Дифференциал для чего предназначен: устройство, виды и принцип работы

Главная передача и дифференциал автомобиля. Устройство

Статьи по устройству автомобиля. Как устроен автомобиль?‎ > ‎Трансмиссия автомобиля. Что это такое. Устройство‎ > ‎

Главная передача и дифференциал автомобиля

В данной статье расскажем про устройство главной передачи и дифференциала автомобиля, их основные неисправности.

Крутящий момент от коленчатого вала двигателя через сцепление, коробку передач и карданную передачу передается на пару косозубых шестерен, которые находятся в постоянном зацеплении. Оба колеса будут вращаться с одинаковой угловой скоростью. Но ведь в этом случае поворот автомобиля невозможен, так как колеса должны пройти неодинаковое расстояние при этом маневре!

Главная передача предназначена для увеличения крутящего момента и передачи его на полуоси колес под углом 90⁰. Она состоит из:

• ведущей шестерни
• ведомой шестерни

Давайте посмотрим на следы, оставленные на повороте мокрыми колесами автомобиля. Рассматривая эти следы заинтересованно, можно увидеть, что внешнее от центра поворота колесо проходит путь значительно больший, чем внутреннее.

Если бы каждому колесу передавалось одинаковое количество оборотов, то поворот автомобиля, без черных следов, был бы невозможен. Следовательно, любой автомобиль имеет некий механизм, позволяющий ему делать повороты без «черчения» резиной колес по асфальту. И этот механизм называется – дифференциалом.

Дифференциал автомобиля предназначен для распределения крутящего момента между полуосями ведущих колес при повороте автомобиля и при движении по неровностям дороги. Дифференциал позволяет колесам вращаться с разной угловой скоростью и проходить неодинаковый путь без проскальзывания относительно покрытия дороги.

Иными словами 100% крутящего момента, который приходит на дифференциал, могут распределяться между ведущими колесами как 50 х 50, так и в другой пропорции (например, 60 х 40). К сожалению, пропорция может быть и 100 х 0. Это означает, что одно из колес стоит на месте, а другое в это время буксует.

Что поделаешь! Ничто не бывает абсолютно правильным и идеальным, зато данная конструкция позволяет автомобилю поворачивать без заноса, а водителю не менять каждый день изношенные шины.

Конструктивно дифференциал выполнен в одном узле вместе с главной передачей и состоит из:

• двух шестерен полуосей
• двух шестерен сателлитов

У переднеприводных автомобилей главная передача и дифференциал расположены в корпусе коробки передач. Двигатель у таких автомобилей расположен не вдоль, а поперек оси движения, значит, изначально крутящий момент от двигателя передается в плоскости вращения колес. Поэтому нет необходимости изменять направление крутящего момента на 90^О, как у заднеприводных автомобилей. Но, функция увеличения крутящего момента и распределения его по осям колес, остается неизменной и в этом случае.

Основные неисправности

Шум («вой» главной передачи) при движении на большой скорости возникает из-за износа шестерен, неправильной их регулировке или в случае отсутствия масла в картере главной передачи. Для устранения неисправности необходимо отрегулировать зацепление шестерен, заменить изношенные детали, восстановить уровень масла.

Подтекание масла может быть через сальники и неплотные соединения. Для устранения неисправности следует заменить сальники, подтянуть крепления.

Эксплуатация главной передачи и дифференциала

Как и любые шестеренки – шестерни главной передачи и дифференциала требуют «смазки и ласки». Хотя все детали главной передачи и дифференциала и выглядят массивными «железяками», но они тоже имеют запас прочности. Поэтому рекомендации относительно резких стартов и торможений, грубых включений сцепления и прочей перегрузки машины остаются в силе.

Трущиеся детали и зубья шестерен, в том числе, должны постоянно смазываться. Поэтому в картер заднего моста (у заднеприводных авто) или в картер блока – коробка передач, главная передача, дифференциал (у переднеприводных авто), заливается масло, уровень которого необходимо периодически контролировать.

Масло, в котором работают шестерни, имеет склонность к «утеканию» через неплотности в соединениях и через изношенные сальники.

При возникновении подозрения на какую-либо неприятность с трансмиссией, поднимите домкратом одно из ведущих колес автомобиля. Запустите двигатель и, включив передачу, заставьте вращаться это колесо. Просмотрите на все, что крутится, прослушайте все, что издает подозрительные звуки. Затем поднимите домкратом колесо с другой стороны. При повышенном шуме, вибрациях и подтеканиях масла – начинайте искать авто сервис.

Демистификация дифференциала, ключевого компонента трансмиссии

Дифференциал играет важную роль в движении автомобиля по прямой и эффективном и комфортном прохождении поворотов. По сути, это устройство, которое позволяет двум сторонам оси работать с разной скоростью. В зависимости от того, в каком направлении поворачивает автомобиль, а также от его конфигурации переднего, заднего или полного привода, мощность распределяется от трансмиссии к колесам.

Без дифференциала поворачивать было бы довольно неприятно. Когда автомобиль вращается, внешнее колесо и внутреннее колесо вращаются с разной скоростью. Внешнее колесо вращается быстрее, так как его путь немного длиннее, чем у внутреннего колеса. Без дифференциала, распределяющего мощность между двумя шинами, а также просто учитывающего разницу в скорости, когда мощность не подается, это создаст сильный шум от шин, поскольку внутренняя шина будет вращаться быстрее, чем нужно. . Отсутствие дифференциала также значительно увеличило бы радиус поворота автомобиля, что сделало бы такую ​​простую вещь, как проезд по тесной парковке, серьезной головной болью.

К счастью, более 100 лет автомобильных исследований и разработок помогли постоянно улучшать и модернизировать дифференциалы, чтобы облегчить вождение и даже повысить сцепление с дорогой в определенных сценариях, например, на трассе в автоспорте. Они также помогают на бездорожье, гарантируя, что грузовики могут легко преодолевать большие препятствия. Давайте обсудим не только то, что такое дифференциал и как он работает, но и различные распространенные виды, которые существуют.

Основы дифференциальных конфигураций

Aston Martin Vantage 2020 года имеет заднюю коробку передач для лучшей балансировки веса.

Дифференциал принимает мощность, поступающую от двигателя через трансмиссию, и распределяет ее между колесами, которыми он назначен управлять. В переднеприводном автомобиле дифференциал и трансмиссия представляют собой одно целое, называемое коробкой передач. В заднеприводных автомобилях наиболее распространенная конфигурация имеет двигатель и трансмиссию впереди, а дифференциал сзади, чтобы разделить мощность между двумя задними колесами.

В полноприводных или полноприводных автомобилях наиболее распространенным методом разделения мощности является раздаточная коробка, прикрепленная к трансмиссии, которая передает определенное количество мощности на задние колеса и отдых на передние колеса. У некоторых есть настройки, чтобы изменить, сколько энергии идет куда, но это блог для другого дня.

Коробки передач предназначены не только для переднеприводных автомобилей, они есть и в заднеприводных автомобилях. Все зависит от разработанного производителем весового баланса и упаковки. Последний Aston Martin Vantage имеет 4,0-литровый V8 с двойным турбонаддувом спереди, но трансмиссия и дифференциал сзади заключены в коробку передач. Как и гоночный автомобиль Lexus RC F GT3. Порше 9Двигатель 11 находится за задними колесами, а коробка передач — перед ним между задними колесами. Дикий, да?

Как работает дифференциал?

Задний дифференциал Porsche Cayenne в разрезе.

Проще всего это объяснить, взглянув на заднеприводную машину. Вращательное движение приводного вала передается на входную шестерню внутри корпуса дифференциала. Это вращает зубчатый венец, к которому прикреплен сам дифференциал, который затем через серию шестерен поворачивает задние карданные валы. Соотношение между входной шестерней и зубчатым венцом является передаточным числом конечной передачи, также известным как передаточное число задней оси. Если передаточное число главной передачи составляет 3,73 (по крайней мере, когда речь идет о BMW начала 2010-х годов), это означает, что у зубчатого венца в 3,73 раза больше зубьев, чем у входной шестерни.

При прочих равных условиях, таких как 6-ступенчатая механическая коробка передач того же BMW 128i 2011 года, обороты на каждой из передач будут выше, чем при передаточном числе главной передачи 3,23. Тем не менее, есть и другие факторы, влияющие на это, например, изменение передачи трансмиссии.

Какие существуют типы дифференциалов?

Новый Ford Bronco Dana 44 AdvanTEK со сплошным задним мостом с электронной блокировкой дифференциала.

Существует три распространенных типа дифференциалов: открытые, самоблокирующиеся и заблокированные.

Открытый

Открытый дифференциал является наиболее распространенным типом и наименее дорогим в производстве. По сути, он распределяет мощность между ведущими колесами, хотя в случае пробуксовки больше мощности передается на проскальзывающее колесо с меньшим сцеплением. Это как с электричеством, оно всегда идет по пути наименьшего сопротивления. Это часто устраняется с помощью электронного контроля тяги, хотя это не всегда самый эффективный способ улучшить тягу.

Ограниченное скольжение

С другой стороны, дифференциал повышенного трения (LSD) перенаправляет мощность на шину с большим сцеплением или сопротивлением, тем самым лучше справляясь со сценарием с низким сцеплением, таким как разбрызгивание через лужу или проезд по участку. льда.

Заблокированный

Заблокированный дифференциал начинается как открытый дифференциал, но когда он приводится в действие с помощью электрической или пневматической системы, он распределяет мощность поровну, 50/50, между двумя ведущими колесами. Это хорошо для поддержания привода на шину с тягой или даже в том случае, если одно колесо подвешено над землей. Колесо, которое находится в контакте с землей, по-прежнему будет двигать автомобиль вперед.

Однако в заблокированном состоянии радиус поворота автомобиля значительно увеличивается, а шины, прикрепленные к заблокированному дифференциалу, подпрыгивают и стрекочут, поскольку они вращаются с одинаковой скоростью. В разблокированном состоянии дифференциал будет учитывать разные скорости вращения колес при повороте и вернется к свойствам открытого дифференциала.

Сварной дифференциал, который встречается только в дрифте, подобен заблокированному дифференциалу, который нельзя разблокировать. Ведущие колеса всегда имеют распределение мощности 50/50, что хорошо для создания выгорания и запуска автомобиля в занос, но опять же, это может раздражать, когда происходит поворот в сценариях без дрифта.

Типы дифференциалов повышенного трения

Задний винтовой дифференциал повышенного трения Torsen под Toyota GR86 2022 года дифференциал повышенного трения). Есть также вязкий тип, но мы сохраним его для будущего блога.

Сцепление

Сцепление типа сцепления обычно предназначено только для использования на гусеничном ходу и бывает односторонним, полуторным или двусторонним. Под типом сцепления мы подразумеваем, что внутри дифференциала есть пакеты сцепления, которые блокируются вместе и передают равное количество мощности на каждое из задних колес. Скорость, с которой диски сцепления сцепляются друг с другом и передают одинаковое количество мощности на каждое колесо, называется скоростью блокировки. Как правило, чем жестче уровень блокировки, тем более точными и искусными должны быть входные данные.

Односторонний дифференциал блокирует задние колеса при ускорении. Двухсторонний дифференциал блокирует задние колеса при ускорении и торможении. Дифференциал в одну точку на пять — это золотая середина с менее жесткой скоростью блокировки.

Механический/винтовой

Механический самоблокирующийся дифференциал использует шестерни вместо муфт для передачи мощности на колесо с большим сцеплением, а затем снижает его по мере увеличения сцепления, снижения сопротивления и исчезновения проскальзывания. Распространенными типами косозубых дифференциалов являются Torsen (сокращение от определения крутящего момента) и Wavetrac, каждый из которых использует свои собственные уникальные запатентованные способы ограничения проскальзывания.

Что лучше для меня?

Активный дифференциал M от недавнего BMW M5

Существует так много вариантов и нюансов на выбор, что все зависит от области применения. Прелесть блокировки (распространенный термин для блокировки дифференциала) заключается в том, что водитель активирует ее, когда она блокируется. Однако не все шкафчики одинаковы, так как некоторые разблокируются, если транспортное средство откатится назад, а некоторые останутся занятыми.

Когда дело доходит до самоблокирующихся дифференциалов, механический тип является наиболее распространенным, поскольку потребители могут купить его в выставочном зале. Тем не менее, они начинают отставать в плане производительности, когда дело доходит до максимально эффективной передачи мощности на асфальт, и именно здесь в игру вступает дифференциал сцепления. Однако дифференциалы с сцеплением требуют обслуживания, включающего замену сцеплений, в то время как обычно единственное обслуживание, которое требуется для механических дифференциалов, — это замена жидкости.

Но с другой стороны, некоторые дифференциалы повышенного трения блокируются электронным способом, а это означает, что если кто-то хочет подавить выгорание дыма при выходе из поворота на гоночной трассе, дифференциал с электронной блокировкой сделает это более эффективно, чем обычный механический диф. Хорошим примером этого является дифференциал BMW Active M, который использует различные входные данные, такие как вход дроссельной заслонки, скорость рыскания, скорость вращения колес и общую скорость, чтобы определить, когда лучше всего заблокировать дифференциал для достижения оптимальной производительности.

Опять же, независимо от конструкции каждого дифференциала, идея состоит в том, чтобы передавать мощность на одно из ведущих колес, прикрепленных к передней или задней оси. Некоторые из них больше ориентированы на (каламбур) комфорт и стоимость, тогда как другие ориентированы на оптимальную производительность. Затем есть большая золотая середина, которая обладает определенным балансом между ними.

Видео

Если все это все еще немного неясно, не бойтесь, наши коллеги из Recurrent Media по адресу Donut Media сняли отличное видео, которое представляет собой потрясающую наглядную демонстрацию того, как работает дифференциал.

Наконец, просмотрите это видео от Engineering Explained , чтобы получить немного больше визуальных знаний о различиях между сцеплением и косозубым дифференциалом повышенного трения:

Определение и значение дифференциала — Merriam-Webster

1 из 2

дифференциал

ˌdi-fə-ˈren(t)-shəl 

1

а

: относящиеся к : отличительные

дифференциальные характеристики

б

: проведение различия между отдельными лицами или классами

дифференцированные налоговые ставки

с

: на основании или в результате дифференциала

г

: функционируют или работают иначе или с другой скоростью

дифференциальная плавка

2

математика

: являющийся, относящийся к дифференциалу или включающий его (см. раздел 2, смысл 1) или дифференциал

3

физика

а

: относящиеся к количественным различиям (по движению или давлению)

б

: производящие эффекты вследствие количественных различий

дифференциально

ˌdi-fə-ren(t)-shə-lē

наречие

дифференциал

2 из 2

1

математика

а

: произведение (см. значение произведения 1) производной функции одной переменной на приращение независимой переменной

б

: сумма произведений, в которой каждое произведение состоит из частной производной данной функции нескольких переменных, умноженной на соответствующее приращение, и которая содержит столько произведений, сколько независимых переменных в функции

2

: разница между сопоставимыми индивидуумами или классами

разница в цене

также

: сумма такой разницы

3

а

: узел шестерни трансмиссии, соединяющий два коллинеарных вала или оси (например, задних колес автомобиля) и позволяющий одному валу вращаться быстрее, чем другому

Блокировка заднего дифференциала

б

: чехол для такой сборки

Синонимы

Прилагательное

• различающий
• дискриминационный
• дискриминационный
• дискриминационный

Посмотреть все синонимы и антонимы в тезаурусе

Примеры предложений

Прилагательное

отменили дифференцированные шкалы заработной платы для мужчин и женщин, выполняющих одинаковую работу

Последние примеры в Интернете

В прошлом месяце на встрече, спонсируемой Национальными академиями дифференциальная конфиденциальность, Сантоса спросили о возможности возврата к предыдущим методам конфиденциальности.

Майк Шнайдер, ajc , 8 августа 2022 г.

Ясно, сказал МакШейн, между сотрудничающими свидетелями и подсудимыми существует различное обращение.

oregonlive , 10 октября 2022 г.

Цифра, полученная в результате опроса 500 рабочих, представляет собой резкое увеличение по сравнению с 2019 годом.когда только 11 процентов рабочих сообщили о дифференцированном обращении из-за их политических взглядов или принадлежности.

Тейлор Телфорд, Washington Post , 5 октября 2022 г.

Этот дифференциал определяет, сколько влаги уходит из океана в сезон дождей, и означает, что больше ее падает.

Время , 16 сентября 2022 г.

Это дифференциал определяет, сколько влаги уходит из океана в сезон дождей и означает, что больше ее падает.

Сет Боренштейн, ajc , 15 сентября 2022 г.

распределение электрических зарядов на внешней стороне мембраны отличается от распределения внутри мембраны.

Габриэль А. Сильва, Forbes , 18 августа 2022 г.

Пружины мягче спереди, но жестче сзади, чтобы противодействовать крену в поворотах и ​​тангажу при ускорении и торможении.Дифференциал 0069 переносит крутящий момент на то заднее колесо, которое имеет наибольшее сцепление при выходе из поворота.

Wired , 4 августа 2022 г.

За многие годы, прошедшие с тех пор, дифференциальная эрозия — когда слои лавы вымываются с моря и ветры с неравномерной скоростью — сформировали арку.

Кэтлин Вонг, USA TODAY , 22 июля 2022 г.

В интервью Ландграф сказал, что дифференциал должен был компенсировать владельцу стоимость бизнеса.

Элисон Бердо, ProPublica , 14 октября 2022 г.

В некоторых случаях ошибки были достаточно значительными — дифференциал составлял не менее 25 баллов для примерно 300 000 потребителей — что некоторым потенциальным заемщикам могло быть неправомерно отказано в кредите, говорится в заявлении компании.

Александра Пирс, 9 лет0069 CNN , 3 августа 2022 г.

Эрик Бах познакомил нас с каждым из этих элементов, особенно гордясь внутренним ротором , дифференциалом , встроенным в электродвигатель.

Лаура Бурштейн, Отчет Робба , 19 июля 2022 г.

Именно отсутствие дифференциала и разозлило многих людей по поводу IPO Meta (ранее известной как Facebook).

Эрик Шерман, 9 лет0069 Forbes , 27 мая 2022 г.

В дополнение к 3,0-литровому шестицилиндровому двигателю мощностью 382 л. .

Энни Уайт, Автомобиль и водитель , 2 июня 2021 г.

А с меньшим количеством игроков — на 2097, если быть точным, — ваши шансы выиграть приз в размере 25 000 долларов, присуждаемый участнику, который продержится дольше всех и наберет наибольшее количество очков, увеличиваются.0069 дифференциал .

Ричард Морин, USA TODAY , 12 сентября 2022 г.

Его атлетичность на извилистых дорогах усиливается адаптивной регулируемой подвеской и самоблокирующимся дифференциалом .

Служба новостей Tribune, , Кливленд, , 30 июля 2022 г.

Другие стандартные функции включают в себя адаптивную подвеску с магнитными амортизаторами, летние шины Run-Flat, электронную ограниченную пробуксовку сзади 9. 0069 дифференциал .

Марк Фелан, Detroit Free Press , 27 июля 2022 г.

Узнать больше

Эти примеры предложений автоматически выбираются из различных онлайн-источников новостей, чтобы отразить текущее использование слова «дифференциальный». Мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв.

История слов

Этимология

Прилагательное

заимствовано из средневековой латыни дифференциалис, из латыни дифференциация разница запись 1 + -ālis -al запись 1

Существительное

существительное, производное от дифференциальной записи 1

Первое известное употребление

Прилагательное

1615, в значении, определенном в смысле 1a

Существительное

1871, в значении, определенном в смысле 1a

Путешественник во времени

Первое известное использование дифференциала было
в 1615 году

Другие слова того же года
дифференциация

дифференциал

дифференциальный анализатор

Посмотреть другие записи поблизости

Процитировать эту запись
«Дифференциал».

Словарь Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/дифференциал. По состоянию на 13 ноября 2022 г.

Копия цитирования

Детское определение

Дифференциал
1 из 2

дифференциал

ˌdif-ə-ˈren-chəl 

1

а

: из, относящиеся к или являющиеся разницей

б

: относиться к некоторым лицам или классам иначе, чем к другим : дискриминационно

дифференциальная диффузия молекул через мембрану

дифференциально

-ˈrench-(ə-)lē

наречие

дифференциал

2 из 2

1

: сумма или степень различия между сопоставимыми вещами

цена дифференциал между маленькой и большой коробкой попкорна

2

: расположение шестерен в автомобиле, позволяющее одному колесу вращаться быстрее другого (как при движении по кривой)

Медицина Определение

дифференциал

дифференциал

ˌdif-ə-ˈren-chəl 

1

: относящийся к разнице или составляющий ее

дифференциальная рождаемость на разных экономических уровнях

дифференциальный подсчет клеток

дифференциальное окрашивание

дифференциально

-ˈrench-(ə-)lē

наречие

Еще от Merriam-Webster о

дифференциал

Английский: Перевод дифференциала для говорящих на испанском языке

Britannica English: Перевод дифференциала для говорящих на арабском языке

Britannica article about6 Encyclopedia.