Что дает блокировка межосевого дифференциала? Межосевой дифференциал
Межосевой дифференциал | Устройство автомобиля
Какое назначение межосевого дифференциала, на каких автомобилях он устанавливается?
Межосевой дифференциал устанавливается на автомобилях с двумя задними ведущими мостами (КамАЗ-5320, ЗИЛ-130ГЯ) и служит для равномерного распределения крутящего момента между двумя ведущими мостами. В межосевом дифференциале предусмотрен механизм блокировки, которым можно блокировать оба моста, что значительно снижает буксование ведущих колес на скользящих участках дорог, повышая проходимость автомобиля.
Как устроен межосевой дифференциал?
Межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ-5320 (рис.134) состоит из картера 1, прикрепленного к стакану подшипников вала ведущей шестерни 16 среднего ведущего моста. Внутри картера установлены чашки 2 и 6 дифференциала. Между чашками смонтирована крестовина 5, а на шипах ее – свободно конические шестерни-сателлиты 4, находящиеся в постоянном зацеплении с полуосевыми шестернями 3 и 7. Шестерня 3 своими внутренними шлицами установлена на валу 17 и передает через него крутящий момент на ведущую шестерню главной передачи заднего моста. Сама же она может свободно вращаться в чашке 2 дифференциала, а также вместе с ним. Полуосевая шестерня 7 шлицами соединена с шестерней 16 главной передачи среднего моста. На ее хвостовике имеется зубчатый венец 11 для блокировки дифференциала. На венец одета муфта 9 блокировки, которая через вилку 10 соединена с пневмоприводом механизма блокировки. На чашке 6 также выполнен зубчатый венец 8 для блокировки дифференциала. Шестерня 7 может свободно вращаться в чашке 6 дифференциала, а также вместе с ним.
Рис.134. Межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ-5320.
Как работает межосевой дифференциал?
Работает межосевой дифференциал так. При движении автомобиля по сухой дороге с несблокированным дифференциалом крутящий момент передается на чашки 1 и 6 и от них на крестовину 5, сателлиты 4 и полуосевые шестерни 3 и 7. Шестерня 3 через вал 17 передает крутящий момент на ведущую шестерню главной передачи заднего моста (на рисунке не показано), а шестерня 7 – на ведущую шестерню 16 главной передачи среднего моста. Следовательно, крутящий момент передается к обоим мостам и автомобиль движется.
Во время движения по мокрой и скользкой дороге необходимо исключить проскальзывание колес ведущих мостов. Для этого включают блокировку дифференциала, повернув рукоятку в кабине автомобиля. При этом воздух из пневматических баллонов тормозного привода по трубопроводу 15 подводится в камеру 14 механизма блокировки, где, воздействуя на диафрагму, выгибает ее и перемещает шток 12, а он через вилку 10 – муфту. Она внутренними зубьями находит на зубчатый венец 8 чашки 6 дифференциала, соединяя ее и шестерню 16 как одно целое, что позволяет вращаться ведущим шестерням главных передач среднего и заднего мостов с одинаковой частотой, что и нужно было получить. В этом случае колеса одного из мостов находятся в более благоприятных условиях, они и движут автомобиль. После преодоления автомобилем трудного участка дифференциал необходимо разблокировать. Для этого достаточно рукоятку в кабине установить в исходное положение, воздух из камеры выходит в атмосферу под давлением пружины 13, воздействующей на диафрагму, и вилка выводит муфту из зацепления с зубчатым венцом 8.
***Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Карданная передача. Ведущий мост»
автомобиль, вести, дифференциал, межосевой, мост, шестерня
Смотрите также:
avtomobil-1.ru
Межосевой дифференциал - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Межосевой дифференциал
Cтраница 1
Межосевой дифференциал дает возможность колесам среднего и заднего ведущих мостов иметь различную скорость вращения при движении по неровной дороге, когда колеса каждой оси за один и тот же промежуток времени проходят разные пути. [2]
Межосевой дифференциал располагается обычно в раздаточной коробке и позволяет вращаться с различной частотой колесам переднего и заднего мостов автомобилей повышенной и высокой проходимости. [4]
Межосевой дифференциал необходим для того, чтобы дать возможность колесам средней и задней ведущих осей вращаться с разным числом оборотов при движении автомобиля по неровной дороге, учитывая, что колеса отдельных осей могут проходить разные пути за одинаковые периоды времени. [5]
Межосевой дифференциал ( рис. 88) служит для равномерного распределения крутящего момента между средним и задним ведущими мостами, что предохраняет узлы силовой передачи от перегрузок и уменьшает износ шин. Он состоит из промежуточного вала, крестовины, сателлитов и двух конических шестерен, которые одновременно являются цилиндрическими шестернями привода среднего и заднего мостов. Для предупреждения от пробуксовки одного из мостов и повышения проходимости при движении по труднопроходимым участкам пути ( скользкая дорога, гололед) предусмотрена блокировка межосевого дифференциала. Не разрешается блокировать межосевой дифференциал на дорогах с твердым покрытием в момент пробуксовки колес. [6]
Межосевые дифференциалы часто конструктивно объединяются с раздаточной коробкой. [7]
Межосевой дифференциал распределяет подводимый к нему момент на отдельные мосты обычно пропорционально их сцепному весу. При этом полагается равенство коэффициентов сцепления ф под всеми колесами автомобиля. [8]
Межосевой дифференциал раздаточной коробки выполнен по схеме, представленной на рис. 119, в. Сателлиты находятся в зацеплении с солнечной 16 и коронной 14 шестернями. От шестерни 16 крутящий момент передается на вал привода переднего моста, а от шестерни 14 - на вал привода среднего и заднего мостов. В данной конструкции дифференциала одна треть момента передается на передний мост и две трети - на задний и средний мосты. Наличие межосевого дифференциала в раздаточной коробке не исключает циркуляции мощности между средним и задним мостами. [9]
Межосевой дифференциал раздаточной коробки выполнен по схеме, представленной на рис. 129, в. От шестерни 16 крутящий момент передается на вал привода переднего моста, а от колеса 14 - на вал привода промежуточного и заднего мостов. [10]
Симметричный блокируемый межосевой дифференциал размещается в стакане 8 и предназначен для распределения поровну крутящего момента между средним и задним мостами, а также для предотвращения циркуляции мощности между ними в случае движения по дорогам с твердым покрытием при наличии кинематического рассогласования между мостами или при значительной разнице между радиусами качения их ведущих колес. [12]
Такой межосевой дифференциал распределяет поровну крутящий момент между средним и задним мостами автомобиля. [14]
Такой межосевой дифференциал распределяет поровну крутящий момент между промежуточным и задним мостами автомобиля. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Межосевой дифференциал - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Межосевой дифференциал
Cтраница 2
Блокировать межосевой дифференциал следует только на грязных и скользких дорогах. [16]
Применение межосевого дифференциала уменьшает износ и повышает долговечность механизмов трансмиссии и шин, однако при буксовании колес одной из осей он может ухудшить проходимость автомобиля. Чтобы избежать этого, на автомобилях КрАЗ применяется механизм блокировки межосевого дифференциала в виде зубчатой муфты 13, соединение которой с внутренними зубьями шестерни 7, исключает возможность поворачивания шестерен сателлитов на своих осях, а следовательно, приводит к выключению дифференциала. [17]
Применение межосевого дифференциала позволяет снизить, а в случае применения дифференциала с малым внутренним трением практически устранить вредное влияние циркулирующей мощности в трансмиссии. При этом исключается перегрузка элементов трансмиссии многоосных автомобилей. [18]
Схема несимметричного межосевого дифференциала из цилиндрических шестерен для привода на 4 колеса. [19]
Конструкция несимметричного межосевого дифференциала с цилиндрическими сателлитами, распределяющего момент на передний и задний мосты трехосного автомобиля ( Урал-375), представлена на рис. VI. Момент от промежуточного вала 12 раздаточной коробки передается на шестерню 5, приболченную к корпусу 6 межосевого дифференциала. Шестерня 7 передает через вал 8 момент на передний мост, а шестерня 3 с внутренним зацеплением, жестко посаженная на вал 4 - на задние мосты. [20]
Наоборот, межосевой дифференциал, включенный между ведущими мостами, располо-на значительном расстоянии друг от друга ( например, передним и задним) весьма целесообразен, так как при этом снижаются нагрузки в трансмиссии особенно на поворотах. [21]
Целесообразность применения межосевых дифференциалов в автомобилях с приводом на несколько осей в настоящее время еще не совсем ясна. Для каждой оси применяется свой дифференциал. Конструкция, при которой мосты соединены через дифференциал, распределяющий крутящий момент, согласно нагрузке на ось, встречается очень редко. [22]
Механизм блокировки межосевого дифференциала должен быть собран и установлен на картер межосевого дифференциала. Винт установочной вилки и контргайка винта должны быть завернуты через отверстие под заливную пробку картера межосевого дифференциала. При подаче воздуха под давлением 2 кгс / см2 в камеру механизма блокировки межосевого дифференциала вилка муфты включения блокировки должна переместиться в крайнее положение до упора в картер межосевого дифференциала. При выпуске воздуха из камеры вилка муфты должна возвращаться до упора1 в корпус механизма блокировки. [23]
Сателлиты 5 межосевого дифференциала находятся в зацеплении с шестерней 3, сидящей на шлицах ведущей шестерни 2 главной передачи, и шестерней 6, которая проходным валом 1 передает крутящий момент к заднему ведущему мосту. [25]
При наличии межосевого дифференциала выходные валы могут вращаться с неодинаковой угловой скоростью. Распределение крутящих моментов между валами привода переднего и заднего мостов определяется внутренним передаточным числом дифференциала ( см. гл. [26]
В отличие от межосевого дифференциала КрАЗ, имеющего конические сателлиты, дифференциал Урал - 375Д имеет четыре сателлита 1, находящихся в зацеплении с солнечной бис коронной 4 шестернями. [27]
Раздаточные коробки с межосевым дифференциалом - трех-вальные. Крутящий момент в них с ведущего вала 2 через одну зубчатую пару передается на промежуточный вал 6 и затем дифференциалом 7 перераспределяется между ведомыми валами 9 и 8 в требуемом соотношении. [28]
Для повышения проходимости автомобилей межосевые дифференциалы иногда выполняют с принудительной блокировкой или самоблокирующимися. [29]
Коробка перемены передач имеет межосевой дифференциал и механизм блокировки. Межосевой дифференциал распределяет крутящий момент между мостами позволяет передним и задним колесам вращаться с разными числами оборотов, уменьшает нагрузки а износ деталей. Механизм блокировки дифференциала повышает общую силу тяги на плохих дорогах и улучшает проходимость краня. [30]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Что дает блокировка межосевого дифференциала?
Начнем с простого. Предположим, у тебя только задний привод.В мосту заднем стоит дифференциал (посмотри что это такое по картинкам). На кой он там нужен? Да если убрать его и заставить задние колеса крутиться с одинаковой скоростью, то будет жор резины НА СУХОМ АСФАЛЬТЕ. Если ты уберешь этот дифференциал (тупо заваришь полуоси) - это и будет БЛОКИРОВКА ОСЕВОГО дифференциала (если по тупому). То есть БЛОКИРОВКА ОСЕВОГО дифференциала - это мы заставляем колеса ведущего моста вращаться с одинаковой скоростью.
На кой нам нужно заставлять колеса задние вращаться с одинаковой скоростью? Да очень просто. Бывает нужно проехать скользкий участок. Скажем заднее левое колесо находится в хорошем зацеплении с дорогой, а заднее правое - на льду. Тут и проявляется негативный момент дифференциала. Тупо начинает вращаться то колесо, что на льду, а на то, что находится в зацеплении с дорогой, крутящий момент не идет.А если ты заблокируешь эту ось, то равный крутящий момент пойдет как на левое, так и на правое колеса. То колесо, что в зацеплении с дорогой, и подтолкнет машину.
Что такое блокировка МЕЖОСЕВОГО дифференциала? Понятно, что в идеальных условиях на сухом асфальте также есть разница в скорости вращения колес заднего и переднего привода.Межосевой дифференциал есть только на полноприводных автомобилях, где подается тяга на все оси. Так вот, бывает и такое, что задний мост в зацеплении с дорогой, а передний тупо буксует. А дифференциал - такая штука, что тяга от двигателя тупо начинает идти туда, где меньшее сопротивление. Короче, передние колеса у тебя буксуют, а задние стоят на месте, хотя могли бы толкнуть машину.Суть та же. Если мы заблокируем МЕЖОСЕВОЙ дифференциал, мы заставим вращаться заднюю и переднюю ось с одинаковой скоростью. Пойдет равная тяга двигателя как на передний мост, так и на задний. Задний мост, что в зацеплении, подтолкнет машину.
НО блокировки и осевых, и межосевого дифференциалов есть не у всех внедорожников.
Например, а/м "Нива". У нее есть возможность блокировки межосевого дифференциала. Это заставляет подавать двигателю равную тягу как на задний мост, так и на передний. Это существенно увеличивает проходимость автомобиля. Но в "Ниве" (как и у всех автомобилей) есть и осевые дифференциалы - в заднем и переднем мостах. И они не блокируются (если машина не дорабатывалась хозяином). То есть найдется и в заднем мосту колесо, что будет в меньшем зацеплении с дорогой и будет буксовать, и в переднем мосту. Поэтому для самой большей проходимости нужно иметь в авто как межосевой дифференциал, так и осевые.
info-4all.ru
Межосевой дифференциал полноприводного автомобиля
Изобретение относится к транспортному машиностроению в механизмах привода колес полноприводных автомобилей. Межосевой дифференциал полноприводного автомобиля содержит входной вал (1), вал (2) привода заднего моста, вал (3) привода переднего моста, установленные соосно в картере (4), водило (5) с торцевым диском (6), соединенное с входным валом (1), три парные сателлита (7) и (8), коронную шестерню (10) и две солнечные шестерни (11). В межосевом дифференциале передняя шлицевая муфта вводится в зацепление с зубчатым венцом (13) коронной шестерни (10) и через нее - с солнечной шестерней (11) вала (3). На второй передаче, задаваемой увеличением давления в задней камере кольцевым поршнем, шлицевая муфта вводится в зацепление с зубчатым венцом солнечной шестерни (12) вала (2). Достигается повышение проходимости путем увеличения диапазона передаточных чисел. 4 ил.
Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в механизмах привода колес полноприводных автомобилей.
Известен дифференциал автомобиля, входной вал которого механически сблокирован с коленчатым валом привода автомобиля через коробку передач. Дифференциал содержит водило с цилиндрическими сателлитами, солнечную и коронную шестерни [1]. Такой дифференциал имеет только одно передаточное число, определяемое соотношением количества зубьев солнечных и коронных шестерен. Это не позволяет достичь оптимального сцепления колес с грунтом в различных дорожных условиях.
Известен также межосевой дифференциал полноприводного автомобиля, входной вал которого механически сблокирован с коленчатым валом привода автомобиля через коробку передач [2]. Известный дифференциал содержит водило с цилиндрическими сателлитами, коронную и две солнечные шестерни, сблокированные с осями полноприводного автомобиля. Данный дифференциал позволяет передавать крутящий момент через оси ко всем ведущим колесам полноприводного автомобиля.
Недостатком такого дифференциала является наличие одного постоянного передаточного числа распределения крутящего момента по осям полноприводного автомобиля.
Известен также межосевой дифференциал полноприводного автомобиля [3], содержащий входной вал, механически сблокированный с коленчатым валом привода автомобиля через коробку передач, первый вал привода заднего моста, второй вал привода переднего моста, установленные соосно в охватывающем их картере, водило с торцевым диском, соединенное по внешней стороне с помощью зубчатой передачи с входным валом, по меньшей мере три парные сателлита, установленные на диске водила, а также коронную шестерню, размещенную соосно в картере и две солнечные шестерни, установленные на первом и втором валах. Данный межосевой дифференциал, принятый за прототип, передает крутящий момент по осям автомобиля с возможностью включения двух передаточных чисел, что позволяет увеличить проходимость полноприводного автомобиля. Однако диапазон изменения величин передаточных чисел у него узкий ввиду конструктивных особенностей дифференциала.
Изобретение направлено на повышение проходимости полноприводных автомобилей с дифференциальным приводом путем существенного увеличения диапазона его передаточных чисел.
Указанный технический результат достигается тем, что в межосевой дифференциал полноприводного автомобиля, содержащий входной вал, механически сблокированный с коленчатым валом привода автомобиля через коробку передач, первый вал привода заднего моста, второй вал привода переднего моста, установленные соосно в охватывающем их картере, водило с торцевым диском, соединенное по внешней стороне с помощью зубчатой передачи с входным валом, по меньшей мере три парные сателлита, установленные на диске водила, а также коронную шестерню, размещенную соосно в картере и две солнечные шестерни, установленные на первом и втором валах; внутри картера дифференциала дополнительно установлен цилиндрический корпус, содержащий второй диск, расположенный с противоположной стороны торцевого диска водила, цилиндрическую часть, охватывающую коронную шестерню, имеющую жесткую связь с торцевым диском водила и цилиндрическое тело с внешней по отношению ко второму диску стороны, в котором размещен механизм переключения передач дифференциала, выполненный в виде двух передней и задней камер, гидравлически соединенных с двух сторон с дополнительным кольцевым поршнем, размещенным в дополнительной круглой полости внутри корпуса, причем дополнительный кольцевой поршень, который через подшипник установлен на дополнительной комбинированной муфте, состоящей из двух кольцевых шлицевых муфт, жестко соединенных с помощью, по меньшей мере, трех поводков, в которой передняя шлицевая муфта на одной передаче, задаваемой увеличением давления в переднюю камеру, кольцевым поршнем вводится в зацепление с зубчатым венцом коронной шестерни и через нее - с солнечной шестерней второго вала, а на второй передаче, задаваемой увеличением в задней камере, кольцевым поршнем вводится в зацепление с зубчатым венцом солнечной шестерни первого вала.
На рис.1 показан дифференциал согласно изобретению, установленный в раздаточной коробке, в положении включения высшего передаточного числа.
На рис.2 показан дифференциал согласно изобретению, установленный в раздаточной коробке, в положении включения низшего передаточного числа.
На рис.3 показан с увеличением механизм переключения передаточных чисел дифференциала в положении включения высшего передаточного числа.
На рис.4 показан с увеличением механизм переключения передаточных чисел дифференциала в положении включения низшего передаточного числа.
Межосевой дифференциал полноприводного автомобиля (рис.1-4) содержит входной вал 1 дифференциала, первый вал 2 привода заднего моста, второй вал 3 привода переднего моста, картер 4, водило 5, торцевой диск 6 водила 5, сателлиты 7 и 8 с цилиндрическими шейками 9, коронную шестерню 10, солнечную шестерню 11 второго вала 3, солнечную шестерню 12 первого вала 2, зубчатый венец 13 коронной шестерни 10, ступицу 14 коронной шестерни 10, зубчатый венец 15 ступицы 14, шлицы 16 второго вала 3, цилиндрическую шейку 17 первого вала 2, зубчатый венец 18 шестерни 12, шлицы 19 первого вала 2, подшипник 20 водила 5, корпус 21, переднюю камеру 22, заднюю камеру 23, канал 24 задней камеры 23, полость 25, кольцевой поршень 26, подшипник 27 поршня 26, заднюю шлицевую муфту 28, поводок 29, переднюю шлицевую муфту 30, венец 31 передней шлицевой муфты 30, канал 32 передней камеры 22.
Особенностью предложенной конструкции межосевого дифференциала полноприводного автомобиля является то, что в водиле 5 (рис.1) с помощью шеек 9 установлены попарно зубчатые цилиндрические сателлиты 7 и 8. Всего может быть несколько пар сателлитов, но, как правило, не менее трех. Коронная шестерня 10 своим зубчатым венцом 13 зацепляется с сателлитами 7. Она имеет ступицу 14 с зубчатым венцом 15.
Солнечная шестерня 11 привода переднего моста установлена на шлицах 16 вала 3 привода переднего моста. Солнечная шестерня 12 первого вала 2 заднего моста установлена на гладкой цилиндрической шейке 17 первого вала 2 привода заднего моста. Шестерня 12 имеет зубчатый венец 18, вал 2 - шлицы 19. Водило 5 через подшипник 20 установлено в корпусе 21. Корпус 21 дифференциала установлен в картере 4, в котором выполнены камеры: передняя 22 и задняя 23.
Камера 23 (рис.3) каналом 24 связана с полостью 25 корпуса 21, в которой расположен поршень 26, который через подшипник 27 установлен на задней шлицевой муфте 28. Муфта 28 установлена на шлицах 19 вала 2 и через поводки 29 (по меньшей мере, три штуки) связана с передней муфтой 30.
Камера 22 каналами 32 также связана с полостью 25, но с противоположной стороны поршня 26.
Работа межосевого дифференциала осуществляется следующим образом. При увеличении давления в задней камере 23 рабочая жидкость через канал 24 поступает в полость 25 корпуса 21. Давление рабочей жидкости, воздействуя на поршень 26, через подшипник 27 перемещает заднюю шлицевую муфту 28, которая с помощью поводков 29 перемещает переднюю шлицевую муфту 30, вводит ее в зацепление с зубчатым венцом 18 шестерни 12 привода заднего моста и блокирует ее с валом 2 (рис.1, 3). При этом крутящий момент, поступающий на водило 5 дифференциала через шейки 9 и сателлиты 7 и 8, передается на шестерни соответственно 11 и 12. При этом он делится пополам или в соответствии с заданным передаточным числом. Коронная шестерня 10 в передаче крутящего момента не участвует и, увлекаемая сателлитами 7, вращается вхолостую на подшипнике 20. Шестерни 11 и 12 передают крутящий момент соответственно 5 на передний и задний мосты с помощью валов 3 и 2. Дифференциал работает с высшим передаточным числом.
При увеличении давления в передней камере 22 рабочая жидкость по каналу 32 заполняет полость 25 корпуса 21 и воздействует на поршень 26 уже с противоположной стороны (рис.2, 4). Поршень 26 через подшипник 27 перемещает заднюю муфту 28 в противоположном по отношению к высшей передаче направлении по шлицам 19 вала 2. Муфта 28 через поводки 29 перемещает переднюю муфту 30, освобождая зубчатый венец 18 шестерни 12, и с помощью своего зубчатого венца 31 входит в зацепление с зубчатым венцом 15 коронной шестерни 10 дифференциала. При этом крутящий момент от водила 5 через шейки 9 и сателлиты 7 передается на солнечную шестерню 11 привода переднего моста и на коронную шестерню 10, которая через свой зубчатый венец 15 передает его венцу 31 задней муфты 30, а от нее - через шлицы 19 валу 2 привода заднего моста. При этом он делится в соответствии с заданным передаточным числом, определяемым числами зубьев солнечной шестерни 11 и коронной шестерни 10. Шестерня 12 в передаче крутящего момента не участвует, вращаясь вхолостую на шейке 17 вала 2. В этом случае дифференциал работает с низшим передаточным числом.
Переключение передаточного числа путем повышения давления в камерах 22 или 23 может быть осуществлено автоматически или в ручном режиме в зависимости от полезной нагрузки в кузове полноприводного автомобиля, типа дорожного покрытия, других условий движения.
Конструктивная особенность предложенного технического решения позволяет изменять в 2-3 раза передаточное число межосевого дифференциала, обеспечивая изменение в этих же пределах величин крутящих моментов, подводимых к переднему и заднему мостам. Достигаемый результат - существенное улучшение проходимости полноприводного автомобиля в зависимости от различных дорожных условий.
Ссылки
1. Автомобильный справочник: Пер. с англ. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004 г., стр.613.
2. З.Яскевич. Ведущие мосты: Пер. с польского, М.: Машиностроение, 1985., 595 с., стр.155, рис.3.17.
3. Патент РФ на изобретение №2192972 С2. Дифференциальная раздаточная коробка полноприводного автомобиля, МПК7 В60К 17/346, опубл. 20.11.2002 г., бюл. 14, 2004 г.
Межосевой дифференциал полноприводного автомобиля, содержащий входной вал, механически сблокированный с коленчатым валом привода автомобиля через коробку передач, первый вал привода заднего моста, второй вал привода переднего моста, установленные соосно в охватывающем их картере, водило с торцевым диском, соединенное по внешней стороне с помощью зубчатой передачи с входным валом, по меньшей мере три парные сателлита с шейками, установленными на диске водила, а также коронную шестерню, размещенную соосно в картере, и две солнечные шестерни, установленные на первом и втором валах, отличающийся тем, что внутри картера дифференциала дополнительно установлен цилиндрический корпус, содержащий второй диск, расположенный с противоположенной стороны торцевого диска водила, цилиндрическую часть, охватывающую коронную шестерню, имеющую жесткую связь с торцевым диском водила, и цилиндрическое тело с внешней по отношению ко второму диску стороны, в котором размещен механизм переключения передач дифференциала, выполненный в виде двух - передней и задней камер, гидравлически соединенных с двух сторон с дополнительным кольцевым поршнем, размещенным в дополнительной полости внутри корпуса, причем дополнительный кольцевой поршень, который через подшипник установлен на дополнительной комбинированной муфте, состоящей из двух - передней и задней кольцевых шлицевых муфт, в которой передняя шлицевая муфта на одной передаче, задаваемой увеличением давления в переднюю камеру, кольцевым поршнем вводится в зацепление с зубчатым венцом коронной шестерни и через нее - с солнечной шестерней второго вала, а на второй передаче, задаваемой увеличением давления в задней камере кольцевым поршнем, передняя шлицевая муфта вводится в зацепление с зубчатым венцом солнечной шестерни первого вала.
www.findpatent.ru
Межосевой дифференциал - Википедия
Дифференциа́л (от лат. differentia – разность, различие) — механизм в составе трансмиссий транспортных и (реже) технологических машин по передаче мощности посредством вращения с одновременным делением единого потока мощности на два дифференциально связанных или суммированием двух независимых потоков мощности в один. Особенность дифференциала и смысл его термина в том, что деление/суммирование потоков мощности этот механизм производит именно дифференциально: каждый из двух исходящих/входящих потоков может в любое время получать/давать от 0 до 100% мощности относительно единого на входе/выходе (с поправкой на КПД дифференциала), а соотношение этих мощностей между собой может быть любое в пределах этих 100%.
В каноническом чисто механическом виде представляет собой планетарную передачу, состоящую из одного простого трёхзвенного плоского или пространственного планетарного механизма без каких-либо управляющих элементов (тормозов или фрикционов). Фактические дифференциалы, исходя из своих задач в трансмиссии, могут быть дополнены планетарными рядами и управляющими элементами. Однако в последнее время получили распространение чисто фрикционные устройства, выполяющие функции дифференциала — вискомуфты.
В отличие от мощности и угловой скорости вращения крутящий момент дифференциалом делится жёстко и неизменно. Отсюда такие термины как симметричный дифференциал (момент делится в соотношении 50/50) или несимметричный (момент делится в любых неравных соотношениях). При суммировании крутящие моменты на дифференциале также складываются в один по определённым принципам.
С точки зрения механики, любой дифференциал имеет две и только две степени свободы. Механизм, выполняющий функции дифференциала и имеющий три степени свободы, правильнее называть двойным дифференциалом (четыре — тройным, и так далее).
Назначение[ | ]
Необходимость применения дифференциала в конструкции привода автомобилей обусловлена тем, что внешнее колесо при повороте проходит более длинную дугу, чем внутреннее. То есть при вращении ведущих колёс с одинаковой скоростью поворот возможен только с пробуксовкой, а это негативно сказывается на управляемости и сильно повышает износ шин.
Назначение дифференциала в автомобилях:
- позволяет ведущим колёсам вращаться с разными угловыми скоростями;
- неразрывно передаёт крутящий момент от двигателя на ведущие колёса;
В случае единственного приводного колеса или отдельного двигателя для каждого из ведущих колёс дифференциал не требуется. В конструкции раллийных автомобилей иногда дифференциал намертво блокируют (заваривают), жёстко связывая колёса ведущей оси — это допустимо, так как на гравии или снегу в ралли повороты проходятся только с заносом. Также дифференциал отсутствует в конструкции картов, при этом гибкость их рам обычно позволяет вывешивать ведущее заднее колесо с внутренней стороны поворота без отрыва передних колёс от трассы. В веломобилях с ведущей осью вместо дифференциала часто применяются более простые и доступные трещотки (обгонные муфты) в колёсах — такой привод допускает вращение колёс на ведущей оси с разной скоростью, но при этом весь момент передаётся только на то колесо, которое медленнее вращается.
Устройство[ | ]
Основой любого дифференциала может быть только планетарная передача, которая в силу механики своей работы единственная из всех передач вращательного движения может решать задачи, стоящие перед дифференциалом в трансмиссии. Термин «планетарный дифференциал» является избыточным — любой дифференциал планетарный. Работоспособность ПП как дифференциала абсолютно не зависит ни от её состава или формы, ни от выбора конкретных звеньев под ведущие или ведомые. Любая ПП в самом простом своём варианте — трёхзвенного планетарного механизма без каких-либо управляющих элементов — может выполнять функции по разложению одного потока на два взаимосвязанных или сложению двух независимых потоков в один. Выбор иных звеньев ПП в качестве ведущих, а других в качестве ведомых определяется лишь требуемой кинематикой связей дифференциала с другими элементами трансмиссии и особенностями механики работы дифференциала в выбранном формате распределения функций между звеньями. Дополнение ПП управляющими элементами и применение так называемых сложных планетарных механизмов наделяет дифференциал возможностями по взаимовыравниванию угловых скоростей потоков и возможностями по активному управлению этими скоростями.
Дифференциал автомобиля Porsche Cayenne в разрезеКаноническим, наиболее известным видом дифференциала является межколёсный дифференциал автомобиля, выполненный на основе простого (то есть, трёхзвенного) пространственного планетарного механизма схемы СВС на четырёх конических шестернях. Водилом планетарной передачи такого дифференциала фактически служит весь его корпус — это ведущее звено ➁. Две шестерни являются сателлитами на общей оси ➂. И две шестерни являются двумя солнцами — двумя ведомыми звеньями ➃. Подача мощности осуществляется на корпус (водило) через жёстко закреплённую ведомую шестерню главной передачи, которая в свою очередь в паре с ведущей шестернёй ➀ формально есть другой элемент трансмиссии, несмотря на то, что дифференциал с ведомой шестернёй зачастую выглядит как единый сборочный узел. Снятие мощности осуществляется с двух солнц, к которым в данном случае пристыкованы валы с шарнирами типа ШРУС.
Расположение[ | ]
На автомобилях с одной ведущей осью дифференциал располагается на ведущей оси.
На автомобилях со сдвоенной ведущей осью два дифференциала, по одному на каждой оси.
На автомобилях с подключаемым полным приводом по одному дифференциалу на каждой оси. На таких машинах не рекомендуется ездить по дорогам с плотным покрытием с включенным полным приводом.
На автомобилях с постоянным полным приводом есть три дифференциала: по одному на каждой оси (межколёсный), плюс один распределяет крутящий момент между осями (межосевой).
При трёх или четырёх ведущих мостах (колёсная формула 6 × 6 или 8 × 8) добавляется ещё .
Проблема буксующего колеса[ | ]
Обычный («свободный») дифференциал отлично работает, пока ведущие колёса неразрывно связаны с дорогой. Но, когда одно из колёс теряет сцепление (оказывается в воздухе или на льду), то вращается именно это колесо, в то время как другое, стоящее на твёрдой земле, неподвижно. В случае потери сцепления одним из колёс, его сопротивление вращению падает, а раскрутка происходит без существенного увеличения момента сопротивления (трение скольжения в пятне контакта меньше трения покоя и несущественно зависит от скорости пробуксовки). В момент когда колесо начинает проскальзывать, крутящие моменты на колесах не равны друг другу, а обратно пропорциональны сопротивлению вращения колес.
С точки зрения механики, в момент, когда одно колесо автомобиля теряет сцепление с дорогой, редуктор моста вырождается в преобразованный механизм с одной степенью свободы и с положительным передаточным числом, так как одно солнце фиксируется на месте колесом, имеющим сцепление, а второе вращается в том же направлении, что и водило, установленное на большой шестерне редуктора. Передаточное число преобразованного механизма возрастает в десятки раз, КПД передачи падает до долей процента.[1]
При прямолинейном движении автомобиля сателлиты относительно собственной оси не вращаются. Но каждый, подобно равноплечему рычагу, делит крутящий момент ведомой шестерни главной передачи поровну между шестернями полуосей. Когда автомобиль движется по криволинейной траектории, внутреннее по отношению к центру описываемой автомобилем окружности колесо вращается медленней, наружное быстрей — при этом сателлиты вращаются вокруг своей оси, обегая шестерни полуосей. Но принцип деления момента поровну между колесами — сохраняется. Мощность же, подаваемая на колеса, перераспределяется, — ведь она равна произведению крутящего момента на угловую скорость колеса. Если радиус поворота настолько мал, что внутреннее колесо останавливается, тогда внешнее вращается с вдвое большей скоростью, чем при движении автомобиля по прямолинейной траектории. Итак, дифференциал не меняет крутящий момент, но перераспределяет между колесами мощность. Последняя всегда больше на том колесе, которое вращается быстрее.
История способов решения проблемы буксующего колеса[ | ]
- 1825 — Онесифор Пеккёр (Onesiphore Pecqueur, 1792—1852) изобрёл дифференциал.
- 1932 — Фердинанд Порше начал исследования в области дифференциалов c проскальзыванием.
- 1935 — компания ZF Friedrichshafen AG, основанная Порше, выпустила на рынок кулачковый дифференциал, примененный впоследствии на ранних моделях Фольксваген (Type B-70)[2]
- 1956 — американская компания Packard одной из первых начала выпуск моделей с LSD-дифференциалом под фирменным названием «Twin Traction». В 60-х годах многие компании начали производство LSD-дифференциалов под различными фирменными названиями:
- Alfa Romeo: Q2
- American Motors: Twin-Grip
- Buick: Positive Traction
- Cadillac : Controlled
- Chevrolet/GMC: Positraction
- Chrysler: Sure Grip
- :Trak-Lok or Powr-Lok
- Ferrari: E-Diff
- Fiat: Viscodrive
- Ford: Equa-Lock and Traction-Lok
- International: Trak-Lok или Power-Lok
- Jeep: Trac-Lok (clutch-type mechanical), Tru-Lok (gear-type mechanical), and Vari-Lok (gerotor pump), Power Lok
- Oldsmobile: Anti-Spin
- Pontiac: Safe-T-Track
- Porsche: PSD (electro-hydraulic mechanical)
- : Saab XWD eLSD
- : Twin Traction
Самоблокирующийся дифференциал[ | ]
Термин обозначает любой дифференциал, механика работы которого позволяет ему самостоятельно блокироваться — то есть, в первую очередь, выравнивать угловые скорости ведомых шестерён и превращаться в прямую передачу. Самоблокирующиеся дифференциалы не требуют никаких внешних систем управления и работают автономно. В автомобилях могут использоваться и как межколёсные и как межосевые. В гусеничной технике не используются. Условно все «самоблоки» можно разделить на две группы: срабатывающие от крутящего момента и срабатывающие от разницы угловых скоростей на ведомых шестернях. В первую группу попадают дифференциалы Quaife и Torsen. Во вторую — дифференциалы с дисковой блокировкой, кулачковые, Ferguson и дифференциалы с вискомуфтой.
Принудительно блокируемые дифференциалы[ | ]
Ручная блокировка дифференциала[ | ]
Дифференциал с принудительной блокировкойПо команде из кабины шестерни дифференциала блокируются, и колёса вращаются синхронно. Таким образом, дифференциал стоит блокировать перед преодолением сложных участков пути (вязкий грунт, препятствия), и затем разблокировать после выезда на обычную дорогу. Применяется в вездеходах и внедорожниках.
При езде на таких автомобилях чаще всего не рекомендуется блокировать дифференциал, когда автомобиль движется, желательно включать блокировку на стоянке. Также нужно знать, что крутящий момент, создаваемый мотором, настолько велик, что может сломать механизм блокировки или полуось. Обычно производители автомобиля отдельно указывают рекомендованную максимальную скорость движения при заблокированном дифференциале, в случае её превышения возможны поломки трансмиссии. Включенная блокировка, особенно в переднем мосту, отрицательно влияет на управляемость.
Электронное управление дифференциалом[ | ]
На внедорожниках, снабжённых антипробуксовочной системой (TRC и другие), если одно из колёс буксует, оно подтормаживается рабочим тормозом.
Похожее решение было применено в «Формуле-1» в 1998 г. в команде «Макларен»: в повороте внутреннее колесо подтормаживалось рабочим тормозом. Эту систему быстро запретили, однако в Формуле-1 прижилась конструкция фрикционного дифференциала, в котором фрикцион дополнительно управляется компьютером. В 2002 году технический регламент был ужесточён; с того же (2002) года и по сей день в Формуле-1 разрешены только дифференциалы простейшего типа.
Преимущество электронного управления в том, что повышается тяга в повороте, и степень блокировки можно настроить в зависимости от предпочтений гонщика. На прямой совсем не теряется мощность двигателя. Недостаток в том, что датчики и исполнительные механизмы обладают некоторой инерцией, и такой дифференциал нечувствителен к быстро меняющимся дорожным условиям.
DPS[ | ]
Основная статья: DPSDual Pump System — система с двумя насосами, автоматически подключающая вторую ось, когда не хватает одной. Применяется в системах полного привода Honda. Достоинства: работает автоматически, на хорошей дороге экономит бензин. Недостатки: ограниченная проходимость, сложность, ограничения на буксировку.
Активный дифференциал[ | ]
Термин означает любой дифференциал, устройство которого позволяет перераспределять мощность/тягу на ведомых звеньях в любой требуемой для данного момента движения пропорции. Именно в этом и есть отличие активного дифференциала от блокируемого, в котором мощность/тяга на ведомых звеньях может быть лишь выравнена до пропорции 50/50. Все активные дифференциалы имеют двухканальную систему управления и обязательно два управляющих элемента — два тормоза или два фрикциона — включающихся в работу по команде от внешних источников. Все активные дифференциалы помимо основной планетарной передачи, выполняющей функции свободной раздачи мощности, имеют парный комплект дополнительных планетарных или простых зубчатых передач, выполняющих функцию перераспределения мощности в свою сторону. Каждая из этих парных передач связана со своим управляющим элементом. Хотя какие-либо механизмы блокировки у активных дифференциалов отсутствуют, фактически, все активные дифференциалы также являются блокируемыми, только в них не один симметричный режим блокировки, а два несимметричных (по одному для каждой из двух сторон). В этих режимах управляющий элемент дифференциала работает без внутренней пробуксовки, а сам дифференциал превращается в понижающе-повышающую передачу. На легковых автомобилях с активными дифференциалами эти крайние режимы могут и не использоваться, зато они используются в дифференциальных механизмах поворота гусеничных машин.
Случаи отсутствия дифференциалов в трансмиссии[ | ]
Наличие дифференциалов, делящих мощность, в трансмиссии транспортной машины не обязательно. Их отсутствие несомненно приводит к повышению нагрузок на трансмиссию и повышенному износу колёс, но с этим либо мирятся, либо в аспекте предполагаемой эксплуатации конкретной машины это есть не важно. Четырёхколёсный автомобиль с двумя ведущими колёсами в принципе может обходится без дифференциала — например, карт, или гоночный автомобиль с задней ведущей осью для гонок на покрытиях с низким коэффициентом сцепления. В экстра случаях дифференциал может отсутствовать даже и на гоночной машине для асфальта (пример — победитель гонки 24 часа Ле-Мана 1991 года Mazda 787B). На чисто переднеприводной машине межколёсный дифференциал должен быть обязательно, так как его отсутствие не позволит адекватно поворачивать независимо от типа дорожного покрытия. В полноприводных машинах могут отсутствовать межосевые дифференциалы, при этом опять же, либо это неважно в аспекте экплуатации машины (пример — гоночные машины WRC 2012-2016 годов), либо движение на такой машине допускается только на покрытиях с низким коэффициентом сцепления (пример — внедорожники с подключаемой передней осью типа УАЗ-469 или Jeep Wrangler). Дифференциалы отсутствуют на тяговых машинах ж/д транспорта — на электровозах, тепловозах, электропоездах, вагонах метро. Колёса одной оси этих машин за счёт конической поверхности круга катания и увеличения ширины колеи на дуге могут сдвигаться чуть в сторону от центра пути и тем самым обеспечивают разный диаметр в точках контакта колеса с рельсом. Плюс к этому, колёса могут проскальзывают при движении по дуге, издавая при этом специфический звук, что отчасти нивелируется наклоном рельсового полотна в кривых. Отдельные механизмы поворота гусеничных машин также могут обходиться без дифференциалов в своей конструкции — здесь движение машины по дуге определяется либо пробуксовкой фрикционных муфт, либо вообще машина имеет лишь несколько фиксированных радиусов поворота. Дифференциалов нет в веломобилях, где вместо них ради удешевления и простоты применяются более простые и доступные трещотки (обгонные муфты) в колёсах — такой привод допускает вращение колёс на ведущей оси с разной скоростью, но при этом тяга передаётся только на то колесо, которое медленнее вращается. Дифференциалов может не быть в мотоблоках и средствах малой механизации, где их отсутствие нивелируется предельно узкой колеёй колёс ведущей оси, легкодеформируемыми покрышками и низким коэффициентом сцепления между колёсами и землёй.
См. также[ | ]
Примечания[ | ]
Ссылки[ | ]
encyclopaedia.bid
Межосевой дифференциал Википедия
Дифференциа́л (от лат. differentia – разность, различие) — это разновидность редуктора в составе трансмиссий транспортных и (реже) технологических машин по передаче мощности посредством вращения с одновременным делением единого потока мощности на два дифференциально связанных или суммированием двух независимых потоков мощности в один. Особенность дифференциала и смысл его термина в том, что деление/суммирование потоков мощности этот механизм производит именно дифференциально: каждый из двух исходящих/входящих потоков может в любое время получать/давать от 0 до 100% мощности относительно единого на входе/выходе (с поправкой на КПД дифференциала), а соотношение этих мощностей между собой может быть любое в пределах этих 100%.
В каноническом чисто механическом виде представляет собой планетарную передачу, состоящую из одного простого трёхзвенного плоского или пространственного планетарного механизма без каких-либо управляющих элементов (тормозов или фрикционов). Фактические дифференциалы, исходя из своих задач в трансмиссии, могут быть дополнены планетарными рядами и управляющими элементами. Однако в последнее время получили распространение чисто фрикционные устройства, выполяющие функции дифференциала — вискомуфты.
В отличие от мощности и угловой скорости вращения крутящий момент дифференциалом делится жёстко и неизменно. Отсюда такие термины как симметричный дифференциал (момент делится в соотношении 50/50) или несимметричный (момент делится в любых неравных соотношениях). При суммировании крутящие моменты на дифференциале также складываются в один по определённым принципам.
С точки зрения механики, любой дифференциал имеет две и только две степени свободы. Механизм, выполняющий функции дифференциала и имеющий три степени свободы, правильнее называть двойным дифференциалом (четыре — тройным, и так далее).
Назначение[ | код]
Необходимость применения дифференциала в конструкции привода автомобилей обусловлена тем, что внешнее колесо при повороте проходит более длинную дугу, чем внутреннее. То есть при вращении ведущих колёс с одинаковой скоростью поворот возможен только с пробуксовкой, а это негативно сказывается на управляемости и сильно повышает износ шин.
Назначение дифференциала в автомобилях:
- позволяет ведущим колёсам вращаться с разными угловыми скоростями;
- неразрывно передаёт крутящий момент от двигателя на ведущие колёса;
В случае единственного приводного колеса или отдельного двигателя для каждого из ведущих колёс дифференциал не требуется. В конструкции раллийных автомобилей иногда дифференциал намертво блокируют (заваривают), жёстко связывая колёса ведущей оси — это допустимо, так как на гравии или снегу в ралли повороты проходятся только с заносом. Также дифференциал отсутствует в конструкции картов, при этом гибкость их рам обычно позволяет вывешивать ведущее заднее колесо с внутренней стороны поворота без отрыва передних колёс от трассы. В веломобилях с ведущей осью вместо дифференциала часто применяются более простые и доступные трещотки (обгонные муфты) в колёсах — такой привод допускает вращение колёс на ведущей оси с разной скоростью, но при этом весь момент передаётся только на то колесо, которое медленнее вращается.
Устройство[
ru-wiki.ru
