Что такое в машине дифференциал: что это, значение, принцип работы

Автомобильный дифференциал: устройство, неисправности и методика выбора

Содержание

• Что такое дифференциал машины
• История создания и назначение дифференциала
  • Устройство дифференциала
• Схема работы дифференциала
  • При прямолинейном движении
  • При повороте
  • При пробуксовке
• Типы дифференциалов
  • Механически блокируемые дифференциалы
  • Самоблокирующийся дифференциал
  • Электроблокировка
• Подробнее о блокировке дифференциала
• Неисправности дифференциалов
• Поиск нового дифференциала
• Вопросы и ответы:

В технической документации полноценных внедорожников, некоторых кроссоверов и полноприводных городских автомобилей имеется фраза «блокировка дифференциала». Разберемся, что это такое, какое его назначение в машине, как он работает, а также как подобрать новый взамен вышедшего из строя.

Что такое дифференциал машины

Дифференциал в автомобиле это элемент трансмиссии. Он обеспечивает независимое вращение ведущих колес, но при этом передает на каждое из них одинаковый крутящий момент.

Данный элемент особенно важен для стабильности автомобиля на виражах. Из физики нам известно, что при повороте колесо, находящееся на внутренней части полукруга проходит меньший путь, чем колесо, которое находится на внешней стороне круга. В случае с ведомыми колесами это вообще не ощущается.

Что же касается ведущих колес, то если бы в трансмиссии не было дифференциала, на виражах любой автомобиль значительно терял бы в стабильности. Проблема в том, что внешнее и внутреннее колеса на повороте должны вращаться с разной скоростью, чтобы сохранялось сцепление с дорожным покрытием. В противном случае одно из колес либо скользило бы, либо пробуксовывало.

Дифференциал устанавливается на ведущую ось. В случае с автомобилями с полным приводом (класс SUV или 4х4) этот механизм имеется на всех осях.

В некоторых автомобилях выполняется заварка дифференциала специально для того, чтобы автомобиль дрифтовал. Примером тому служат поноприводные раллийные машины, имеющие заваренный дифференциал. Однако для обычной городской езды лучше использовать заводской или, как его еще называют, открытый дифференциал.

История создания и назначение дифференциала

Конструкция дифференциала появилась практически одновременно с началом производства транспортных средств, оснащенных двигателем внутреннего сгорания. Разница была лишь в пару лет.

Первые машины были настолько нестабильными на поворотах, что инженерам пришлось ломать голову над тем, как бы передать одинаковую тягу на ведущие колеса, но при этом сделать так, чтобы они могли вращаться с разными скоростями на виражах.

Хотя нельзя сказать, что сам механизм был разработан после появления автомобилей с ДВС. Дело в том, что для решения управляемости первых авто была позаимствована разработка, которая до того применялась на паровых повозках.

Сам механизм был разработан инженером из Франции – Онесифором Пеккёром в 1825-м году. Работу над проскальзывающим колесом в машине продолжил Фердинанд Порше. При сотрудничестве его компании вместе с ZF AG (Friedrichshafen) был разработан кулачковый дифференциал (1935 год).

Массовое применение LSD-дифференциалов началось, начиная с 1956 года. Технологией пользовались все автопроизводители, так как она открывала новые возможности для четырехколесного транспорта.

Устройство дифференциала

За основу дифференциала был взят редуктор с планетарной передачей. Простой редуктор состоит из двух шестерен, которые имеют разное количество зубьев одинакового размера (для постоянного зацепления).

Когда вращается большая шестеренка, меньшая выполняет больше оборотов вокруг своей оси. Планетарная модификация обеспечивает не только передачу крутящего момента на приводную ось, но и преобразует его так, чтобы скорости ведущего и ведомого валов были разными. Помимо обычно шестеренчатой передачи в планетарных редукторах применяется несколько дополнительных элементов, которые взаимодействуют с тремя основными.

Дифференциал использует весь потенциал редукторов планетарного типа. Благодаря тому, что такой механизм имеет две степени свободы и позволяют менять передаточное число, такие механизмы оказались эффективными для обеспечения стабильности ведущих колес, вращающихся с разной скоростью.

В устройство дифференциала входят:

• Корпус или чашка дифференциала. В нем закреплена вся планетарная передача и шестерни;
• Шестерни полуосей (чаще всего используется солнечный тип). Принимают крутящий момент от сателлитов и передают на ведущие колеса;
• Ведомая и ведущая шестерни главной передачи;
• Сателлиты. Выполняют функцию шестерен планетарного механизма. Если автомобиль легковой, то таких деталей в одном механизме будет два. У внедорожников и грузовиков планетарная передача имеет 4 сателлита.

Схема работы дифференциала

Существует две разновидности подобных механизмов – это симметричный и несимметричный дифференциал. Первая модификация способна передавать крутящий момент на полуоси в равной степени. На их работу не влияют угловые скорости ведущих колес.

Вторая модификация обеспечивает регулировку крутящего момента между колесами ведущей оси, если они начинают вращаться с разной скоростью. Нередко такой дифференциал устанавливается между осями полноприводного транспорта.

Подробней о режимах работы дифференциала. Механизм по-разному срабатывает при таких ситуациях:

• Машина прямо едет;
• Автомобиль выполняет маневр;
• Ведущие колеса начинают буксовать.

Вот как действует дифференциал:

Как работает дифференциал autostuk.ru

Смотрите это видео на YouTube

При прямолинейном движении

Когда машина едет прямо, сателлиты просто являются связующим звеном между осевыми шестернями. Колеса автомобиля вращаются с одинаковой скоростью, поэтому чашка вращается, как единая труба, которая соединяет обе полуоси.

Крутящий момент распределяется между двумя колесами равномерно. Обороты колес соответствуют оборотам ведущей шестерни.

При повороте

Когда машина выполняет маневр, колесо, находящееся во внешнем радиусе поворота, совершает больше оборотов, чем то, что находится на внутреннем радиусе поворота. Внутреннее колесо сталкивается с большим сопротивлением, так как крутящий момент для внешнего колеса увеличивается, а дорога не позволяет ему вращаться с соответствующей скоростью.

В этом случае вступают в игру сателлиты. Шестерня внутренней полуоси замедляется, из-за чего планетарная передача в чашке начинает вращение в противоположную сторону. Такой механизм позволяет сохранить стабильность авто даже на крутых и затяжных поворотах. Также он предотвращает чрезмерный износ покрышки замедляющегося колеса.

При пробуксовке

Третья ситуация, в которой оказывается полезным дифференциал – пробуксовка одного из колес. Такое, например, случается, когда машина попадает в грязь или движется по гололеду. В этом режиме дифференциал работает по совершенно иному принципу, чем во время поворота.

Дело в том, что при пробуксовке вывешенное колесо начинает свободно вращаться, что приводит к потере крутящего момента на то колесо, которое имеет достаточное сцепление с дорожным покрытием. Если бы дифференциал работал в режиме поворота, попав в грязь или на гололед, автомобиль вообще остановился бы, так как тяга вообще пропала бы.

Чтобы устранить подобную проблему, инженерами был разработан блокируемый дифференциал. О его работе поговорим немного позже. Прежде стоит рассмотреть существующие модификации дифференциалов и их отличия.

Типы дифференциалов

Если автомобиль имеет одну ведущую ось, то он будет оснащен межколесным дифференциалом. В полноприводном ТС используется межосевой дифференциал. На переднеприводных машинах такой механизм также называется передний дифференциал, а модели в заднеприводных авто называются задним дифференциалом.

Данные механизмы распределяются на три категории по типу зубчатых передач:

• Конический дифференциал;
• Червячный дифференциал;
• Цилиндрический дифференциал.

Различаются они между собой формой главной и осевых шестерен. Конические модификации устанавливаются в переднее- и заднеприводных машинах. Цилиндрические применяются в полноприводных моделях, а червячные подходят для любых типов трансмиссий.

В зависимости от модели автомобиля и дорожной обстановки, в которой эксплуатируется транспортное средство, полезными окажутся следующие типы дифференциалов:

1. Механическая блокировка;
2. Самоблокирующийся дифференциал;
3. Электроблокировка.

Механически блокируемые дифференциалы

В этой модификации сателлиты блокируются самим водителем при помощи специальных переключателей на колесах. Когда машина совершает прямолинейное движение или поворачивает, дифференциал работает в обычном режиме.

Как только авто попадает на дорогу с нестабильным покрытием, например, заезжает в лес с грязью или на заснеженную дорогу, водитель переводит рычаги в нужное положение, благодаря чему работа сателлитов блокируется.

В таком режиме планетарная передача не работает, и автомобиль в принципе оказывается без дифференциала. Все ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью, что предотвращает пробуксовку, а тяга сохраняется на всех колесах.

Подобные механизмы имеют более простое устройство и устанавливаются на некоторых бюджетных внедорожниках, как например, в отечественных УАЗах. Так как при медленном движении по грязи покрышки не изнашиваются чрезмерно, подобная конструкция не вредит шинам авто.

Самоблокирующийся дифференциал

В этой категории несколько разновидностей механизмов. Примером подобных устройств являются:

• LSD. В таких редукторах при чрезмерно высоком вращении одной из полуосей происходит автоматическая блокировка сателлитов. Это предотвращает потерю тяги у стабильного колеса;
• Вязкостная муфта. В таких дифференциалах используется вязкое вещество на основе силикона. В прохладном состоянии она сохраняется в жидком состоянии. Как только она начинает нагреваться и перемешиваться, свойства вещества меняются, и оно приобретает клейкую структуру, что увеличивает его вязкость. Эта характеристика увеличивается с повышением разницы во вращении полуосей. Вискомуфты имеют несколько существенных недостатков. Во-первых, они не ремонтируются. Когда вещество теряет свои свойства, весь блок нуждается в замене. Во-вторых, блокировка происходит при сильной пробуксовке колеса, поэтому машина не всегда эффективно справляется с бездорожьем. Несмотря на эти недостатки, механизм отличается бюджетной ценой. Большинство недорогих кроссоверов оснащаются именно такими дифференциалами.
• Torsen. В торсенах используется червячная блокировка. Когда коэффициент крутящего момента на одной полуоси повышается или понижается в соотношении со второй полуосью, срабатывает блокировка. Такая технология применяется, например, на автомобилях Audi. Устройство также можно отнести к категории механически блокируемых механизмов. Оно считается самым надежным среди всех разновидностей дифференциалов и отличается своей простотой. По этой причине они имеют высокую стоимость.

Электроблокировка

Такие дифференциалы связаны с электроникой автомобиля. Они считаются самыми дорогими, так как имеют сложное строение и привод блокировки. Данный механизм связан с ЭБУ автомобиля, который получает данные от систем, следящих за вращением колес, например,ABS. В некоторых автомобилях можно отключить автоматическую блокировку. Для этого на панели управления имеется специальная кнопка.

Преимущество электронных вариантов в том, что они позволяют установить несколько степеней блокировки. Еще один плюс таких механизмов в том, что они отлично помогают справиться с избыточной поворачиваемостью. В таких моделях крутящий момент подается на шестерню полуоси, которая вращается с меньшей скоростью.

Подробнее о блокировке дифференциала

Любой межколесный дифференциал имеет существенный недостаток – крутящий момент автоматически подается на колесо, которое вращается сильнее. Из-за этого второе колесо, которое имеет достаточное сцепление с дорогой, теряет тягу. По этой причине такой редуктор не даст возможности самостоятельно выбраться из грязи или сугроба.

Как уже было сказано раньше, проблема решается блокировкой сателлитов. Существует два режима блокировки:

• Полная блокировка осуществляется благодаря тому, что все элементы редуктора имеют жесткую сцепку. Благодаря этому колесо с наилучшим сцеплением с дорогой получает достаточный крутящий момент;
• Частичная блокировка возможна благодаря изменению коэффициента блокировки. Когда автомобиль едет по прямой, этот коэффициент равняется 1. Как только в симметричном дифференциале происходит блокировка сателлитов, этот коэффициент меняется на значение от 3 до 5. В этом случае пробуксовывающее колесо продолжает вращаться, но на него поступает уже меньший крутящий момент.

Вот видео о том, зачем блокируют дифференциал:

Зачем блокируют дифференциал на внедорожниках, и что это такое

Смотрите это видео на YouTube

Неисправности дифференциалов

Учитывая, что в конструкции любого дифференциала используется взаимодействие шестерен и осей, такой механизм подвержен быстрому износу и поломкам. На элементы планетарного механизма оказывается серьезная нагрузка, поэтому без должного обслуживания они быстро выйдут из строя.

Хотя шестерни изготавливаются из прочных материалов, на механизм стоит обратить внимание, если при езде увеличился шум, стук и вибрации, которых раньше не было. Также тревожный момент – течь смазки. Хуже всего, если механизм заклинивает. Однако при должном обслуживании такое происходит крайне редко.

В автосервис нужно обратиться, как только появляется течь масла из корпуса редуктора. Производить проверку узла можно и самостоятельно. Помимо визуального осмотра после поездки можно проверить температуру масла в картере редуктора. При нормальной работе механизма этот показатель будет составлять около 60 градусов. Если дифференциал нагревается намного сильнее, значит стоит обратиться за консультацией к специалисту.

В рамках планового обслуживания следует проверять уровень смазки и ее качество. Каждый производитель масла для трансмиссии устанавливает свой регламент по его замене. Не стоит игнорировать эту рекомендацию, так как в масле могут находиться мелкие абразивные частицы, которые будут портить зубья шестерен, а также разрушать масляную пленку, предотвращающую трение металлических деталей.

Если в результате визуального осмотра было замечено подтекание центрального дифференциала или наблюдается похожая проблема у аналогов переднеприводного авто, следует заменить сальник.  Снижение уровня смазки приводит к повышенному трению деталей, что значительно сокращает рабочий ресурс устройства. Работа редуктора на сухую приводит в негодность сателлиты, подшипник и осевые шестерни.

Самостоятельную диагностику дифференциала проводят следующим образом. Вначале поддомкрачивают ведущую ось авто. Коробка передач переводится в нейтральное положение. Одно колесо вращается сначала в одну, а затем в другую сторону. Та же процедура делается со вторым колесом.

При исправном дифференциале вращение колес будет происходить без люфта и шума. Также некоторые неисправности можно устранить самостоятельно. Для этого редуктор снимают, разбирают и промывают все его элементы в бензине (чтобы выявить дефектные места). Во время выполнения этой процедуры можно обнаружить люфт сателлитов и выработку на шестернях.

Изношенные элементы удаляют, а вместо них производится установка новых деталей. В основном замене подлежат сателлиты, подшипники и сальники, так как они быстрее выходят из строя. Регулировка сателлитов проводится путем подбора шестерен с минимальным зазором между зубьями.

Вот еще одно видео о том, как регулировать преднатяг подшипника дифференциала:

Регулировка натяга подшипников дифференциала

Смотрите это видео на YouTube

Поиск нового дифференциала

Несмотря на то, что межколесный или центральный дифференциал легко найти на рынке автозапчастей, его стоимость достаточно высока (новая деталь может стоить от сотни до тфсячи долларов). По этой причине большинство автомобилистов редко соглашаются на полную замену механизма.

Новый механизм или его отдельные элементы можно найти так же, как и обычные автозапчасти. Легче всего прийти в магазин и попросить конкретную деталь для данного автомобиля. Однако это действует в случае, если автомобиль не модернизировался. В противном случае деталь подбирается по коду узла или по модели авто, из которого была снята запчасть.

Лучше всего искать деталь по данным автомобиля, а не по коду изделия, так как эти символы можно найти только после демонтажа механизма. Данный узел имеет очень много модификаций. Даже для одной и той же марки машины могут использоваться разные дифференциалы.

Учитывая этот момент, крайне сложно найти идеальный аналог с другого автомобиля. Что же касается покупки дифференциала на вторичном рынке, то это оставлено на страх и риск самого автовладельца, так как разобрать и проверить состояние детали никто не даст. Это увеличивает риск купить сильно изношенный механизм.

Подводя итог, стоит сказать, что без дифференциала невозможно создать безопасный и эффективный автомобиль, хотя любители покрутить пятаки на сухом асфальте с этим поспорят.

Вопросы и ответы:

Что такое дифференциал в машине простыми словами? Это механический элемент, который устанавливается между полуосями ведущих колес. Крутящий момент передается на корпус дифференциала через кардан, а дальше он через независимые шестерни поступает на колеса.

Для чего нужен дифференциал в автомобиле? Этот механизм обеспечивает передачу крутящего момента на ведущие колеса, но при выполнении маневров или во время езды по неровностям позволяет колесам вращаться с разной скоростью.

Где находится дифференциал в автомобиле? Этот механизм устанавливается на ведущей оси между полуосями. В полноприводных машинах и моделях с подключаемым полным приводом он устанавливается на каждой оси.

Какой автомобиль имеет межосевой дифференциал? Во всех автомобилях имеется межколесный дифференциал (стоит между полуосями). Межосевой дифференциал используется только в полноприводных моделях авто (он устанавливается между осями).

Главная » Статьи » Устройство автомобиля » Автомобильный дифференциал: устройство, неисправности и методика выбора

2022-05-26

устройство и принцип работы, преимущества и недостатки, виды

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.

Содержание

1. Что такое дифференциал и для чего он нужен?
2. Устройство и принцип работы
3. Преимущества и недостатки
4. Виды дифференциалов
5. Заключение

Что такое дифференциал и для чего он нужен?

Дифференциал – это механизм, отвечающий за распределение момента вращения и угловых скоростей от главной передачи на колёса автомобиля (или на оси, если говорить про межосевой дифференциал). Зачем это нужно? Затем, чтобы дать возможность транспорту нормально поворачивать, не нарушая равномерного сцепления с дорогой каждого колеса.

Если попробовать развернуть на ходу любую повозку с жесткой осью, выяснится, что колесо, находящееся внутри радиуса поворота, пробуксовывает. Одновременно с этим другое колесо, которое находится на наружной дуге и должно двигаться быстрей, теряет сцепление с поверхностью. Другими словами, поворачивать вот так, с двумя колесами, насаженными на одну ось, очень сложно. Можно только посочувствовать лошадям, вынужденным таскать неповоротливые телеги…

Однако автомобиль – давно уже не телега, в том числе и потому, что во время поворота срабатывает дифференциал, который распределяет скорость вращения так, чтобы замедлить колесо внутри дуги поворота и ускорить второе, которое движется по внешней дуге. Всё это происходит без вмешательства водителя, только за счет механического распределения момента вращения.

Где находится дифференциал?

Расположение дифференциалов

Размещение дифференциала зависит от того, какой тип привода использован в автомобиле.

1. В переднеприводных автомобилях установлен передний дифференциал, который находится внутри коробки передач.
2. В заднеприводных моделях установлен в заднем мосту на ведущей оси.
3. В полноприводных автомобилях с постоянным полным приводом ставится межосевой дифференциал в раздаточной коробке (он распределяет усилия между передней и задней осью) и межколесные на каждую ось.
4. А вот подключаемый полный привод не требует межосевого распределителя, в таких автомобилях устанавливается межколесный дифференциал на каждую из осей.

Почему только на ведущую ось (внедорожников это тоже касается, у них обе оси ведущие)? Просто потому, что дифференциал предназначен для того, чтобы распределять момент вращения, идущий от двигателя, а значит, на ведущей оси.

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.

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.

Виды дифференциалов

За годы эволюции это устройство менялось и совершенствовалось. Так что теперь в автомобилестроении используют различные виды дифференциалов, в зависимости от того, на какие нагрузки рассчитан автомобиль, для каких дорожных условий предназначен, какую цель ставили перед собой конструкторы.

1. По особенностям конструкции различают конический, цилиндрический и червячный типы. Название зависит от того, какой тип передачи используется для вращения полуосей. В настоящее время самый распространенный вид – конический.

   Конический дифференциал

   Цилиндрический дифференциал

   Червячный дифференциал

2. По распределению усилия на полуоси различают симметричный и несимметричный. В первом случае количество зубцов на шестернях равное, получаем симметричное распределение вращения. При неравном количестве зубцов усилие распределяется несимметрично, что выгодно для внедорожников высокой проходимости.

Виды блокировки дифференциала. Система блокировки разрабатывалась для внедорожников, для которых пробуксовка любого колеса означает полную остановку автомобиля. На видео, ниже, подробно рассказано о системах блокировки.

Существует три основных типа блокировки.

1. Ручная блокировка дифференциала – это система, при которой водитель самостоятельно включает и выключает блокировку по своему усмотрению. Возле водительского места находится рычаг или кнопка управления блокировкой, с помощью которых принудительно останавливается вращение сателлитов вокруг свой оси. Фактически, дифференциал начинает работать так же, как при движении по прямой, распределяя усилие на обе полуоси поровну. При этом ухудшается управляемость, ведь повороты с заблокированным дифференциалом выполнить крайне сложно.
2. Автоматическая блокировка или самоблокировка – система, которая облегчает управление автомобилем, снимая с водителя необходимость самостоятельно блокировать дифференциал. Самоблокирующийся тип называют еще дифференциалом повышенного трения.
3. Электронная блокировка – это, по сути, имитация работы дифференциала, используемая в антипробуксовочных электронных системах. При необходимости забуксовавшее колесо принудительно замедляется тормозом, после чего дифференциал перераспределяет усилие, давая больше нагрузки на вторую полуось, которая имеет лучшее сцепление с дорогой.

Самоблокирующийся делятся на два основных типа.

1. Тип Torque – блокировка, срабатывающая от разницы крутящего момента на полуосях. При пробуксовке срабатывают гасители скорости, подтормаживающие ту полуось, скорость вращения которой выше.
2. Тип Speed Sensitive – блокировка с помощью вискомуфты, которая срабатывает, если одна из полуосей движется быстрее другой.

На сегодняшний день существует несколько видов дифференциалов, используемых в современных автомобилях.

1. Квайф (Quaife) – самая простая конструкция, главной особенностью которой является использование нескольких пар сателлитов, сцепляющихся между собой попарно. Благодаря возникающим силам трения механизм автоматически подстраивается под дорожные условия, правильно распределяя момент вращения при поворотах и пробуксовке.
2. Вискомуфта – устройство блокировки, основанное на применении жидкости с переменной вязкостью. Чем выше скорость ее перемешивания (соотношение скоростей вращения левой и правой полуосей), тем выше вязкость жидкости, вплоть до полной блокировки контактных дисковых блоков. Вискомуфта устанавливается на кроссоверы и легковые автомобили, то есть она не рассчитана на условия жесткого бездорожья.

   Вискомуфта

3. Дисковая блокировка – конструкция с дополнительными коническими шестернями, муфтами и дисками. При разнице в скорости вращения полуосей разъединяются стыки между шестернями и система блокируется, после чего скорости вращения полуосей выравниваются.

   Дисковая блокировка

4. Полная блокировка (кулачковая) – это тип с ручной блокировкой из салона автомобиля. Несмотря на некоторые неудобства его продолжают использовать во внедорожниках и есть много поклонников именно этого типа блокировки.
5. Торсен (Torsen) – агрегат комбинированного, коническо-червячного типа. Это один из самых мощных и надежных типов механизма, используемый для условий жесткого бездорожья. Принцип его работы подробно описан на видео, ниже.

Заключение

Сегодня дифференциал используется на всех без исключения автомобилях, что говорит о его незаменимости. Многие автовладельцы и не задумываются о том, что там у них под днищем автомобиля, а обо всех нюансах и тонкостях этого узла знают только поклонники автоспорта и сурового бездорожья. Но от того, насколько качественно выполняет свою работу этот узел, зависит уверенность в маневрах и безопасность на дороге.

Что такое автомобильный дифференциал

3/11 Geddes Street Balcatta WA 6021

Запрос сегодня: (08) 9240 5449

Эл. адрес

Автомобильные дифференциалы с годами становятся все более сложными, развиваясь для удовлетворения потребностей более мощных и совершенных автомобилей. Тремя наиболее распространенными типами автомобильных дифференциалов являются открытые, заблокированные, с ограниченным проскальзыванием и дифференциалы с вектором крутящего момента.

Что такое автомобильный дифференциал?

Вы можете подумать – что такое дифференциал? Проще говоря, автомобильные дифференциалы используют специальные шестерни, которые позволяют двум колесам, соединенным с одной осью, вращаться с разными скоростями.

Основное назначение дифференциалов — позволить автомобилям легко проходить повороты. Когда ваша машина поворачивает за угол, внешнее колесо должно вращаться быстрее, чем внутреннее, так как у него больше места для покрытия.

Ваш дифференциал достигает этого за счет равномерного распределения крутящего момента на оба колеса, что позволяет им реагировать, обеспечивая сцепление с дорогой или реагируя на сопротивление. Колесо с наибольшим сопротивлением будет вращаться меньше, а колесо с наименьшим сопротивлением будет вращаться быстрее.

История автомобильных дифференциалов

До изобретения автомобилей фургоны, колесницы и повозки страдали от одной и той же проблемы: одно из передних или задних колес буксовало или пробуксовывало при попытке повернуть за угол. Промышленная революция добавила новую проблему, которую необходимо решить: как сделать так, чтобы колеса с приводом от двигателя, установленные на одной оси, вращались независимо друг от друга?

Самые ранние модели автомобилей не знали, как решить эту дилемму, и просто приводили каждое колесо в движение на независимой оси. Наличие двух комплектов переднего и заднего дифференциалов было далеко не идеальным решением, поскольку колеса часто имели недостаточную мощность и часто сталкивались с проблемами сцепления на чем-либо, кроме твердой ровной поверхности. В конце концов, в 1827 году французский часовщик Онесифор Пеккер изобрел открытый дифференциал, от которого произошли все другие дифференциальные системы.

Различные типы автомобильных дифференциалов

Что такое открытый дифференциал?

Самая старая и наиболее распространенная конструкция — открытый дифференциал, так как она проста и надежна.

Шестерня с приводом, расположенная на конце карданного вала, входит в зацепление с зубчатым венцом, который передает мощность на обе оси через другой набор шестерен. Открытый дифференциал разделяет крутящий момент двигателя на два выхода, позволяя колесам вращаться с разной скоростью.

Эта установка идеально подходит для большинства серийных автомобилей. Единственная слабость в том, что когда только одно колесо начинает пробуксовывать, вся мощность по существу направляется на колесо с наименьшим сцеплением. Это делает открытый дифференциал не идеальным для езды по бездорожью или скоростных гонок.

Открытый дифференциал Преимущества:

• Базовая конструкция делает его относительно дешевым в производстве и покупке

Открытый дифференциал Недостатки:

• дифференциалы не подходят для мощных автомобилей или неровных поверхностей

Что такое блокируемый дифференциал?

Блокируемый или блокируемый дифференциал — это вариант, используемый в автомобилях, которые преимущественно ездят по бездорожью. Блокируемый дифференциал почти идентичен открытому дифференциалу по конструкции и функциям. Он по-прежнему распределяет крутящий момент двигателя между двумя колесами одинаково, как открытый дифференциал.

Основное отличие состоит в том, что блокируемые дифференциалы могут блокироваться на месте, создавая фиксированную ось вместо независимой. Оба колеса могут двигаться с одинаковой скоростью независимо от того, потеряет сцепление одно колесо или нет. Это означает, что оба колеса должны застрять в грязи или льду, чтобы вы действительно застряли. Однако это также означает, что зажатие ветки под одним колесом часто может привести к тому, что вы не застрянете.

Блокируемый дифференциал Преимущества:

• Заблокированный дифференциал может иметь большее сцепление с дорогой, чем открытый дифференциал

Заблокированный дифференциал Недостатки:

• Заедание может произойти, когда в трансмиссии создается избыточный крутящий момент, и его необходимо снять – это происходит, когда колеса движутся с разной скоростью и крутят оси
• Вождение может быть очень трудным на поверхностях с высоким сцеплением, поскольку оба ведущих колеса вращаются с одинаковой скоростью

Что такое дифференциал повышенного трения?

Дифференциалы повышенного трения сочетают в себе преимущества блокируемых и открытых дифференциалов за счет более сложной конструкции. В нем используется встроенная система сцепления, которая автоматически блокирует левую и правую стороны оси вместе, когда вращающееся колесо начинает терять сцепление с дорогой и проскальзывать.

По понятным причинам дифференциал повышенного трения часто является предпочтительным дифференциалом для высокопроизводительных транспортных средств, транспортных средств, буксирующих тяжелые грузы, и гоночных автомобилей.

Дифференциал повышенного трения Преимущества:

• Автоматически блокируется при пробуксовке

Дифференциал повышенного трения Недостатки:

• Невозможно полностью заблокировать — для передачи крутящего момента системе требуется разность скоростей между двумя сторонами
• Чисто механический самоблокирующиеся дифференциалы являются реактивными – они не начинают блокироваться до тех пор, пока не произойдет проскальзывание колес
• Часто требуется регулярная замена масла, а сцепление с большей вероятностью изнашивается и требует замены

Что такое дифференциал распределения крутящего момента?

Дифференциал с вектором крутящего момента представляет собой последнее достижение в технологии автомобильных дифференциалов. Дифференциалы с вектором крутящего момента включают в себя сложный набор датчиков и электроники для сбора данных от системы рулевого управления автомобиля, положения дроссельной заслонки и дорожного покрытия.

Дифференциал затем может распределить оптимальный уровень мощности на каждое колесо в соответствии с этими данными. Дифференциал крутящего момента может обеспечить максимальное сцепление с дорогой при прохождении поворотов, что значительно повышает производительность.

Дифференциал векторизации крутящего момента Преимущества:

• Точная настройка крутящего момента, подаваемого на каждое ведущее колесо
• Может замедлять или ускорять вращение автомобиля на поворотах благодаря датчику крутящего момента сложный, дорогой и неэкономичный

Уход за автомобильным дифференциалом

Скромный автомобильный дифференциал — это компонент, на который мало кто обращает внимание при регулярном техническом обслуживании. Он аккуратно спрятан с глаз долой, безупречно выполняет свою работу — пока не перестанет.

Если задуматься о том, насколько неотъемлемой частью функциональности любого автомобиля является автомобильный дифференциал, становится очевидным, почему так важно поддерживать его в идеальном состоянии. В конце концов, без автомобильного дифференциала ваш автомобиль не сможет эффективно поворачивать.

Со временем дифференциальная жидкость может загрязняться и загрязняться. Продолжать движение с загрязненной дифференциальной жидкостью рискованно, так как это может привести к ненужному износу компонентов. В худшем случае загрязненная жидкость может привести к необратимому повреждению автомобиля.

Запланируйте замену масла в дифференциале каждые 50 000 км пробега квалифицированным специалистом. Чистое свежее масло защитит ваш дифференциал и сделает поездку более безопасной.

Обслуживание дифференциала автомобиля

Как и в случае с любым другим компонентом автомобиля, регулярное обслуживание обеспечивает оптимальную работу.

Его очень сложный характер означает, что специалист по автомобильным трансмиссиям должен выполнять любые работы по техническому обслуживанию. Тем не менее, изучение предупреждающих признаков проблем с дифференциалом автомобиля может позволить вам принять меры до того, как произойдет какое-либо реальное повреждение.

Если вы обнаружите что-либо из перечисленного, как можно скорее выполните техническое обслуживание дифференциала:

• Вой при ускорении
• Визжащий звук при торможении
• Грохот в рулевом колесе или жужжащий звук при превышении определенной скорости
• Регулярный лязгающий звук, который повторяется через каждый метр или около того
• Стук при повороте
• Грохот при повороте может указывать на износ колесных подшипников шарниры или разбалансированный карданный вал
• Стук при трогании с места или при включении/выключении газа может быть вызван ослаблением вилки, плохим карданным соединением, изношенной раздаточной коробкой или деталями трансмиссии

Свяжитесь со специалистами по дифференциалам сегодня!

Ваш автомобиль или грузовик не сможет уехать слишком далеко без возможности поворота. Для обслуживания дифференциала и трансмиссии автомобиля обращайтесь к специалистам Auto Trans R Us в Перте. Свяжитесь с командой Auto Trans сегодня, отправив запрос, написав нам по электронной почте [email protected] или позвонив нам по телефону (08) 9025 3214!

• Имя*
• Email*
• Телефон*
• Дополнительная информация
• Captcha

Что такое дифференциал в автомобиле и как он работает?

Что такое дифференциал в автомобиле?

Дифференциал представляет собой набор шестерен, который передает мощность двигателя на колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью на поворотах. Если у вашего автомобиля полноприводная система, то, скорее всего, у него есть передний и задний дифференциалы. Дифференциал работает с трансмиссией, чтобы передать мощность от двигателя к оси, которая вращает колеса.

Дифференциал предназначен для привода колесной пары, позволяя им вращаться с разной скоростью. Эта функция обеспечивает пропорциональную скорость между левым и правым колесами. Если внутренняя шина в повороте вращается на 15 об/мин меньше, чем при движении прямо, то внешняя шина вращается на 15 об/мин больше, чем при движении прямо.

Например, когда ваш автомобиль поворачивает, внешнее колесо должно двигаться быстрее, чем внутреннее. Дифференциал распределяет равные количества крутящего момента на оба колеса. Это позволяет колесам реагировать на сопротивление или обеспечивать сцепление, чтобы колесо больше сопротивлялось вращению. Колесо с меньшим сопротивлением вращается быстрее.

В переднеприводных (FWD) дифференциал расположен рядом с коробкой передач в корпусе и называется коробкой передач. При заднем приводе (RWD) дифференциал расположен между задними колесами, которые связаны с трансмиссией через карданный вал. Полноприводные (AWD) и полноприводные (4WD) автомобили добавляют межосевой дифференциал или раздаточную коробку для распределения мощности спереди и сзади.

Некоторые гибридные автомобили имеют «электронный» полный привод. Они используют электродвигатели для привода задних колес, поворачивая их быстрее или медленнее на поворотах по мере необходимости.

Как работает дифференциал в автомобиле?

Проще говоря, дифференциал — это система, передающая крутящий момент от двигателя к колесам. Дифференциал берет мощность от двигателя и распределяет ее так, чтобы колеса могли вращаться с разной скоростью. Поверните его за угол, и у вас не возникнет проблем, так как каждое колесо может вращаться независимо от другого.

Когда вы смотрите на полный современный дифференциал, он кажется невероятно сложным.

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

Посмотрите это видео о двигателях Chevrolet, чтобы взглянуть на дифференциал в стиле ретро.

Теперь, когда мы познакомились с основами дифференциала или, в данном случае, «открытого дифференциала», давайте немного подробнее обсудим дифференциал повышенного трения (LSD).

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

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

LSD позволяет свести к минимуму эту потерю привода. Система сцепления создает трение с каждой стороны оси, чтобы автомобиль мог перераспределять крутящий момент на каждое колесо, чтобы вы могли получить столько мощности, сколько необходимо. Если вы знаете, как поворачивать руль, вы можете управлять автомобилем, используя только силу, даже на повороте.

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

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

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

Части дифференциального

Следующие примечания:

• КОМПЛЕКТЫ ПОДЕРЖКИ
• Индивидуальные уплотнения и подшипники
• кольцевые наборы
• Axle Shafts
• . и болты зубчатого венца
• Комплекты тяги Posi и внутреннего зубчатого колеса
• держатели корпусов
• Это лишь некоторые из запасных частей. У нас даже есть бывшие в употреблении детали для большинства дифференциальных приложений.
• Шестерня привода: эта деталь передает мощность на зубчатый венец от приводного вала.
• Корпус дифференциала в сборе: эта часть удерживает зубчатый венец вместе с другими компонентами, которые приводят в движение задний ведущий мост.
• Зубчатый венец: эта секция передает мощность на предыдущую часть, которая представляет собой корпус дифференциала в сборе.
• Заднеприводные оси : это стальные валы, которые передают крутящий момент от корпуса дифференциала в сборе к ведущим колесам.
• Корпус моста : это металлический корпус, который закрывает задние мосты, а также поддерживает задний мост в сборе.
• Подшипники задней оси : это шариковые подшипники, которые устанавливаются между корпусом оси и осями.
• Боковые шестерни : эти шестерни помогают обоим колесам вращаться независимо друг от друга при повороте.

Типы дифференциалов в легковых и грузовых автомобилях

Между автомобилями используются четыре распространенных дифференциала: открытые, блокируемые, с ограниченным проскальзыванием и с вектором крутящего момента.

Вот четыре типа дифференциалов:

• Открытый дифференциал — этот тип дифференциала часто встречается в семейных седанах и автомобилях эконом-класса. Он разделяет крутящий момент двигателя на два выхода энергии, чтобы колеса могли вращаться с разной скоростью. Если одна шина потеряет сцепление с дорогой, другая потеряет способность поддерживать сцепление с дорогой.
• Блокируемый дифференциал — иногда также известный как сварной дифференциал, этот дифференциал соединяет колеса, поэтому они вращаются с одинаковой скоростью. Обычно это немного затрудняет поворот. Транспортные средства, которые используют этот тип, представляют собой полноразмерные грузовики и Jeep Wrangler.
• Дифференциал повышенного трения . Предлагая лучшее из обоих миров, дифференциал повышенного трения работает как открытый дифференциал, пока не произойдет проскальзывание, после чего дифференциал автоматически блокируется. Этот тип встречается в таких автомобилях, как Nissan 370Z и Mazda MX-5 Miata.
• Управление вектором крутящего момента — Используемый в BMW X5 M или Lexus RC F, дифференциал с вектором крутящего момента использует дополнительные зубчатые передачи для передачи определенного количества крутящего момента на каждое колесо для дополнительного контроля на поворотах.

1. Открытый дифференциал

Самым простым и распространенным узлом является открытый дифференциал, названный так потому, что колеса всегда могут вращаться независимо друг от друга. Его главный недостаток заключается в том, что если колесо не имеет сцепления с дорогой, например, если оно ударяется об лед, оно все равно получает большую мощность. Он беспомощно вращается, и вы никуда не денетесь.

Чтобы компенсировать потерю тяги во время движения, все новые автомобили должны быть оборудованы системой контроля тяги и электронной устойчивости. Они используют датчики антиблокировочной системы тормозов, чтобы определить, вращается ли колесо быстрее. Затем он снижает мощность двигателя или ломает прялку, или и то, и другое, чтобы взять ситуацию под контроль.

Иногда вы хотите, чтобы колесо вращалось, например, при попытке выбраться из глубокого снега, что позволяет временно отключить контроль тяги с помощью кнопки на приборной панели.

2. Дифференциал повышенного трения

В некоторых автомобилях, в основном в высокопроизводительных моделях, вместо открытого дифференциала используется дифференциал повышенного трения. Когда одно колесо теряет сцепление с дорогой, мощность переходит на другое колесо. Это уменьшает пробуксовку колес, а в более мощных переднеприводных автомобилях помогает предотвратить подруливание под действием крутящего момента — склонность переднего водителя тянуть из стороны в сторону, когда вы нажимаете на педаль акселератора.

Все ограниченные квитанции служат одной цели, но как именно они это делают, зависит от их типа. Дифференциал с механическим сцеплением имеет пластины сцепления рядом с шестернями, и при необходимости на пластины нажимают прижимные кольца, чтобы обеспечить сопротивление. Активная система дифференциала работает так же, но использует компьютер для отслеживания условий движения и включения сцепления дифференциала.

Вискомуфта дифференциала содержит фрикционные диски, погруженные в масло, и когда колесо проскальзывает, движение жидкости заставляет диски вращаться с разной скоростью, обеспечивая при необходимости большую мощность. Дифференциал Torsen — это торговая марка, производная от Torque-Sensing — добавляет червячные шестерни к набору шестерен дифференциала, чтобы активировать необходимое сопротивление.

3. Блокируемый дифференциал

Блокируемый дифференциал позволяет колесам большую часть времени вращаться с разной скоростью, но когда функция блокировки активирована, оба колеса вращаются с одинаковой скоростью. Он в основном используется для езды по бездорожью.

В дополнение к блокируемому дифференциалу заднего колеса, самые прочные полноприводные автомобили будут также оснащены блокируемым передним дифференциалом. Автомобиль с одним или обоими заблокированными дифференциалами может ползти вперед по камням или твердым поверхностям, но его будет очень трудно поворачивать.

4. Дифференциал с вектором крутящего момента

Самый сложный и совершенный тип дифференциала, дифференциал с вектором крутящего момента использует набор датчиков и электроники для получения данных от различных вещей (дорожное покрытие, положение дроссельной заслонки, система рулевого управления и т. д.). для активации муфт с электронным управлением и контроллера.

Также известные как активные дифференциалы, они работают наиболее эффективно, что обеспечивает по-настоящему динамичное и динамичное вождение.