Просто о сложном: что такое дифференциал и зачем он нужен

Ремонт автомобиля

Дифференциал в автомобиле — это конструкция в авто, представляющая собой часть трансмиссии. Узел обеспечивает возможность обеспечить разные угловые скорости для колес машины. При повороте колёса – находящиеся с внешней стороны, движутся со своей скоростью, а внутренние – со своей.

Это естественно, ведь диаметр поворота у них различается. Это легко проследить, если нарисовать схему перемещения авто на повороте или в круговом движении. Внешние колеса всегда описывают бОльший круг, чем внутренние.

Соответственно для плавного, комфортного передвижения они должны вращаться по- разному. В этом как раз назначение дифференциала.

Как работает дифференциал

Картинка Как работает дифференциал
4x4action.ru

На языке специалистов устройство занимается распределением крутящего момента, из карданного вала на ведущие колеса. Передние или задние — это зависит от типа привода. Для чего нужен дифференциал? — Он предотвращает пробуксовку какого-либо колеса, позволяя движение колес с разной скоростью, чтобы проделывать необходимый им путь на повороте.

Можно сформулировать принцип работы этого механизма:

  1. Обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя на колеса.
  2. Вслед за коробкой передач уменьшает число оборотов на пути к колесам, благодаря чему растет крутящий момент.
  3. При передаче энергетического движения на колеса механизм за счет сложного шестереночного сцепления создает свою скорость на каждом из них.

Главный недостаток дифференциала

Прекрасный узел имеет свои недостатки, которые являются продолжением его достоинств — способность передавать до 100% мощности на одно колесо.

Когда авто съезжает с ровной дороги на ледяную поверхность или пересеченную местность, начинаются пробуксовки. Одно ведущее колесо дрифтует на месте, а второе крутится с большой скоростью. Машину лишает возможности передвижения тот же самый дифференциал.

Какие типы дифференциалов бывают

Устройства различаются по нескольким критериям

Расположение

  • Межколёсный узел монтируется на оси, соединяющей два колеса.
  • Межосевой дифференциал в автомобиле монтируется так, чтобы была передача крутящего момента между мостами: передним и задним – это прерогатива полноприводных авто.

Разновидность зубчатой передачи

  • Конического типа.
  • Цилиндрического типа.
  • Червячного типа.

Количество зубьев шестерен

  • Симметричного вида.
  • Несимметричного вида.
Картинка типы дифференциалов
tdiesel.ru

Где применяются различные типы дифференциалов

Устройства устанавливаются в соответствии с типом автопривода

  • Конический симметричный узел стоит на задне- и переднеприводных машинах;
  • Цилиндрический несимметричный дифференциал устанавливается на полноприводных;
  • Червячный тип передачи допустим на всех типах авто.

Характерной особенностью полноприводных автомашин является то, что для них необходимы дифференциалы между парой ведущих колес на одной оси в количестве двух и один межосевой – между двумя мостами. Но не всегда конструктивно предусмотрен именно такой расклад, устройство между мостами отсутствует.

В этой ситуации производители дают рекомендацию владельцам авто не подключать полный привод на гладкой, ровной дороге, а активизировать его только в условиях бездорожья.

Дифференциал как часть трансмиссии

Картинка Дифференциал как часть трансмиссии
studiplom.ru

Поскольку передачей крутящего момента от двигателя на колеса занимается трансмиссионная система автомобиля, узел входит как составная часть в эту систему.

Наряду с ним в стандартный набор трансмиссии входят:

  • Сцепление.
  • Коробка передач.
  • Полуоси колесного привода.
  • Главная передача.
  • Шарниры угловых скоростей (ШРУС).

Узел функционирует совместно с главной передачей. Важная характеристика устройства – коэффициент блокировки – это отношение крутящего момента одного колеса к другому. Чем он выше, тем более высоко можно оценить характеристику проходимости машины.

Картинка Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля
studiplom.ru

 

Обратить внимание!
Тип привода определяет, где будет расположен дифференциал в автомобиле:
  • Монтируется в раздаточной коробке – это вариант полноприводных авто.
  • Ставится в коробку передач – такой вариант характерен для переднего привода.
  • Монтируется в картере заднего моста – это происходит на машинах, на которых установлен задний привод.

Устройство дифференциала

В узле расположен комплекс шестерен, которые имеют 2 степени свободы вращения. Действует принцип планетарной передачи: в пределах одной оси существует возможность складывать и раскладывать угловые скорости.

Конструктивно схема дифференциала выглядит следующим образом:

  • Корпус, к нему ведет главная ось, передавая крутящий момент от мотора.
  • Шестерни полуосей, на которых крепятся колеса, они передают крутящий момент.
  • Сателлиты – небольшие шестеренки, связанные с корпусом осями. При необходимости они входят в зацепление с основными шестернями. Так обеспечивается работа дифференциала.
Картинка Устройство дифференциала
salecar.pro

Схема работы дифференциала

Работу механизма можно отследить на примере симметричного межколесного конического устройства. Оно функционирует на большинстве автомашин, бороздящих дороги: передне- или заднеприводных.

Картинка Схема работы дифференциала
techautoport.ru
  1. Когда автомобиль движется прямо, нагрузка между колесами равномерна, это касается и угловой скорости. Шестерня главной передачи передает крутящий момент на полуоси, через зубчатое сцепление, которое неподвижно.
  2. Поворот приводит к неравномерному распределению усилий на колеса. Внутреннее, которому нужно пройти по меньшему радиусу, подвергается большему сопротивлению, чем наружное. Ему нужно снизить вращательный момент и скорость вращения.
    Наружное, напротив, должно двигаться с большей угловой скоростью по большему радиусу. Это необходимо, чтобы избежать пробуксовки или дрифта, то есть отсутствия вращения на колесе.
    Приводятся в действие сателлиты – шестерни, расположенные под 90 градусов к основным, они увеличивают крутящий момент внешних колес и, соответственно, их скорость.
  3. Пробуксовка возникает, когда на дороге образуется местами лед, или когда движение происходит по бездорожью. На колеса оказывается разная нагрузка – одно из них начинает буксовать.
    Случай, похожий на ситуацию поворота. Разница следующая: теперь буксующее колесо получает усиленный крутящий момент от дифференциала, а второе перестает двигаться. Стоп — машина ‑ происходит остановка транспортного средства.

Чтобы компенсировать проблемы, возникающие в условиях пробуксовки, изобретены способы преодоления этих неприятностей.

Блокировка дифференциала и система курсовой устойчивости

Преодоление отрицательных моментов работы происходит с посредством блокировки, либо подключением группы устройств, обеспечивающих курсовую устойчивость.

Блокировка дифференциала

Блокировка означает отключение сателлитов.

Для различных видов транспортных средств способы блокировки разные.

В кроссоверах практикуют установку самоблокирующихся устройств.

Для большинства автомобилей с электронной системой управления подключаются электронные блокираторы, совмещенные с системой курсовой устойчивости.

Система курсовой устойчивости

Картинка Система курсовой устойчивости
cardefence.ru

Электронная система активной безопасности ESC -Electronic Stability Control (Электронный контроль устойчивости) предназначена для поддержания курса автомобиля, чтобы он не уходил в заносы при маневрировании. Она тормозит авто в ситуациях значительного отклонения от траектории перемещения.

Объединяет возможности ABS – антиблокировочной системы и противобуксовочной системы TCS (Traction Control System), которая предназначена для предотвращения проскальзывания ведущих колес.

Виды дифференциалов

Автомобильные дифференциалы подразделяются на несколько основных видов:

Дифференциал с полной блокировкой Включается водителем путем нажатия соответствующей кнопки.
Проблемы: снижение управляемости и истирание покрышек
LSD
Limited Slip Differential
Самоблокирующееся устройство: блокирование срабатывает в ситуации, когда разница в скоростях колес достигает больших величин.
Благодаря такому устройству авто плавно преодолевает участки с наледями и грязью.
Дифференциал Торсен.
Разработана Co Siemens

Вариант самоблокирующегося устройства.
Устройство дифференциала: узел, в котором соединены конический и червячный принципы. Червячный тип перестает работать при определенном соотношении крутящих моментов.
Дифференциал Квайф Особенность конструкции: расположение сателлитов параллельно к оси вращения корпуса
Вискомуфта Вариант самоблокирующегося устройства.
Работает как гидротрансформатор.
Заливается силикон. При нормальной t он находится в жидком состоянии. При повышении температуры расширяется и становится вязким.
Недостаток: подобные конструкции неремонтопригодны.
Электронный блокатор Блок осуществляется бортовым компьютером при определенных условия, которые можно задать.
Картинка Дисковый самоблокирующийся дифференциал
4x4action.ru

Неисправности и обслуживание

Дифференциал – это надежный узел. Сломать его может сам водитель, если предпринимает неправильные действия в условиях буксования.

Ремонт сводится к замене узла в сборе.

Исправное устройство нуждается в замене масла, необходимо использовать специальные или качественные универсальные масла.

А на этом, дорогие мои товарищи автолюбители, всё.

Предлагаю в тему повышения своих знаний об автомобиле статью про автоматические системы экстренного торможения. Жмите сюда.

Если с чем-то не согласны, или есть замечания по тексту и по теме пишите в комментариях. Буду весьма признателен за общение и за помощь.

Удачи вам и вашему автомобилю.

Пока, пока.

Оцените статью
СамСебеРуль
Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector