, надежности работы, небольших габаритов и массы. Они применяются как на грузовых, так и на легковых автомобилях.
Дифференциалы, применяемые в автомобильных трансмиссиях, представляют собой трехзвенные планетарные механизмы с двумя степенями свободы (рис. 1).
Звеньями дифференциала являются: крестовина 3, связанная с корпусом 1 дифференциала, полуосевые зубчатые колеса 2, 5 и сателлиты 4, 6.

При заданной угловой скорости вращения корпуса дифференциала угловые скорости двух выходных валов 8 и 9, связанных с полуосевыми зубчатыми колесами 2 и 5, могут принимать разные значения в зависимости от условий движения машины. В первую очередь угловые скорости выходных валов зависят от сопротивления вращению со стороны каждого ведущего колеса, оказываемого соответствующему приводному валу.

Между угловыми скоростями трех звеньев механизма существует определенная зависимость, которую называют уравнением кинематики дифференциала:

где ω₁ – угловая скорость левого полуосевого колеса; ω₂ – угловая скорость правого полуосевого колеса; ω₀ – угловая скорость корпуса дифференциала.

Из приведенного уравнения следует, что при постоянной скорости корпуса дифференциала (ω₀ = const) уменьшение частоты вращения любого из зубчатых колес на некоторую величину вызывает увеличение частоты вращения другого зубчатого колеса на эту же величину, т. е. сумма угловых скоростей колес остается постоянной при неизменной частоте вращения корпуса дифференциала.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной поверхности (рис. 1,б) корпус 1 дифференциала через крестовину 3 и сателлиты 4 и 6 увлекает левое 2 и правое 5 полуосевые зубчатые колеса, заставляя их вращаться с одинаковой угловой скоростью. Сателлиты при этом не вращаются вокруг своих осей.

При повороте, например, направо (рис. 1, в) правое полуосевое зубчатое колесо 5 будет вращаться медленнее корпуса дифференциала, при этом левое зубчатое колесо 2 благодаря вращению сателлитов вокруг своих осей ускорится, и будет вращаться быстрее корпуса дифференциала 1.

Если одно зубчатое колесо остановить, то другое будет вращаться в два раза быстрее корпуса дифференциала.
Такое явление наблюдается при буксовании одного из ведущих колес автомобиля – если одно колесо застрянет, например, в трясине, второе колесо, стоящее на скользкой поверхности, будет быстро вращаться при неподвижном первом.

Остановка корпуса дифференциала с помощью трансмиссионной стояночной тормозной системы или в результате заклинивания главной передачи при движении автомобиля может привести к тому, что ведущие колеса, находящиеся на поверхностях с различными сцепными условиями, станут вращаться в разные стороны, и автомобиль занесет. Поэтому использование трансмиссионной стояночной тормозной системы для экстренной остановки автомобиля не рекомендуется.

Основным динамическим свойством симметричного дифференциала является то, что при отсутствии потерь в зацеплении и опорах моменты на полуосях распределяются поровну:

где М₁ и М₂ – моменты на полуосевых зубчатых колесах; М₀ – момент на корпусе дифференциала.

Распределение крутящего момента поровну между колесами одного моста благоприятно при движении автомобиля по дороге с твердым покрытием, когда сцепление всех колес с дорогой одинаково.
Однако если одно из колес движется по скользкому грунту, то, как это описывалось выше, автомобиль может забуксовать. При этом на застрявшем колесе реализуется незначительный крутящий момент.
По этой причине симметричный дифференциал ухудшает проходимость автомобиля, что является одним из основных недостатков дифференциалов данного типа.

Более подробно устройство межколесного симметричного конического дифференциала показано на рисунке 2.

Особенности устройства и работы симметричного конического дифференциала

Механизм симметричного конического дифференциала, который наиболее широко используется в качестве межколесного дифференциала, включает в себя корпус, состоящий из двух чашек 1 и 8, стянутых болтами, к которым крепится ведомое цилиндрическое зубчатое колесо главной передачи. Между чашками зажата крестовина 9, на шипах которой свободно установлены четыре сателлита 5. В отверстия сателлитов запрессованы бронзовые втулки.

Полуосевые зубчатые колеса 3 и 6 расположены на внутренних шлицованных концах полуосей и находятся в постоянном зацеплении с сателлитами.
Для сборки дифференциала в корпусе выполняют окна. Для уменьшения трения и повышения срока службы дифференциала между торцами сателлитов и полуосевых зубчатых колес устанавливают бронзовые шайбы 2, 4, 7.

Торцевые поверхности сателлитов, так же, как и внутренние поверхности корпуса, выполнены сферическими, что способствует их лучшему центрированию на шипах крестовины. Сателлиты и полуосевые зубчатые колеса имеют прямые зубья.

Устранение отрицательного свойства дифференциала, ухудшающего проходимость автомобиля, может достигаться принудительной блокировкой дифференциала, что приводит к образованию жесткой связи между правым и левым ведущими колесами. Принудительное блокирование дифференциалов используют для повышения проходимости полноприводных автомобилей. Блокирование дифференциала может осуществляться различными способами, например, путем соединения одной из полуосей с помощью зубчатой муфты 1 с зубчатым венцом 2, выполненной на удлиненной части чашки дифференциала, при этом все элементы дифференциала вращаются как одно целое (рис. 3).

Принудительное блокирование дифференциала осуществляют с места водителя с помощью дистанционного привода, который может быть механическим, пневматическим, электропневматическим и т. п.
После прохождения сложного участка дороги блокировку необходимо выключить, чтобы избежать интенсивного изнашивания шин, потери устойчивости автомобиля и повышенного расхода топлива.

Неумелое использование принудительной блокировки дифференциала может повредить трансмиссию. Поэтому при включении блокировки полуосей следует применять следующие меры:

• включать жесткие блокировки можно только при полностью остановленном автомобиле;
• включать блокировку следует осторожно, так как усилия двигателя вполне достаточно чтобы сорвать сам механизм блокировки или поломать полуось;
• не следует забывать, что включенная блокировка (особенно на ведущем переднем мосту) отрицательно сказывается на управляемости автомобиля;
• не рекомендуется использовать жесткую блокировку дифференциала на твердом покрытии.
• при включенной блокировке необходимо придерживаться скоростных ограничений, рекомендованных производителем.

Из-за описанного недостатка симметричных конических дифференциалов, ухудшающего проходимость автомобиля и требующего применения специальных блокирующих устройств, в конструкции автомобилей, особенно предназначенных для работы в сложных дорожных условиях, иногда применяют дифференциалы других типов, обладающих свойством самоблокирования – так называемые самоблокирующиеся дифференциалы.
К такому типу дифференциалов относятся, например, кулачковые дифференциалы повышенного трения.

Лекция 30. Назначение и типы мостов

Назначение и типы. Мостами автомобиля называются металли­ческие балки с колесами. Мосты служат для установки колес и поддержания несущей системы автомобиля (рамы, кузова).

Просмотр содержимого документа
«Лекция 30. Назначение и типы мостов»

Лекция 30. Назначение и типы мостов

Назначение и типы. Мостами автомобиля называются металли­ческие балки с колесами. Мосты служат для установки колес и поддержания несущей системы автомобиля (рамы, кузова). На автомобилях применяются различные типы мостов (рис. 1).

Ведущим называется мост с ведущими колесами, к которым подводится крутящий момент двигателя. На автомобилях ведущи­ми мостами могут быть только передний, только задний, средний и задний или одновременно все мосты. Наибольшее распростра­нение получили задние ведущие мосты на автомобилях ограни­ченной проходимости с колесной формулой 4×2, предназначен­ных для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием и сухих грунтовых дорогах.

Управляемым называется мост с ведомыми управляемыми ко­лесами, к которым не подводится крутящий момент двигателя.

Управляемыми на большинстве автомобилей являются передние мосты.

Комбинированным называется мост с ведущими и управляемы­ми одновременно колесами. Комбинированные мосты применя­ются в качестве передних мостов в переднеприводных легковых автомобилях ограниченной проходимости, полноприводных ав­томобилях повышенной проходимости и автомобилях высокой проходимости, предназначенных для эксплуатации в тяжелых до­рожных условиях.

Поддерживающим называется мост с ведомыми колесами, ко­торые не являются ни ведущими, ни управляемыми. Наибольшее применение поддерживающие мосты получили на прицепах и полуприцепах. Они применяются также на многоосных грузовых автомобилях и в качестве задних мостов на переднеприводных легковых автомобилях.

Ведущий мост. Он представляет собой жесткую пустотелую бал­ку, на концах которой на подшипниках установлены ступицы ве­дущих колес, а внутри размещены главная передача, дифферен­циал и полуоси.

На автомобилях применяются различные типы ведущих мостов (рис.2).

Картер разъемного ведущего моста (рис.3, а) обычно отли­вают из ковкого чугуна, и он состоит из двух соединенных между собой частей 2 и 3, имеющих разъем в продольной вертикальной плоскости. Обе части картера имеют горловины, в которых за­прессованы и закреплены стальные трубчатые кожухи 1полуосей. К ним приварены опорные площадки 4 рессор и фланцы 5 для крепления опорных дисков колесных тормозных механизмов. Разъемные ведущие мосты применяются на легковых автомоби­лях, грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.

Картер неразъемного штампосварного ведущего моста (рис. 3, б) выполняется в виде цельной балки 9 с развитой центральной частью кольцевой формы. Балка имеет трубчатое сечение и состо­ит из двух штампованных стальных половин, сваренных в про­дольной плоскости. Средняя часть балки моста предназначена для крепления с одной стороны картера главной передачи и диффе­ренциала, а с другой — для установки крышки. К балке моста приварены опорные чашки 7 пружин подвески колес, фланцы б для крепления опорных дисков тормозных механизмов и крон­штейны и 1 укрепления деталей подвески. Неразъемные штампо-сварные ведущие мосты получили распространение на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъ­емности. Эти мосты при необходимой прочности и жесткости по сравнению с литыми неразъемными мостами имеют меньшую массу и меньшую стоимость изготовления.

Неразъемный литой ведущий мост (рис.3, в) изготовляют из ковкого чугуна или стали. Балка 13 моста имеет прямоугольное сечение. В полуосевые рукава запрессовываются трубы 11 из леги­рованной стали, на концах которых устанавливают ступицы колес. Фланцы 12 предназначены для крепления опорных дисков тор­мозных механизмов. Неразъемные литые ведущие мосты получили применение на грузовых автомобилях большой грузоподъем­ности. Такие мосты обладают высокой жесткостью и прочностью, но имеют большую массу и габаритные размеры.

Неразъемные ведущие мосты более удобны в обслуживании, чем разъемные, так как для доступа к главной передаче и диффе­ренциалу не требуется снимать мост с автомобиля.

Контрольные вопросы

Каково назначение мостов автомобилей?

Что представляет собой ведущий мост автомобиля?

Каковы типы главных передач?

Каковы преимущества и недостатки гипоидной главной передачи?

Каково назначение дифференциалов?

Лекция 31. Главная передача. Дифференциал и полуоси

Главная передача. Шестеренный механизм, повышающий пе­редаточное число трансмиссии автомобиля, называется главной передачей.

Главная передача служит для постоянного увеличения крутя­щего момента двигателя, подводимого к ведущим колесам, и уменьшения скорости их вращения до необходимых значений.

Главная передача обеспечивает максимальную скорость дви­жения автомобиля на высшей передаче и оптимальный расход топлива в соответствии с се передаточным числом. Передаточное число главной передачи зависит от типа и назначения автомоби­ля, а также мощности и быстроходности двигателя. Величина пе­редаточного числа главной передачи обычно составляет 6,5. 9,0 у грузовых автомобилей и 3,5. 5,5 — у легковых.

Па автомобилях применяются различные типы главных пере­дач (рис. 4).

Одинарная главная передача состоит из одной пары шестерен.

Цилиндрическая главная передача применяется в переднепри­водных легковых автомобилях при поперечном расположении дви­гателя и размещается в общем картере с коробкой передач и сцеплением. Ее передаточное число равно 3,5. 4,2, а шестерни могут быть прямозубыми, косозубыми и шевронными. Цилиндрическая главная передача имеет высокий КПД — не ме­нее 0,98, по она уменьшает дорожный просвет у автомобиля и более шумная.

Коническая главная передача (рис.5, а) применяется на лег­ковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней гру­зоподъемности. Оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен в конической главной передаче лежат в одной плоскости и пересекаются, а шестерни выполнены со спиральными зубьями. Передача имеет повышенную прочность зубьев шестерен, небольшие размеры и позволяет снизить центр тяжести автомобиля. КПД конической глав­ной передачи со спиральным зубом равен 0,97. 0,98. Передаточ­ные числа конических главных передач составляют 3,5. 4,5 у лег­ковых автомобилей и 5. 7 — у грузовых автомобилей и автобусов. Гипоидная главная передача (рис.5, б) имеет широкое при­менение на легковых и грузовых автомобилях. Оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен гипоидной главной передачи в отличие от конической не лежат в одной плоскости и не пересекаются, а перекрещиваются. Передача может быть с верхним или нижним гипоидным смещением е. Гипоидная главная передача с верхним смещением используется на многоосных автомобилях, так как вал ведущей шестерни должен быть проходным, а на переднепривод­ных автомобилях — исходя из условий компоновки. Главная пере­дача с нижним гипоидным смещением широко применяется на легковых автомобилях. Передаточные числа гипоидных главных передач легковых автомобилей составляют 3,5. 4,5, а грузовых автомобилей и автобусов — 5. 7. Гипоидная главная передача по сравнению с другими более прочна и бесшумна, имеет высокую плавность зацепления, малогабаритна и ее можно применять на грузовых автомобилях вместо двойной главной передачи. Она име­ет КПД, равный 0,96. 0,97. При нижнем гипоидном смещении имеется возможность ниже расположить карданную передачу и снизить центр тяжести автомобиля, повысив его устойчивость. Од­нако гипоидная главная передача требует высокой точности изго­товления, сборки и регулировки. Она также требует из-за повы­шенного скольжения зубьев шестерен применения специального гипоидного масла с сернистыми, свинцовыми, фосфорными и другими присадками, образующими на зубьях шестерен прочную масляную пленку.

Червячная главная передача (рис.5, в) может быть с верхним или нижним расположением червяка относительно червячной шестерни, имеет передаточное число 4. 5 и в настоящее время используется редко. Ее применяют на некоторых многоосных мно­гоприводных автомобилях. По сравнению с другими типами чер­вячная главная передача меньше по размерам, более бесшумна, обеспечивает более плавное зацепление и минимальные динамиче­ские нагрузки. Однако передача имеет наименьший КПД (0,9. 0,92) и по трудоемкости изготовления и применяемым материалам (оло-нянистая бронза) является самой дорогостоящей.

Двойные главные передачи применяются на грузовых автомо­билях средней и большой грузоподъемности, полноприводных трехосных автомобилях и автобусах для увеличения передаточного числа трансмиссии, чтобы обеспечить передачу большого крутя­щего момента. КПД двойных главных передач находится в преде­лах 0,93. 0,96.

Двойные главные передачи имеют две зубчатые пары и обычно состоят из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с прямыми или косыми зубьями. Наличие цилиндрической пары шестерен позволяет не только увеличить передаточное число главной передачи, но и повысить прочность и долговечность конической пары шестерен.

В центральной главной передаче (рис.5, г) коническая и ци­линдрическая пары шестерен размещены в одном картере в центре ведущего моста. Крутящий момент от конической пары через диф­ференциал подводится к ведущим колесам автомобиля.

В разнесенной главной передаче (рис.5, д) коническая пара шестерен находится в картере в центре ведущего моста, а цилинд­рические шестерни — в колесных редукторах. При этом цилинд­рические шестерни соединяются полуосями через дифференциал с конической парой шестерен. Крутящий момент от конической пары через дифференциал и полуоси подводится к колесным ре­дукторам.

Широкое применение в разнесенных главных передачах полу­чили однорядные планетарные колесные редукторы. Такой редук­тор (рис.5, ё) состоит из прямозубых шестерен — солнечной 8, коронной 11 и трех сателлитов 9. Солнечная шестерня приводится во вращение через полуось 7 и находится в зацеплении с тремя сателлитами, свободно установленными на осях 10, жестко свя­занных с балкой моста. Сателлиты входят в зацепление с корон­ной шестерней 11, прикрепленной к ступице колеса. Крутящий момент от центральной конической пары шестерен 5 к ступицам ведущих колес передается через дифференциал, полуоси 7, сол­нечные шестерни 8, сателлиты 9 и коронные шестерни 11.

При разделении главной передачи на две части уменьшаются нагрузки на полуоси и детали дифференциала, а также уменьша­ются размеры картера и средней части ведущего моста. В результа­те увеличивается дорожный просвет и тем самым повышается проходимость автомобиля. Однако разнесенная главная передача более сложная, имеет большую металлоемкость, дорогостоящая и трудоемкая в обслуживании.

Дифференциал. Механизм трансмиссии, распределяющий кру­тящий момент двигателя между ведущими колесами и ведущими мостами автомобиля, называется дифференциалом.

Дифференциал служит для обеспечения ведущим колесам раз­ной скорости вращения при движении автомобиля по неровным дорогам и на поворотах. Разная скорость вращения ведущим коле­сам, проходящим разный путь на поворотах и неровных дорогах, необходима для их качения без скольжения и буксования. В про­тивном случае повысится сопротивление движению автомобиля, увеличатся расход топлива и изнашивание шин.

В зависимости от типа и назначения автомобилей на них при­меняются различные типы дифференциалов (рис.6).

Дифференциал, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами автомобиля, называется межколесным.

Дифференциал, который распре­деляет крутящий момент двигателя между ведущими мостами автомо­биля, называется межосевым.

На большинстве автомобилей применяются конические симмет­ричные дифференциалы малого трения.

Симметричный дифференциал распределяет поровну крутящий момент. Его передаточное число рав­но единице (и = 1), т.е. полуосевые шестерни 3 и 4 (рис. 4.45, а, б) имеют одинаковый диаметр и рав­ное число зубьев. Симметричные дифференциалы применяются на автомобилях обычно в качестве межколесных и реже — межосевых, когда необходимо распределять крутящий момент поровну между ведущими мостами. j Несимметричный дифференциал распределяет не поровну крутя­щий момент. Его передаточное число не равно единице, но посто­янно, т. е. полуосевые шестерни 3 и 4 (рис. 4.45, в, г) имеют неодинаковые диаметры и разное число зубьев. Несиммет­ричные дифференциалы применяют, как правило, в качестве меж­осевых, когда необходимо распределять крутящий момент про­порционально нагрузкам, приходящимся на ведущие мосты.

Межколесный конический симметричный дифференциал (см. рис. 4.45, а) состоит из корпуса 1, сателлитов 2, полуосевых ше­стерен 3 и 4, которые соединены полуосями с ведущими колеса­ми автомобиля. Дифференциал легкового автомобиля имеет два свободно вращающихся сателлита, установленных на оси, за­крепленной в корпусе дифференциала, а у грузового автомобиля — четыре сателлита, размещенных на шипах крестовины, также за­крепленной в корпусе дифференциала.

Схемы работы дифференциала при движении автомобиля по­казаны на рис. 4.46. При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге (рис. 4.46, а) ведущие колеса одного моста прохо­дят одинаковые пути, встречают одинаковое сопротивление дви­жению и вращаются с одной и той же скоростью. При этом кор­пус дифференциала, сателлиты и полуосевые шестерни враща­ются как одно целое. В этом случае сателлиты 3 не вращаются во­круг своих осей, заклинивают полуосевые шестерни 4, и на оба ведущих колеса передаются одинаковые крутящие моменты.

При повороте автомобиля (рис. 4.46, б) внутреннее по отно­шению к центру поворота колесо встречает большее сопротивление движению, чем наружное колесо, вращается медленнее и вместе с ним замедляет свое вращение полуосевая шестерня внут­реннего колеса. При этом сателлиты 3 начинают вращаться вокруг своих осей и ускоряют вращение полуосевой шестерни наружного колеса. В результате ведущие колеса вращаются с разными скоро­стями, что и необходимо при движении на повороте.

При движении автомобиля по неровной дороге ведущие коле­са также встречают разные сопротивления и проходят разные пути. В соответствии с этим дифференциал обеспечивает им разную скорость вращения и качения без проскальзывания и буксования.

Одновременно с изменением скоростей вращения происходит изменение крутящего момента на ведущих колесах. При этом кру­тящий момент уменьшается на колесе, вращающемся с большей скоростью. Так как симметричный дифференциал распределяет крутящий момент на ведущих колесах поровну, то в этом случае на колесе с меньшей скоростью вращения момент тоже уменьшается и становится равным моменту на колесе с большей скоростью вра­щения. В результате суммарный крутящий момент и тяговая сила на ведущих колесах падают, а тяговые свойства и проходимость авто­мобиля ухудшаются. Особенно это проявляется, когда одно из ве­дущих колес попадает на скользкий участок дороги, а другое нахо­дится на твердой сухой дороге. Если суммарного крутящего момен­та будет недостаточно для движения автомобиля, то автомобиль остановится. При этом колесо на сухой твердой дороге будет непод­вижным, а колесо на скользкой дороге будет буксовать.

Для устранения этого недостатка применяют принудительную блокировку (выключение) дифференциала, жестко соединяя одну из полуосей с корпусом дифференциала. При заблокированном дифференциале крутящий момент, подводимый к колесу с луч­шим сцеплением, увеличивается. В результате создается большая суммарная тяговая сила на обоих ведущих колесах автомобиля. При этом суммарная тяговая сила увеличивается на 20. 25 % во время движения в реальных дорожных условиях.

Конический симметричный дифференциал является дифферен­циалом малого трения, так как имеет небольшое внутреннее тре­ние.

Трение в дифференциале повышает проходимость автомоби­ля, так как оно позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший — на буксующее, что может предотвратить буксование. При этом суммарная тяговая сила на ведущих колесах достигает максимального значения.

Однако в дифференциале малого трения увеличение суммар­ной тяговой силы на ведущих колесах составляет всего 4. 6%, что также не способствует повышению тяговых свойств и прохо­димости автомобиля.

Конический симметричный дифференциал малого трения простио конструкции, имеет небольшие размеры и массу, высокие КПД и надежность. Он обеспечивает хорошие управляемость и устой­чивость, уменьшает износ шин и расход топлива. Этот дифферен­циал также называется простым дифференциалом.

Межоссвой дифференциал распределяет крутящий момент между главными передачами ведущих мостов многоприводных автомобилей. Дифференциал устанавливается в раздаточной ко­робке или приводе главных передач. Межосевой дифференциал исключает циркуляцию мощности в трансмиссии автомобиля, которая очень сильно нагружает трансмиссию, особенно при дви­жении по ровной дороге. В качестве межосевых на автомобилях применяются и конические, и цилиндрические дифференциалы.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге сухари неподвижны относительно обоймы и полуосевых звездо­чек. Своими концами они упираются в профилированные кулач­ки полуосевых звездочек и расклинивают их. Все детали диффе­ренциала вращаются как одно целое, и оба ведущих колеса авто­мобиля вращаются с одинаковыми угловыми скоростями.

При движении автомобиля на повороте или по неровной доро­ге сухари перемещаются в отверстиях обоймы и обеспечивают ве­дущим колесам автомобиля разную скорость вращения без про­скальзывания и буксования.

Кулачковые дифференциалы являются дифференциалами по­вышенного трения, так как имеют значительное внутреннее тре­ние, которое позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший — на буксующее. При этом сум­марная тяговая сила на ведущих колесах автомобиля достигает максимального значения. Так, за счет повышенного внутреннего трения суммарная тяговая сила на ведущих колесах увеличивается на 10. 15 %, что способствует повышению тяговых свойств и про­ходимости автомобиля. Кулачковые дифференциалы относитель­но просты по конструкции и имеют небольшую массу. Они широ­ко применяются на автомобилях повышенной и высокой прохо­димости.

Червячные дифференциалы могут быть с сателлитами или без са­теллитов. В червячном дифференциале с сателлитами (рис. 4.47, в) крутящий момент от корпуса 1 дифференциала через червячные сателлиты 7 и черняки 6 и 8 передается полуосевым червячным шестерням 9 и 10, которые установлены на шлицах полуосей, связанных с ведущими колесами автомобиля.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге корпус, сателлиты, червяки и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. При движении автомобиля на повороте и по не­ровностям дороги разная скорость вращения ведущих колес обес­печивается за счет относительного вращения сателлитов, червя­ков и полуосевых шестерен.

В червячном дифференциале без сателлитов (рис. 4.47, г) полу­осевые червячные шестерни 9 ж 10 находятся в зацеплении с чер­вяками б и 8, которые находятся также в зацеплении между собой. Крутящий момент от корпуса 1 дифференциала передается полу­осевым шестерням 9 и 10 через червяки б ж 8.

Червячные дифференциалы обладают повышенным внутрен­ним трением, которое увеличивает суммарную тяговую силу на ведущих колесах автомобиля на 10. 15 %. Это способствует повы­шению тяговых свойств и проходимости автомобиля. Однако чер­вячные дифференциалы наиболее сложны по конструкции. Они самые дорогостоящие из всех дифференциалов, так как их сател­литы и полуосевые шестерни изготавливают из оловянистой бронзы.

В связи с этим в настоящее время червячные дифференциалы на автомобилях применяются очень редко.

Полуоси. Валы трансмиссии, соединяющие дифференциал с колесами ведущего моста автомобиля, называются полуосями.

Полуоси служат для передачи крутящего момента двигателя от дифференциала к ведущим колесам.

На автомобилях применяются различные типы полуосей (рис. 4.48).

Фланцевая полуось (рис. 4.49, а) представляет собой вал, кото­рый изготовлен за одно целое с фланцем 2. Фланец находится на наружном конце полуоси и служит для крепления ступицы или диска колеса. Внутренний конец 1 полуоси имеет шлицы для со­единения с полуосевыми шестернями дифференциала. Фланце­вые полуоси получили наибольшее применение.

Бесфланцевая полуось (рис. 4.49, б) представляет собой вал, на­ружный и внутренний концы которого имеют шлицы. Шлицы наружного конца 3 предназначены для установки фланца крепле­ния полуоси со ступицей колеса, а шлицы внутреннего конца 1— для связи с полуосевыми шестернями дифференциала.

При движении автомобиля кроме крутящего момента полуоси могут быть нагружены изгибающими моментами от сил, действу­ющих на ведущие колеса при прямолинейном движении, на по­вороте, при торможении, заносе и т.п. Нагруженностъ полу­осей зависит от способа их установки в балке ведущего моста.

Полуразгруженная полуось 6 (рис. 4.49, в) наружным концом опирается на подшипник 4, установленный в балке 5 заднего мо­ста. Полуось не только передает крутящий момент на ведущее ко­лесо и работает на скручивание, но и воспринимает изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях от сил, действующих на ведущее колесо при движении автомобиля. Полу­разгруженные полуоси применяются в задних ведущих мостах лег­ковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъем­ности .

Разгруженная полуось 6 (рис. 4.49, г) имеет ступицу 7 колеса, установленную на балке 5 моста на двух подшипниках 4. В ре­зультате все изгибающие моменты воспринимаются балкой мос­та, а полуось передает только крутящий момент, работая на скру­чивание. Разгруженные полуоси применяются в ведущих мостах автобусов и грузовых автомобилей средней и большой грузоподъ­емности.

Контрольные вопросы

Каково назначение мостов автомобилей?

Что представляет собой ведущий мост автомобиля?

Каковы типы главных передач?

Каковы преимущества и недостатки гипоидной главной передачи?

Каково назначение дифференциалов?

Лекция 32. Конструкция ведущих мостов

Конструкция ведущих мостов. Задний ведущий мост легкового автомобиля ВАЗ (рис. 4.50) выполнен в виде цельной балки 7 с развитой центральной частью кольцевой формы. Балку моста сваривают из двух стальных штампованных половин. С одной сто­роны к средней части балки моста приварена крышка 12, в кото­рой имеется маслоналивное отверстие с резьбовой пробкой, а с другой — прикреплен болтами картер 16 главной передачи и диф­ференциала. По обоим концам балки приварены стальные кова­ные фланцы 4 для крепления тормозных щитов 28тормозных ме­ханизмов. К балке заднего моста также приварены опорные чашки б пружин задней подвески и кронштейны 8 и 26 крепления дета­лей подвески. В заднем мосту размещаются главная передача, диф­ференциал и полуоси. В задний мост заливается трансмиссионное масло. Внутренняя полость моста сообщается с атмосферой через сапун, который исключает повышение давления внутри моста и предотвращает попадание внутрь воды при преодолении водных преград.

На автомобиле применяется шестеренная главная передача, оди­нарная, гипоидная. Передаточное число главной передачи 4,3. Глав­ная передача имеет одну пару конических шестерен со спиральным зубом. Оси шестерен не пересекаются, а перекрещиваются и лежат на некотором расстоянии (ось ведущей шестерни ниже оси ведомой), т.е. имеют гипоидное смещение. Благодаря гипоидному смещению уменьшается высота расположения карданной передачи и пола кузова, вследствие чего повышается комфортабельность ав­томобиля, несколько снижается его центр тяжести и повышается устойчивость. Кроме того, гипоидная главная передача имеет по­вышенные прочность и долговечность, а также обеспечивает плав­ное зацепление шестерен и бесшумность работы.

Ось ведущей шестерни 22 смещена вниз на 31,75 мм относи­тельно оси ведомой шестерни 14. Ведущая шестерня 22, изго­товленная вместе с валом, на котором закреплен фланец 21, ус­тановлена в картере 16 на двух конических роликовых подшипни­ках 19, уплотненных манжетой 20. Между подшипниками нахо­дится распорная втулка 18, обеспечивающая правильную затяж­ку подшипников. Ведомая шестерня 14 прикреплена болтами к корпусу 25дифференциала. Правильное положение ведущей ше­стерни относительно ведомой обеспечивается регулировочным кольцом 17.

На автомобиле применяется конический межколесный диф­ференциал, симметричный, двухсателлитный, малого трения. Он распределяет крутящий момент поровну между ведущими колеса­ми автомобиля.

Корпус 25 дифференциала установлен в подшипниках 11. За­тяжка подшипников и зацепление зубьев ведущей 22 и ведомой 14 шестерен главной передачи регулируются регулировочными гайка­ми 10. Внутри корпуса дифференциала закреплена ось 23 с двумя сателлитами 13. Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с шестернями 15полуосей, которые соединены со шлицевыми кон­цами полуосей 9 и имеют опорные шайбы 24. Все шестерни диф­ференциала выполнены прямозубыми.

На автомобиле применяются полуразгруженные полуоси. Они передают крутящий момент и воспринимают изгибающие момен­ты в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Полуось 9 вы­полнена в виде сплошного вала. Внутренний конец полуоси имеет шлицы, а наружный — фланец. Полуось внутренним концом свя­зана с шестерней 15, находящейся в корпусе 25 дифференциала. Наружный конец полуоси установлен в подшипнике 3, который размещен во фланце 4 балки моста и уплотнен манжетой 5. К фланцу полуоси крепится болтами 29 тормозной барабан 1 и гайками 31 колесо с шиной, а также декоративный колпак 30. От смещения полуось удерживается специальной пластиной 27, фиксирующей подшипник 3. Пластина вместе с тормозным щитом 2

В ведущем мосту автомобиля регулируют зацепление шестерен главной передачи и затяжку подшипников.

Задний ведущий мост грузовых автомобилей КамАЗ (рис. 4.51) имеет стальную сварную балку 9, к которой приварены фланец для крепления картера

Главная передача — двойная, центральная. Передача состоит из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с косыми зубьями.

Ведущая коническая шестерня главной передачи установлена на шлицах ведущего вала 5, а ведомая коническая шестерня 6 — на валу ведущей цилиндрической шестерни 7, которая выполне­на за одно целое с валом, установленным на трех роликовых под­шипниках. Ведомая цилиндрическая шестерня связана с корпу­сом 13 дифференциала, который установлен в картере главной передачи на двух конических роликовых подшипниках.

Дифференциал — конический, симметричный, малого трения, четырехсателлитный. Корпус дифференциала — разъемный, он состоит из двух половин. Внутри корпуса дифференциала нахо­дятся крестовина 17 с четырьмя сателлитами 10 и полуосевые шестерни 12, установленные на шлицах полуосей 14, Полуоси — фланцевые, разгруженные. Каждая полуось крепится фланцем к ступице 3 колеса автомобиля, которая установлена на наконечни­ке балки моста на двух конических роликовых подшипниках, за­крепленных гайкой 15, замковой шайбой 1 и контргайкой 2. Сту­пица колеса уплотнена манжетами.

В балке моста имеются резьбовые отверстия с пробками для заливки и слива масла, а также сапун 4 для связи внутренней полости моста с окружающей средой.

Средний ведущий мост грузовых автомобилей КамАЗ имеет конструкцию, аналогичную заднему ведущему мосту. Отличием является наличие в среднем ведущем мосту блокируемого меж­осевого дифференциала, картер которого крепится к картеру глав­ной передачи моста.

Межосевой дифференциал — конический, симметричный, ма­лого трения. Он имеет конструкцию, аналогичную межколесному дифференциалу. Межосевой дифференциал состоит из разъемно­го корпуса, крестовины, четырех сателлитов и двух конических шестерен привода среднего и заднего ведущих мостов. Блокировка межосевого дифференциала осуществляется специальным меха­низмом, корпус которого укреплен на картере межосевого диф­ференциала. Привод механизма блокировки дифференциала — пневматический, рычаг его управления находится на щитке при­боров в кабине водителя.

Задний ведущий мост грузовых автомобилей МАЗ (рис. 4.52) включает в себя стальную литую балку, двойную главную переда­чу, конический дифференциал и бесфланцевые полуоси.

К центральной части балки 14 моста прикреплен картер 10 глав­ной передачи и дифференциала. В полуосевые рукава балки моста запрессованы стальные толстостенные трубы 8, на которых на двух роликовых подшипниках установлены ступицы ведущих колес автомобиля.

Двойная главная передача — разнесенная. Она состоит из цент­ральной и колесных передач.

Центральная передача выполнена в виде пары конических ше­стерен со спиральными зубьями и вместе с дифференциалом размещена влитом картере 10. Ведущая коническая шестерня 11 с валом установлена на трех роликовых подшипниках, а ведомая коническая шестерня 13 прикреплена к корпусу 12 дифферен­циала.

Дифференциал — конический, симметричный, малого трения, четырехсателлитный.

Колесная передача — планетарная, она состоит из ведущей (солнечной) шестерни 3, трех сателлитов 4, наружной 2 и внут­ренней 15 чашек и ведомой (коронной) шестерни 6. Все шестерни колесной передачи цилиндрические, прямозубые. Солнечная шес­терня и сателлиты имеют наружные зубья, а коронная шестерня — внутренние зубья. Солнечная шестерня установлена на шлицах по­луоси, а сателлиты — на роликовых подшипниках на осях 5, за­крепленных в наружной и внутренней чашках колесной переда­чи, которые соединены болтами и жестко связаны с балкой моста. Коронная шестерня и крышка 1 прикреплены к ступице 7 колеса автомобиля.

Передача крутящего момента от полуоси на ступицу колеса осуществляется через солнечную шестерню, сателлиты и корон­ную шестерню. Крышка 1, коронная шестерня 6ч ступица 1коле­са образуют вращающийся картер, в который заливают масло для смазывания шестерен передачи и подшипников ступицы колеса.

Внутренняя полость колесной передачи связана через сапун с окру­жающей средой.

Комбинированный мост. Это мост, выполняющий функции ве­дущего и управляемого мостов одновременно.

Комбинированный мост (рис. 4.53, а) включает в себя главную передачу, дифференциал и привод ведущих управляемых колес. Главная передача 1 и дифференциал 2 имеют такую же конструк­цию, как и главная передача и дифференциал заднего ведущего моста. Привод ведущих управляемых колес представляет собой карданные передачи с карданными шарнирами 4 равных угловых скоростей. Конструкция привода ведущих управляемых колес за­висит от типа их подвески.

У грузовых автомобилей при зависимой подвеске колес (рис. 4.53, б) и неразрезной балке ведущего моста в приводе колес приме­няются карданные передачи с одним карданным шарниром 4 равных угловых скоростей. Крутящий момент к карданному шар­ниру 4 подводится от дифференциала 2 внутренней полуосью 3. Наружная полуось 5 имеет фланец, от которого крутящий момент передается на ступицу 6 колеса. Ступица установлена на поворот­ной цапфе на двух подшипниках, и полуоси 3 и 5 передают толь­ко крутящий момент.

У легковых автомобилей при независимой подвеске ведущих управляемых колес (рис. 4.53, в) обычно используют карданные передачи с двумя шарнирами 4 равных угловых скоростей. При этом внутренние шарниры обеспечивают вертикальные переме­щения колес, а наружные шарниры — их поворот. При независимой подвеске колес иногда используют карданные передачи с двумя кар­данными шарнирами 7 неравных угловых скоростей и одним кар­данным шарниром 4 равных угловых скоростей (рис. 4.53, г).

Конструкция комбинированных мостов. Рассмотрим устройство переднего моста и привода колес легковых автомобилей ВАЗ по­вышенной проходимости (рис. 4.54).

Передний мост — комбинированный. Он выполняет функции ведущего и управляемого мостов одновременно и имеет постоян­ный привод от раздаточной коробки. Передний мост автомобиля включает в себя картер, главную передачу, дифференциал и при­вод передних колес. Картер 4 переднего моста выполнен в виде неразъемного корпуса с развитой средней частью. Он отлит из алюминиевого сплава. К средней части’ корпуса прикреплены крышки 9 и 2. Крышка 9 отлита из алюминиевого сплава, а крыш­ка 2 отштампована из листовой стали. В крышке 9 имеется сливное отверстие с резьбовой пробкой 10. По бокам корпуса изготовлены специальные фланцы для установки крышек 1 подшипников 12 корпусов внутренних шарниров 13 привода передних колес. Внут­ри картера переднего моста размещаются главная передача 8 и дифференциал 7. Картер переднего моста крепится к кронштейнам двигателя с помощью двух шпилек 3 и кронштейна 6. В картер моста через отверстие с резьбовой пробкой 11 заливается транс­миссионное масло. Внутренняя полость картера через сапун 5 со­общается с атмосферой.

Главная передача и дифференциал переднего моста имеют та­кое же устройство, как у заднего моста, и детали их унифициро­ваны (см. рис. 4.50).

Привод передних колес передает крутящий момент от диф­ференциала к передним управляемым колесам. Привод передних колес (рис. 4.55) представляет собой карданную передачу, кото­рая включает в себя вал, наружный и внутренний шарниры. Вал 10 привода выполнен сплошным. На концах вала имеются шлицы для установки наружного и внутреннего шарниров привода. На­ружный шарнир привода передних колес состоит из корпуса 1, обоймы 3, шести шариков 4 я сепаратора 7. Внутри корпуса шар­нира и снаружи его обоймы имеются специальные канавки, в которых размещаются шарики. Шарики обеспечивают подвиж­ное соединение корпуса и обоймы шарнира. Обойма 3 шарнира неподвижно закреплена на шлицевом конце вала 10 стопорным 2 и упорным кольцами. Шарнир защищен от пыли, грязи и вла­ги чехлом 9, который имеет защитный кожух 6. Чехол и кожух закреплены хомутами 5. Корпус 1 наружного шарнира имеет шлицевой наконечник, с помощью которого он соединяется со ступицей переднего колеса автомобиля. Внутренний шарнир при­вода передних колес имеет устройство, аналогичное наружному шарниру. Однако он несколько отличается от наружного шарни­ра по своей конструкции. Корпус 11внутреннего шарнира также имеет шлицевой наконечник, которым он соединяется с полу­осевой шестерней дифференциала переднего моста автомобиля. Конструкция шарниров привода передних колес позволяет пе­редавать крутящий момент при значительных углах между вала­ми, максимальные значения которых составляют 42° для наруж­ного шарнира и 18 ° для внутреннего. При сборке в шарниры зак­ладывается специальная смазка в количестве 75 см3 в наружный шарнир и 150 см3 во внутренний. В процессе эксплуатации авто­мобиля шарниры в дополнительной смазке не нуждаются.

На рис. 4.56 представлена конструкция переднего ведущего моста грузовых автомобилей ЗИЛ высокой проходимости. Главная пере­дача моста — двойная, центральная. Она состоит из двух пар ше­стерен: конической 17 со спиральными зубьями и цилиндриче­ской 8 с косыми зубьями. Дифференциал 9 — конический, сим­метричный, малого трения, четырехсателлитный. Главная пере­дача и дифференциат размещены в картере 10, который крепится к центральной части балки 12 моста. К концам балки моста при­креплены шаровые опоры 15 для поворотных цапф 1. Внутри каж­дой поворотной цапфы размещена наружная полуось 2, которая соединяется с внутренней полуосью 13 шариковым карданным

шарниром 1Травных угловых скоростей. На шлицах наружной по­луоси установлен фланец 3 для крепления к ступице 5 ведущего управляемого колеса. Шкворень для поворота колеса сделан раз­резным и состоит из двух шипов 6, которые жестко закреплены в шаровой опоре. На шкворне на роликовых конических подшип­никах 7 установлена поворотная цапфа, а на ней также на роли­ковых конических подшипниках 4 — ступица колеса, имеющего шину с регулируемым давлением.

Дифференциал: назначение, типы дифференциалов. Симметричный конический дифференциал: устройство и работа.

Дифференциал предназначен для передачи, изменения и распределения крутящего момента между двумя потребителями и обеспечения, при необходимости, их вращения с разными угловыми скоростями.

Дифференциал является одним из основных конструктивных элементов трансмиссии. Расположение дифференциала в трансмиссии автомобиля:

в заднеприводном автомобиле для привода ведущих колес – в картере заднего моста;

в переднеприводном автомобиле для привода ведущих колес – в коробке передач;

в полноприводном автомобиле для привода ведущих колес – в картере переднего и заднего мостов;

в полноприводном автомобиле для привода ведущих мостов – в раздаточной коробке.

Дифференциалы, используемые для привода ведущих колес, называются межколесными. Межосевой дифференциал устанавливается между ведущими мостами полноприводного автомобиля.

Конструктивно дифференциал построен на основе планетарного редуктора. В зависимости от вида зубчатой передач, используемой в редукторе, различают следующие виды дифференциалов:

Конический дифференциал применяется в основном в качестве межколесного дифференциала.

Конический дифференциал имеет следующее общее устройство:

Корпус (другое наименование – чашка дифференциала) воспринимает крутящий момент от главной передачи и передает его через сателлиты на полуосевые шестерни. На корпусе жестко закреплена ведомая шестерня главной передачи. Внутри корпуса установлены оси, на которых вращаются сателлиты.

Сателлиты, играющие роль планетарной шестерни, обеспечивают соединение корпуса и полуосевых шестерен. В зависимости от величины передаваемого крутящего момента в конструкции дифференциала используется два или четыре сателлита. В легковых автомобилях применяется, как правило, два сателлита.

Полуосевые шестерни (солнечные шестерни) передают крутящий момент на ведущие колеса через полуоси, с которыми имеют шлицевое соединение. Правая и левая полуосевые шестерни могут иметь равное или различное число зубьев. Шестерни с равным числом зубьев образуют симметричный дифференциал, тогда как неравное количество зубьев характерно для несимметричного дифференциала.

Симметричный дифференциал распределяет крутящий момент по осям в равных соотношениях, независимо от величины угловых скоростей ведущих колес. Благодаря этим свойствам симметричный дифференциал используется в качестве межколесного дифференциала.

Несимметричный дифференциал делит крутящий момент в определенном соотношении, поэтому устанавливается между ведущими осями автомобиля.

Работа дифференциала

В работе симметричного межколесного дифференциала можно выделить три характерных режима:

движение в повороте;

движение по скользкой дороге.

При прямолинейном движении колеса встречают равное сопротивление дороги. Крутящий момент от главной передачи передается на корпус дифференциала, вместе с которым перемещаются сателлиты. Сателлиты, обегая полуосевые шестерни, передают крутящий момент на ведущие колеса в равном соотношении. Так как сателлиты на осях не вращаются, полуосевые шестерни движутся с равной угловой скоростью. При этом частота вращения каждой из шестерен равна частоте вращения ведомой шестерни главной передачи.

При движении в повороте внутреннее ведущее колесо (расположенное ближе к центру поворота) встречает большее сопротивление, чем наружное колесо. Внутренняя полуосевая шестерня замедляется и заставляет сателлиты вращаться вокруг своей оси, которые в свою очередь увеличивают частоту вращения наружной полуосевой шестерни. Движение ведущих колес с разными угловыми скоростями позволяет проходить поворот без пробуксовки. При этом, в сумме частоты вращения внутренней и наружной полуосевых шестерен всегда равна удвоенной частоте вращения ведомой шестерни главной передачи. Крутящий момент, независимо от разных угловых скоростей, распределяется на ведущие колеса в равном соотношении.

При движении по скользкой дороге одно из колес встречает большее сопротивление, тогда как другое проскальзывает — буксует. Дифференциал, в силу своей конструкции, заставляет вращаться буксующее колесо с увеличивающейся скоростью. Другое колесо при этом останавливается. Сила тяги на буксующем колесе, по причине низкой силы сцепления, мала, поэтому и крутящий момент на этом колесе тоже мал. А так как дифференциал у нас симметричный, то на другом колесе крутящий момент тоже будет небольшим. Тупиковая ситуация – автомобиль не может сдвинуться с места.

Для продолжения движения необходимо увеличить крутящий момент на свободном колесе. Это осуществляется с помощью блокировки дифференциала.