Дифференциал в коробке передач: Коробка дифференциала – проблемы, ремонт, обслуживание

Содержание

Коробка дифференциала – проблемы, ремонт, обслуживание | SUPROTEC

Дифференциал коробки передач – это тип механического редуктора, который передает вращение от карданного вала на полуоси. Данное приспособление позволяет колесам крутиться с разной скоростью, когда автомобиль движется в повороте. У машин с задним приводом этот узел располагается в картере ведущего моста, а у полноприводных – в раздатке.

Зачем нужен дифференциал раздаточных коробок или мостов

Рассмотрим механику движения автомобиля в повороте. Движущееся по внешней дуге виража колесо проходит большее расстояние, чем то, что катится по внутренней стороне. Например, при повороте направо, левый диск вращается быстрее, чем правый, так как ему приходится преодолевать большее расстояние.

Коробка дифференциала призвана решить эту проблему. При движении на высоких скоростях хорошая управляемость – залог безопасности водителя и пассажиров. Если не обеспечить меньшую скорость вращения колеса, находящегося с внутренней стороны поворота, покрышка будет пробуксовывать. Этот фактор не только ускоряет износ авторезины, но и затрудняет управление транспортным средством.

Распределение крутящего момента дифференциалом при движении прямо

Устройство коробки дифференциала

Полуоси (5) имеют на концах обращенных друг к другу конические шестерни (3). Такие же шестерни (4), но меньшего диаметра (сателлиты), установлены между ними в коробке дифференциала. Когда на одно колесо начинают действовать силы торможения, его вращение замедляется. Второй диск продолжает вращаться с той же скоростью. Если бы колесная пара была жестко соединена, на ось бы действовали большие силы скручивания.

Здесь и начинают действовать сателлиты. Они просто прокручиваются, позволяя одной полуоси вращаться относительно другой. Механизм действует одинаково, независимо от того находится ли дифференциал в раздаточной коробке, картере моста или КПП. То есть одно колесо может оставаться неподвижным и даже вращаться в другую сторону.

Ведущая шестерня
Ведомая шестерня
Шестерня полуосей
Сателлиты дифференциала
Полуоси колёс

Для движения в сложных дорожных условиях обычные редукторы малоэффективны. На джипах дифференциалы устанавливаются в раздаточных коробках, и имеют принудительную или автоматическую блокировку. Это нужно, чтобы, когда одно колесо попадет на поверхность с плохим сцеплением, на него не передавался весь крутящий момент.

Например, дифференциал раздаточной коробки «Нива» семейства «Лада» блокируется механически. Этот узел распределяет усилие между передним и задним мостом. Межосевые дифференциалы блокировки не имеют. То есть одна ось не пробуксовывает относительно другой, но колеса всегда вращаются независимо.

На автомобилях «Шевроле Нива» блокирующимися являются все три дифференциала: в раздаточной коробке и между полуосями на каждом мосту. Кроме того на Niva Chevrolet можно отключать один мост. Например, если пробуксовывают задние колеса, можно переключить автомобиль в переднеприводной режим. В этом случае весь крутящий момент от двигателя передается на передний мост, который и вытянет машину.

Неисправности коробки дифференциала

Как и любой элемент трансмиссии, коробка дифференциала работает в условиях постоянных механических нагрузок. Со временем в этом узле происходят мелкие неисправности. Если их вовремя не устранять, произойдет крупная поломка.

Наиболее часто в этом узле трансмиссии выходят из строя главная пара, сателлиты, шестерни полуосей и различные подшипники. Как правило, ремонт коробки дифференциала заключается в замене этих элементов. Иногда приходится менять весь узел в сборе.

Незначительные дефекты на поверхности сателлитов, зубьев шестерен полуосей и главной пары можно удалить наждачной бумагой или шлифующим инструментом. Таким же способом можно выправить мелкие повреждения коробки сателлитов дифференциала. Если у вас нет навыков в этой области, лучше обратиться в автосервис. Мастера сделают все быстрее и грамотнее.

Если коробка дифференциала вашего автомобиля функционирует нормально, все-таки стоит подумать о профилактике. Предприняв несложные действия, можно избежать множества проблем, сэкономить время и деньги. Когда меняете или доливаете трансмиссионную жидкость, добавляйте в нее состав «Редуктор» от фирмы Suprotec.

Попав в трансмиссию, средство образует на металлических поверхностях защитный слой. Частично восстанавливаются повреждения, закрываются мелкие задиры и вмятины. Это оптимизирует работу пар трения. Разработка отечественного производителя «Супротек» не изменяет состав смазки, не повреждает резиновые или пластиковые детали. Состав разрешен к применению в дифференциалах любого типа.

Как определить неисправность

Любую поломку легче предотвратить, чем потом исправлять. Это известно каждому водителю и автослесарю. Раннее обнаружение неисправности в коробке дифференциала – залог уменьшения стоимости ремонта. Каждому водителю стоит знать, как диагностировать отклонения в работе этого узла.

Когда появились только первые признаки: посторонние шумы, нужно выполнить простую операцию, чтобы понять, где неисправность. Требуется вывесить домкратом ось, которая «находится под подозрением». Коробка передач ставится в нейтральное положение. Вращайте колесо руками. Нет посторонних звуков? Прекрасно.

Теперь попросите помощника удерживать противоположное колесо. Диск с вашей стороны крутится, а с противоположной – неподвижен? Отлично. Значит, ремонт коробки дифференциала вашему автомобилю не требуется. Источник посторонних шумов – другой узел.

Не забывайте о профилактике, чтобы дифференциал раздаточной коробки или моста служил долгие тысячи километров пробега. Отличный вариант: добавляйте средство Suprotec «Редуктор» в трансмиссионную жидкость. Триботехническая присадка защитит сателлиты, шестерни полуосей и другие детали от износа.

Если же колеса вашего автомобиля не могут свободно вращаться в разных направлениях, значит, коробка дифференциала неисправна. При небольших поломках может сохраняться относительная независимость движения, но будут слышны посторонние звуки: стуки, скрежет или хруст.

Для детальной диагностики требуется снять коробку дифференциала. Если в этой сфере у вас нет профессиональных навыков, обратитесь в автосервис. Те, кто умеет держать в руках гаечный ключ и отвертку, могут попытаться выполнить ремонт коробки дифференциала самостоятельно. Этот узел не так сложен, как, например, АКПП или двигатель.

Ремонт коробки дифференциала

Снятую коробку дифференциала следует поместить на верстак. Первыми снимаем шестерни полуосей. Для этого проворачиваем их на четверть оборота вокруг оси сателлитов. Затем, отжав стопорное кольцо, вынимаем вал сателлитов.

Для следующей операции потребуется ключ на 17. Надо выкрутить болты, крепящие ведомую шестерню главной пары к корпусу дифференциала. Когда крепеж удален, выпрессовываем зубчатое колесо. Конические роликовые подшипники коробки дифференциала спрессовываются специальными съемниками. Альтернатива: использовать две отвертки. Прикладывая силу к внутреннему кольцу, можно снять подшипник, не разрушив его.

Осмотрите все детали. Те, которые имеют следы сильного износа или повреждений, замените новыми. Незначительные дефекты можно удалить наждачной бумагой. Если заменяете ведомую шестерню главной пары, проследите, чтобы количество зубьев на новой детали совпадало с таковым на изношенном элементе.

После устранения неисправности дифференциал коробки передач или заднего моста необходимо собрать. Заливая трансмиссионную жидкость, не забудьте добавить в нее триботехнический состав «Редуктор» от отечественного разработчика Suprotec. Выполняйте все требования инструкции, чтобы добиться максимального защитного эффекта. На время обкатки старайтесь избегать высоких нагрузок на трансмиссию.

Наиболее распространенные проблемы дифференциала

симптом	тип неисправности	рекомендуемая процедура
Воющий гул при движении в нагрузку	Износ ведомой шестерни главной пары	Заменить главную пару
Воющий гул при любом режиме движения	Износ зубцов или оси сателлитов	Заменить сателлиты или ось
Хрумкающий звук, изменяющийся при смене нагрузки	Износ подшипников дифференциала или полуосей	Прослушать на подъемнике, чтобы локализовать неисправность. Заменить подшипники
Скрежещущие звуки и стуки	Недостаточный уровень масла в картере	Долить смазочную жидкость, при необходимости – заменить
Стуки, скрежет, потеки на коробке дифференциала	Течь в картере	Проверить корпус, сальники. Заменить дефектную деталь
Дифференциал гудит в любом режиме	Износ ведущей шестерни привода спидометра	Заменить изношенную деталь

Страница не найдена

Как алкоголь влияет на психику и мозг: 6 выводов ученых

12.09.22

Частичная мобилизация в России: как будет проходить, кто подпадает, кого не призовут

787359+00:00″ itemprop=»datePublished»>21.09.22

Что будет, если не явиться по повестке в период частичной мобилизации?

04.10.22

Шорты

Что сделать для укрепления психики: 8 привычек стрессоустойчивых людей

20.10.22

Всем интересно

См. все

Дневники трат

Инвестиции для начинающих

Финансовая подушка

Льготы от государства

Как снять квартиру

Как погасить кредит

Дневники трат

Инвестиции для начинающих

Финансовая подушка

Льготы от государства

Как снять квартиру

Как погасить кредит

См. все

Студенты, ИТ-специалисты, многодетные родители: кто может получить отсрочку от мобилизации

215039+00:00″ itemprop=»datePublished»>23.09.22

Как женщина полгода перечисляла племяннику деньги, а потом решила их вернуть

26.10.22

Стоит ли заменить кофе цикорием?

30.08.22

Транспортный налог 2022: сроки и способы оплаты

19.10.22

Как пользоваться нейросетью для генерации рисунков Midjourney: правильно составляем запрос

19.08.22

Могут ли мобилизовать в армию без военного билета?

22. 09.22

Пишут, что повестку о частичной мобилизации могут прислать через госуслуги: как на самом деле

21.09.22

Некоторых граждан не выпустили из России из-за частичной мобилизации. Что об этом известно

26.09.22

Как женщина пришла в банк за вкладом в 37 000 $, а ей ответили, что денег нет

17.08.22

Можно ли уехать из России после объявления о частичной мобилизации

21.09.22

Какие документы нужно иметь при себе, если вдруг остановят на улице для мобилизации?

481297+00:00″ itemprop=»datePublished»>29.09.22

Как должна приходить повестка на мобилизацию

05.10.22

Лучшее за полгода

См. все

Как теперь заказывать товары в Россию из-за рубежа: 4 доступных способа

09.06.22

Транспортный налог 2022: сроки и способы оплаты

19.10.22

Как правильно посадить и спилить дерево на своем участке

18.07.22

В «Телеграме» распространяют «списки частичной мобилизации»: почему не стоит им верить

603669+00:00″ itemprop=»datePublished»>22.09.22

Как женщина полгода перечисляла племяннику деньги, а потом решила их вернуть

26.10.22

Что будет, если не явиться по повестке в период частичной мобилизации?

04.10.22

Студентам и аспирантам дали отсрочку от мобилизации: кто имеет на нее право

26.09.22

Вышла iOS 16: что нового и ради чего стоит обновиться

12.09.22

«Думала о том, что уже не выдерживаю»: как я похудела на 20 кг за 5 месяцев

058062+00:00″ itemprop=»datePublished»>31.08.22

Бронь и сохранение рабочих мест: трудовые гарантии для мобилизованных

23.09.22

Студенты, ИТ-специалисты, многодетные родители: кто может получить отсрочку от мобилизации

23.09.22

Как пользоваться нейросетью для генерации рисунков Midjourney: правильно составляем запрос

19.08.22

Как должна приходить повестка на мобилизацию

05.10.22

Как я перестала удалять волосы на теле и сколько на этом экономлю

122909+00:00″ itemprop=»datePublished»>16.06.22

Что такое гипотиреоз и как я с ним живу уже 3 года

11.08.22

Пишут, что повестку о частичной мобилизации могут прислать через госуслуги: как на самом деле

21.09.22

Могут ли мобилизовать в армию без военного билета?

22.09.22

Правительство США откроет прием заявок на участие в лотерее грин-карт

04.10.22

Как алкоголь влияет на психику и мозг: 6 выводов ученых

546370+00:00″ itemprop=»datePublished»>12.09.22

Работа, ипотека и семья: вопросы, о которых стоит подумать из-за частичной мобилизации

22.09.22

Как женщина пришла в банк за вкладом в 37 000 $, а ей ответили, что денег нет

17.08.22

Как пересечь границу России по земле и какая обстановка на погранпунктах

25.09.22

В ожидании светлого будущего: что такое синдром отложенной жизни

23.06.22

Где теперь покупать товары для дома: 60 вещей в духе IKEA и Zara Home за те же деньги

992408+00:00″ itemprop=»datePublished»>25.06.22

В России началась частичная мобилизация

21.09.22

Как я получил две банковские карты в Казахстане

29.06.22

Можно ли уехать из России после объявления о частичной мобилизации

21.09.22

Частичная мобилизация в России: как будет проходить, кто подпадает, кого не призовут

21.09.22

Курсы помогут

См. все

Озеленить дом

817561+00:00″ itemprop=»datePublished»>11.08.21

Победить выгорание

28.07.21

Выбрать квартиру

16.06.21

Улучшить жизнь с помощью «Экселя»

28.01.21

Заработать на акциях

02.12.20

Начать инвестировать

21.10.19

Разобраться в благотворительности

02. 12.20

Путешествовать безопасно

30.11.20

Зарабатывать на кредитке

14.08.20

Не прогадать с ипотекой

13.01.21

Защититься от мошенников

15.10.20

Не разориться на здоровье

25.12.20

Сортировать мусор

28.10.20

Рулить тачкой

334970+00:00″ itemprop=»datePublished»>14.08.20

Завести собаку

15.12.20

Быть самозанятым

14.08.20

Жить в России

14.08.20

Как работает дифференциал?

Узнайте больше о конструкции, функциях и применении дифференциала и блокировки дифференциала в этой статье.

1 Зачем автомобилю дифференциал?
2 Конструкция дифференциала
- 2.1 1-я ступень – привод раздельных валов шкворнями и свободно вращающейся штангой
- 2.2 2-я ступень – привод валов несколькими шпильками и свободно вращающимися штангами
- 2.3 3-я ступень – Замена штифты и стержни с коническими шестернями
- 2. 4 4-я ступень – привод валов дополнительными коническими шестернями
- 2.5 5-я ступень – симметричное расположение конических шестерен во избежание напряжения изгиба
3 Кинематика дифференциала
4 Дифференциал как частный планетарная коробка передач
5 Блокировка дифференциала

Зачем автомобилю дифференциал?

В автомобилях колеса обычно приводятся в движение двигателем с помощью конической передачи. Это позволяет отклонить вращательное движение от двигателя к колесам на 90°. Если бы же колеса были жестко связаны друг с другом общим валом, это привело бы к проблемам при прохождении поворотов. В таком случае внешнее колесо должно преодолевать большее расстояние, чем внутреннее колесо. Однако, поскольку оба колеса должны проходить поворот одновременно, внешнее колесо должно вращаться быстрее, чем внутреннее колесо.

Рисунок: Скручивание вала при повороте

Если бы два колеса были соединены общим валом, вал скручивался бы из-за разных скоростей вращения. Рано или поздно такой поворот компенсируется пробуксовкой одного из колес. Это проскальзывание в повороте не только снижает безопасность движения, но и приводит к значительному износу шин и, в конечном счете, к поломке вала.

Анимация: Кручение карданного вала во время поворота Анимация: Кручение карданного вала во время поворота (крупный план)

При прохождении поворотов внешнее колесо должно иметь возможность вращаться быстрее, чем внутреннее колесо!

По этой причине в первые дни только одно из колес было ведущим. Другое колесо свободно насаживалось на вал, так что оно могло вращаться с разной скоростью. Такой односторонний привод приводит, однако, к тому, что транспортное средство пытается двигаться по небольшой кривой. Это снижает не только удовольствие от вождения, но и безопасность вождения. Поэтому было необходимо найти решение, позволяющее управлять обоими колесами одновременно, позволяя различных скоростей : родился дифференциал .

Анимация: работа дифференциала

На рисунке ниже показан дифференциал грузовика. Можно увидеть шестерню (показана желтым на анимации выше) и коническую шестерню (показана оранжевым на анимации выше). Остальные конические шестерни находятся внутри корпуса и снаружи не видны.

Рисунок: Дифференциал грузового автомобиля

Конструкция дифференциала

Конструкция и принцип действия дифференциала не так просты для понимания на первый взгляд. Главный вопрос в том, как придумать такое расположение шестерен. Для простоты имеет смысл сначала понять отдельные шаги, лежащие в основе идеи дифференциала.

Анимация: Как работает дифференциал

1-й шаг – привод отдельных валов с помощью штифтов и свободно вращающегося стержня

Первоначальная идея состоит в том, чтобы сначала разделить общий приводной вал так, чтобы каждое колесо имело свой собственный приводной вал. Это гарантирует, что вал не перекрутится, если одно из двух колес будет вращаться с разной скоростью. Два штифта теперь прикреплены к каждому из отдельных валов. Между этими штифтами свободно вращающийся стержень приводит в движение соответствующие валы колес.

Рисунок: 1-я ступень – привод валов шкворнями и свободно вращающейся планкой

Таким образом, колеса можно поворачивать на разные градусы в пределах определенного предела. Если одно из колес замедляется, противоположное колесо можно сдвинуть немного дальше с помощью вращающегося стержня. Однако разное вращение не должно быть слишком большим, иначе стержень выскользнет из штифтов и больше не сможет передать усилие.

2-я ступень – привод валов несколькими штифтами и свободно вращающимися стержнями

Для увеличения еще очень ограниченного движения можно было бы просто использовать несколько штифтов вместо одного, а также большее количество вращающихся стержней. Штифты и стержни теперь могут входить друг в друга один за другим. Полный привод больше не ограничен. Одно из колес теперь может вращаться с совершенно другой скоростью и даже стоять на месте, в то время как другое колесо может продолжать приводиться в движение. В принципе такая компоновка уже представляет собой полноценный дифференциал!

Рисунок: 2-й шаг – привод валов несколькими штифтами и свободно вращающимися стержнями

При ближайшем рассмотрении видно, что при таком дифференциале замедленное колесо тормозится в той же мере, в какой ускоряется другое колесо. Потеря скорости на одной стороне колеса компенсируется таким же приростом скорости на другой стороне. Этот принцип основан на законе сохранения энергии.

Такое кинематическое поведение колес именно то, что нужно при прохождении поворотов. При повороте внутреннее колесо должно вращаться медленнее в той же мере, в какой внешнее колесо должно вращаться быстрее.

Дифференциал обеспечивает вращение внутреннего колеса в той же степени медленнее, чем внешнее колесо вращается быстрее при прохождении поворотов!

3-й шаг – Замена штифтов и стержней на конические шестерни

Передача мощности с помощью штифтов и стержней не очень эффективна. Поэтому их заменяют на шестерни, точнее на конические шестерни . Коническая шестерня, показанная синим цветом, которая вращается вокруг валов колес, также упоминается как крестовина . В принципе, эта крестовина есть не что иное, как 9-ка.0037 планетарная шестерня как известно из планетарных передач. И действительно, дифференциал можно рассматривать как особую форму планетарного редуктора (подробнее об этом позже).

Рисунок: 3-й этап – замена пальцев и стержней на конические шестерни

4-й этап – привод валов дополнительными коническими шестернями

Привод крестовины, разумеется, осуществляется не вручную, а с помощью двигателя. Крестовина, в свою очередь, приводится в движение коническим редуктором (обычно гипоидным), состоящим из шестерни (показана желтым цветом) и конического зубчатого колеса (показана оранжевым цветом). Шестерня крестовины установлена на этой оранжевой конической шестерне. Поскольку оранжевая коническая шестерня «несет» на себя вращающуюся крестовину, оранжевая коническая шестерня также упоминается как 9.0037 перевозчик .

Рисунок: 4-я ступень – Привод валов дополнительными коническими шестернями

5-я ступень – симметричное расположение конических шестерен во избежание напряжения изгиба

только одна крестовина, но две крестовины. Вторая крестовина смещена на 180°.

Рисунок: 5-й этап – симметричное расположение конических зубчатых колес во избежание напряжения изгиба

На приведенном ниже рисунке показано, что при использовании двух зубчатых колес силы компенсируют друг друга в горизонтальном направлении. Приводные валы колес при этом подвергаются чисто скручиванию, но не изгибу!

Рисунок: Предотвращение изгибающих напряжений за счет симметричного расположения двух конических шестерен

Кинематика дифференциала

Анимация: Дифференциал в работе

При прямолинейном движении обычно ни одно из колес не вынуждено вращаться медленнее или быстрее, чем другое. В этом случае шестерни крестовины приводят в движение валы колес без какого-либо относительного движения. Затем колеса вращаются с той же скоростью, что и носитель.

Анимация: Дифференциал при прямолинейном движении

Если сейчас, например, въехать в правый поворот, внутреннее колесо замедляется на меньшее расстояние, которое предстоит пройти. Однако внешнее колесо должно тогда вращаться быстрее в той же степени, так как оно должно преодолеть большее расстояние. Благодаря своей особой конструкции дифференциал в конечном итоге обеспечивает именно такое кинематическое поведение! Точная математическая взаимосвязь объясняется более подробно в следующем разделе.

Лучший способ понять кинематику — представить себе экстремальный поворот, когда внутреннее колесо практически стоит на месте, а внешнее колесо следует по кругу вокруг внутреннего колеса. В этом случае водило приводит в движение крестовины вокруг конической шестерни («боковой шестерни») неподвижного вала колеса. Затем крестовины начинают вращаться и теперь совершают относительные движения. Противоположная коническая шестерня («боковая шестерня») левого ведущего вала теперь приводится в движение этим вращением крестовин в дополнение к уже имеющемуся вращению водила и, таким образом, вращается быстрее.

Анимация: Дифференциал при повороте

По сравнению с водилом, внутреннее колесо вращается медленнее в той же степени, в какой внешнее колесо вращается быстрее при повороте.

Только после завершения прохождения поворота и повторной регулировки скорости вращения двух колесных валов больше нет движения относительно друг друга, а скорость водила соответствует скорости вращения колес.

Даже если скорости колес различаются при прохождении поворотов, оба колеса всегда приводятся в движение одним и тем же крутящим моментом! Это связано с тем, что в коробках передач изменение крутящего момента происходит только за счет соотношения числа зубьев шестерен. Однако дифференциал имеет симметричную конструкцию. Он не отличается по количеству зубьев между левым и правым приводным валом. Это означает, что изменение крутящего момента между двигателем и приводными валами всегда одинаково. Таким образом, обе шестерни имеют одинаковый крутящий момент.

Даже если соответствующий крутящий момент на колесах не отличается, они имеют разную мощность! Это связано с тем, что мощность определяется произведением крутящего момента M и скорости вращения n:

\begin{align}
\boxed{P=2 \pi \cdot M \cdot n} \\[5px]
\end{ align}

Следует отметить, однако, что когда дифференциал активен при прохождении поворотов, происходят относительные перемещения конических шестерен, что приводит к дополнительному снижению эффективности передачи.

Хотя дифференциал обеспечивает разные скорости и, следовательно, разную мощность для колес, крутящий момент на обоих колесах идентичен!

Дифференциал как частный случай планетарного редуктора

Как уже упоминалось, дифференциал представляет собой особый вид планетарного редуктора. Одна из конических шестерен на колесных валах может рассматриваться как солнечная шестерня , тогда как другая коническая шестерня в переносном смысле соответствует кольцевой шестерне .

Рисунок: Сравнение дифференциала с планетарной передачей

Поскольку дифференциал представляет собой особый тип планетарной передачи, взаимосвязь между различными скоростями вращения также может быть описана фундаментальное уравнение для планетарных передач (уравнение Уиллиса):

\begin{align}
&\boxed{ n_s = n_c \cdot \left(1-i_0 \right) + n_r \cdot i_0} \\[5px]
\end{align}

Для классических планетарных передач n _r относится к скорости вращения зубчатого венца, n _s обозначает скорость вращения солнечной шестерни и n _c относится к скорости вращения перевозчик. i ₀ обозначает так называемый фиксированный коэффициент передачи несущей.

В случае дифференциала передаточное число с фиксированным водилом соответствует передаточному числу, полученному при фиксированном водиле. Если одно из колес («зубчатый венец») вращается в этом состоянии, то другое колесо («солнечное зубчатое колесо»), очевидно, вращается с той же скоростью, но в противоположном направлении. Таким образом, коэффициент передачи с фиксированной несущей равен i ₀ = -1.

Анимация: Стационарное передаточное число дифференциала

Если коэффициент передачи с фиксированной несущей из i ₀ =-1 используется в верхнем уравнении, то применяются следующие отношения:

\begin{align}
& n_s = n_c \cdot \left(1-i_0 \right) + n_r \cdot i_0 ~~~\text{with}~i_0=-1~~~~\text{:} \\[5px]
&n_s = n_c \cdot \left(1-(-1) \right) + n_r \cdot (-1) \\[5px]
&n_s = n_c \cdot 2 – n_r \\[5px]
&n_r + n_s = 2 \cdot n_c \\[5px]
\end{align}

Поскольку дифференциалы не имеют классической солнечной шестерни или зубчатого венца, соответствующие скорости вращения шестерен обозначаются n ₁ (=n _r ) или n ₂ (=n _s ). Таким образом, между скоростями вращения колес n ₁ или n ₂ и скоростью вращения водила n _c применяется следующее соотношение:

\begin{align}
&\boxed{n_1 + n_2 = 2 \cdot n_c} \\[5px]
\end{align}

Правая часть уравнения всегда постоянна при постоянной скорости носителя и, следовательно, при постоянной скорости двигателя. Теперь также можно увидеть математически, что при постоянной скорости двигателя уменьшение скорости на одном из колес приводит к увеличению скорости на противоположном колесе. Преобразовав уравнение, можно также увидеть, что скорость тележки соответствует средней скорости двух колес.

\begin{align}
&\boxed{n_c = \frac{n_1 + n_2}{2}} \\[5px]
\end{align}

Блокировка дифференциала

Большим преимуществом дифференциала является то, что их можно использовать при прохождении поворотов, разделив скорость вращения или мощность между соответствующими колесами в соответствии с их потребностями. Однако в некоторых ситуациях это может быть и недостатком. Например, при трогании с места на ровной или скользкой дороге одно из колес может потерять сцепление с дорогой и пробуксовывать, а другое колесо останется на земле. Дифференциал теперь передает всю мощность на вращающееся колесо, в то время как на неподвижное колесо мощности нет. Вращающееся колесо теперь вращается с удвоенной скоростью, а другое колесо стоит на месте. Таким образом едва ли можно получить поступательную движущую силу, а если и только одностороннюю силу из-за трения скольжения вращающегося колеса.

Анимация: Дифференциал при повороте

Такой случай, когда одно из колес имеет меньшее сцепление с дорогой, чем другое, и, таким образом, склонно к проскальзыванию, возникает в основном при движении по бездорожью, когда нагрузка на колеса постоянно меняется. Но даже в быстрых поворотах, когда центробежные силы сильно разгружают внутреннее колесо, возрастает опасность пробуксовки и возникает угроза одностороннего распределения мощности. Если в худшем случае транспортное средство слегка наклоняется и внутреннее колесо теряет сцепление с дорогой, это колесо получает полную мощность и вращается в воздухе с удвоенной скоростью. Противоположное колесо, которое все еще имеет сцепление с землей, не получает никакой мощности, и, следовательно, управление автомобилем больше невозможно.

Поэтому в упомянутых выше случаях дифференциал является скорее препятствием. По этой причине в основном внедорожники оснащаются так называемыми блокировками дифференциалов . Такая блокировка дифференциала затем снова жестко соединяет два приводных вала колес друг с другом и, таким образом, отключает дифференциал. Однако это приводит к скручиванию карданного вала при прохождении поворотов, как уже объяснялось в начале. Поэтому блокировку дифференциала следует активировать только в исключительных случаях.

Дифференциал: Строительство и работа.

3 декабря 2020 г. 19 августа 2021 г.

Администратор

1 комментарий
Дифференциал, главная передача, система трансмиссии, работа дифференциала

Содержание страницы

Когда мы изучаем систему трансмиссии четырех или многоосных транспортных средств. Мы знакомимся с такими фразами, как коробка передач, сцепление, карданный вал, ведущий мост, дифференциал и т. д. Двигатель производит мощность. И сцепление передает мощность на коробку передач, которая поступает от двигателя, а коробка передач передает мощность на ведущую ось. Наконец, ведущий мост обеспечивает движение ведущего колеса, которое может быть задним, передним или полноприводным. Это полностью зависит от типа системы привода в автомобиле. Прежде чем мощность передается на ведущую ось, она проходит через дифференциал. Итак, в этом посте мы узнаем, что такое дифференциал? И как это работает? В чем смысл дифференциала? Типы дифференциала в автомобиле и др.

W Дифференциал?

Дифференциал представляет собой механизм, который дифференцирует передаточное число передачи мощности на колеса. Главная передача также интегрирована с дифференциалом. Конечная передача — это последний этап передачи крутящего момента от двигателя к ведущему колесу. Он снижает частоту вращения выходного вала коробки передач для согласования с ведущими колесами.

Как видно на изображении ниже, ступица дифференциала расположена в задней оси. Где это компоновка автомобиля с задним приводом.

Дифференциал в автомобиле: Схема автомобиля

По сути, дифференциал состоит из трех валов. Один вал является входным валом мощности, который соединен с гребным валом. Еще два вала являются выходными валами, передающими движение на приводное колесо. Эти валы соединены с узлом конических шестерен в корпусе. Дифференциал обеспечивает более высокую скорость вращения внешнего колеса и снижает скорость внутреннего колеса при повороте автомобиля.

Без дифференциала невозможно выполнить быстрый поворот на более высокой скорости.

Читайте также:

Однодисковое сцепление: работа и применение.
С какой стороны крышка топливного бака вашего автомобиля?
Принцип газовых пружин, типы, применение

C Конструкция дифференциала:

Открытый дифференциал

Как показано на рисунке выше, этот дифференциал состоит из различных частей. Это открытый дифференциал. На вал-шестерню насажена шестерня. Собственно, эта шестерня и есть карданный вал. Эта шестерня вращает большое зубчатое колесо. Несущий блок, установленный на зубчатом венце. Он состоит из двух конических шестерен (планетарных шестерен) и двух конических (солнечных) шестерен. Солнечные конические шестерни соединены с полуосью заднего моста. Корпус дифференциала закрывает весь этот узел. А кожух полуоси закрывает полуось.

W соединение дифференциала:

Что происходит в случае дифференциала, когда автомобиль движется прямо?

Когда транспортное средство движется по прямому пути, узел дифференциала (в целом) вращается как единое целое. В этом блоке находятся зубчатый венец, обе боковые шестерни дифференциала и обе оси. Двухпланетная шестерня не вращается вместе с валом шестерни. Потому что они прикладывают ту же силу к солнечным шестерням. Таким образом, обе солнечные шестерни вращаются с одним и тем же числом оборотов в минуту вместе с зубчатым венцом.

Действие дифференциала при повороте

Что происходит в случае дифференциала, когда автомобиль поворачивает направо?

При повороте направо правое (внутреннее) колесо автомобиля вращается медленнее, чем левое (внешнее) колесо. Внутри корпуса дифференциала планетарная шестерня вращается вокруг своей оси вместе с зубчатым венцом. Это позволяет независимое вращение обоих боковых колес. Поскольку водило вращается с зубчатым венцом, планетарная шестерня вращается с той же скоростью. Но, из-за вращения шестерни вокруг собственной оси, это снижает скорость вращения правой солнечной шестерни и увеличивает скорость вращения левой солнечной шестерни. Обратное действие происходит, когда автомобиль поворачивает налево. плоская шестерня снижает скорость вращения левой солнечной шестерни и увеличивает скорость вращения правой солнечной шестерни. Для лучшего понимания просмотрите это видео.

O Другие варианты использования дифференциала:

Дифференциал помогает при поворотах и поворотах на постоянной скорости. У него есть и другие применения. Например,

При необходимости он передает мощность под углом 90° с независимыми оборотами.
Уменьшает скорость вращения шестерен на зубчатом венце. В результате снижены обороты и выше крутящий момент на колесе.

T Типы дифференциалов:

Типы дифференциалов в автомобилях:

Открытый или обычный дифференциал (мы изучали в этом посте).
Дифференциал повышенного трения (LSD).
Блокировка дифференциала.
Дифференциал векторизации крутящего момента
Корпус дифференциала
предоставлен компанией American Axle & Manufacturing, Inc.