Дифференциал: распределяем крутящий момент. Разница между редуктором и дифференциалом
Редуктор в автомобиле, что это, зачем и для чего?
Автомобильный редуктор
Что представляет собой редуктор в автомобиле? Ответ на этот вопрос дать могут не все, даже заядлые автомобилисты. В большинстве случаев покупая автомобиль, пользователи не уделяют внимание каким-то ключевым аспектам. Они лишь придерживают принципа: заправить, обслужить, ездить, отдавать в сервис на ремонт. Итак, давайте разберемся, в чем назначение и что такое редуктор в автомобиле!
Дифференциал и редуктор в автомобиле
Редуктором называется один из узлов трансмиссии, который используется для снижения крутящего момента, получаемого с коленвала. Далее редуктор передает крутящий момент другим узлам трансмиссии, то есть межосевой дифференциал.
Дифференциал и редуктор в автомобиле, в чем разница?
Такой вопрос часто задается автомобилистами, поэтому следует провести четкую грань между этими двумя узлами. Дифференциал используется для распределения приходящего крутящего момента между осями, а редуктор – для повышения/понижения крутящего момента. 
Редуктор и дифференциал схема
Существуют следующие виды редукторов:
- Передний редуктор – в переднм мосту.
- Задний редуктор – в заднем мосту.
фото редуктор Червячная передача
Устройство автомобильного редуктора
Для ознакомления следует рассмотреть основные составляющие данного узла трансмиссии.
Редуктор автомобильный включает в себя:
- Корпус – изготовляется из стали высокой прочности и ряда легких сплавов. Он используется для защиты межосевого дифференциала от избыточных внешних воздействий.
- Крепления – они обеспечивают прочную связь корпуса к основанию, уплотнителями выступают сальники. Последние, не допускают утечек трансмиссионной жидкости, обеспечивающей функционирование дифференциала и шестерней.
фото редуктор Гипоидная передача
Задний редуктор
- 1) Ведущая шестерня – сообщается с вторичным валом КПП, передавая крутящий момент ведомой шестерне.
- 2) Ведомая шестерня – после принятия крутящего момента передает его межосевому дифференциалу.
фото редуктор Коническая передача
Межосевой дифференциал
Например, автомобиль повернул – внешнее колесо получило больший крутящий момент, внутреннее – меньший. При этом ведущая ось работает вся — оба колеса на оси работают вместе, с чем долго не могли справиться автопроизводителя порядка 80-ти лет назад.
Вот для чего принято использовать дифференциал в автомобилях:
- 1) Корпус и сальники – применяется с целью обеспечения устойчивости шестерней к повреждениям.
- 2) Шестерни – сателлиты – чаще всего в структуре их три и две из них располагаются они параллельно по отношению друг к другу, а третья – перпендикулярно. Перпендикулярную шестерню сообщается с ведомой. Сателлиты необходимы для передачи крутящего момента с ведомой шестерни на шестерни полуосей.
- 3) Шестерни полуосей (колесные) – передача крутящего момента на валы колесных осей.
- 4) Подшипники – отвечают за вращение валов колес и уменьшение трения между составными элементами.
фото редуктор Цилиндрическая косозубая передача.
Редукторные передачи
Данная группа составляющих различается по принципу соединения зубцов ведущей и ведомой шестерен. Благодаря использованию различных вариаций, выделяют четыре группы редукторных передач в автомобилях:
- Коническая – конические шестерни в числе двух штук располагаются перпендикулярно друг другу. Эта схема используется в задне- и полноприводных автомобилях.
- Цилиндрическая – две цилиндрические шестерни сообщаются между собой параллельно. Эта схема используется в переднеприводных автомобилях.
- Гипоидная – шестерни располагаются по отношению друг к другу под углом 45 градусов. Эта схема используется в задне и полноприводных автомобилях.
- Червяная – сообщающиеся один винт с червячной ведомой шестерней.
Чем выделяется редуктор в машине?
Каждый редуктор автомобиля обладает присущими характеристиками, основной из которых является – передаточное число, которое отражает отношение между угловой скоростью ведущего/ведомого валов. Высокий показатель передаточного числа характерен для грузовых автомобилей, низкий показатель – для легковых.
Следует отметить, что в легковых автомобилях вес редуктора заметно ниже, благодаря чему они развивают большие скорости. Индекс передаточных чисел определяется числом зацепок ведомой шестерни с ведущей за один оборот. Например, если индекс составляет 4.8, значит за единственный полный оборот ведущей шестерни, ведомая производит сцепку 4 целых и 0,8 раза.
С какими трудностями можно столкнуться?
Чаще всего, слабым местом автомобильного редуктора являются рабочие комплектующие, то есть те, которые подвержены значительному износу. Основной причиной являются повышенные нагрузки и длительное масляное голодание. Последний фактор связан с дефицитом или полным отсутствием трансмиссионной жидкости.
О поломке редуктора в автомобиле свидетельствует неприятный звук, гул, вибрация и щелчки в узлах, в которых сообщаются шестерни и подшипники. Если из строя вышли сальники, наблюдается течь трансмиссионной жидкости, регулярно просачивающиеся через образовавшиеся трещины.
редуктор в автомобиле поломка
Повреждение корпуса с обрывом креплений – нечастое, но весьма опасное явление. Оно происходит вследствие наезда транспортного средства на какое-то высокое или острое препятствие. В 70% случаев после подобного происшествия в месте крепления корпуса образуется трещина или группа трещин. Сразу они не вызовут никаких проблем, но в дальнейшем в них попадает грязь, пыль, вредящая структуре трансмиссионной жидкости.
Впоследствии сырье не может выполнять ранее возложенные на себя функции охлаждения и смазки шестерен. Это приводит к их перегреву, износу и даже поломке зубьев. Если корпус автомобильного редуктора подвергался повреждениям, об этом может свидетельствовать громкий гул от работающих элементов. Это заметно влияет на акустику и комфорт при езде. В местах повреждения корпуса или его креплений образуется течь масла.
Как решить проблему поломки автомобильного редуктора
Поскольку мы разобрались, для чего необходим редуктор в автомобиле и изучили основные поломки, следует изучить способы решения возникших проблем. Чтобы редуктор не вышел неожиданно из строя, необходимо соблюдать технологический регламент обслуживания транспортного средства и не забывать о замене трансмиссионной жидкости через каждые 100 000 км пробега.
Вторым вариантом, когда потребуется провести срочную замену трансмиссионной жидкости, является вынужденная замена сальников. Такой вариант также приветствуется автомобильными пользователями.
Вытекает масло из редуктора фото
Если вы обнаружили в работе трансмиссии автомобиля какие-то неполадки, указывающие на сбой в работе редуктора в автомобиле, незамедлительно обратитесь в автомобильный сервис для полноценной диагностики. Это позволит избежать непредвиденных трат и заметно сократить стоимость ремонта и обслуживания.
Просмотров: 684
Редуктор авто: устройство, типы, неисправности
Многие автомобилисты знают, что в конструкции трансмиссии их машины есть редуктор. Но о том, что это за механизм, как он устроен, какие функции выполняет в зависимости от размещения, какие для него характерны неисправности и как их исправлять, осведомлены немногие. Сегодня мы расскажем обо всех особенностях автомобильного редуктора.
Редуктор автомобиляНазначение и устройство редуктора
Свое название этот узел трансмиссии автомобиля получил от английского глагола to reduce (уменьшать). Назначение редуктора – принимать на себя крутящий момент от коленвала двигатели и, уменьшив его, передавать далее узлам трансмиссии (межосевому дифференциалу, который распределяет момент на ведущие колеса в определенной пропорции). В зависимости от того, где он установлен, различают редуктор переднего и заднего мостов. В переднеприводных автомобилях применяется редуктор переднего моста, который интегрирован в коробку передач, а в заднеприводных машинах этот узел установлен на задней оси. В полноприводных автомобилях применяют два редуктора – передний расположен в КПП, а задний – на оси, оба редуктора соединены между собой при помощи карданного вала.
Механизм редуктора выглядит следующим образом:
- Корпус с уплотнителями (сальниками) и креплениями. Изготовлен из высокопрочной стали или легких сплавов, обеспечивает защиту главной передачи и межколесного дифференциала от внешних воздействий. Крепления служат для привязки корпуса редуктора к основаниям, а сальники предотвращают утечку трансмиссионной жидкости, которая смазывает шестерни редуктора и дифференциала.
- Главная передача. а) ведущая шестерня. Предназначена для приема крутящего момента от вторичного вала коробки передач и последующей передачи его на ведомую шестерню. б) ведомая шестерня. Принимает крутящий момент от ведущей шестерни и передает его далее, к механизму межколесного дифференциала. Ведомая шестерня больше по размеру, чем ведущая, имеет большее количество зубцов – это сделано для того, чтобы уменьшать высокий крутящий момент, поступающий от ведущей шестерни.
- Межколесный дифференциал. а) корпус с сальниками. Оберегает шестерни дифференциала от повреждений. б)сателлитные шестерни. Обычно их три, две расположены параллельно друг другу, а одна – перпендикулярно, она соединяется с ведомой шестерней главной передачи. Функция сателлитов – передача момента с ведомой шестерни на шестерни полуосей. в) шестерни полуосей колес. Принимают уменьшенный крутящий момент от сателлитов и передают его на валы колесных полуосей. г) подшипники. Установлены между шестернями полуосей и приводным валом. Обеспечивают вращение валов полуосей колес.
Если главная передача отвечает за получение крутящего момента, уменьшение или увеличение его, то межколесный дифференциал, помимо распределения полученного от редукторной передачи крутящего момента между колесами, регулирует скорости вращения колес при поворотах автомобиля. Когда автомобиль поворачивает, то внешнее колесо получает больше крутящего момента, а внутреннее – меньше. Без дифференциала такая операция была бы невозможна.
В зависимости от того, каким образом соединены зубцы ведущей и ведомой шестерен, выделяют четыре типа редукторных передач:
- Коническая, представляет собой две расположенные под углом 90 градусов конические шестерни. Применяется на автомобилях с задним и полным приводом.
- Цилиндрическая, представляет собой две сцепленные параллельно цилиндрические шестерни. Этот тип главной передачи применяется на автомобилях с передним приводом.
- Гипоидная, представляет собой шестерни, расположенные под углом 45 градусов по отношению друг к другу. Применяется на автомобилях с задним и полным приводом.
- Червячная, представляет собой сцепленный перпендикулярно винт (червяк) и червячную ведомую шестерню. Применяется в рулевом механизме, в трансмиссии автомобилей не применяется.
Главная характеристика редуктора – передаточное число, отражающее отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомого вала. Редукторы с высоким передаточным числом устанавливаются на трансмиссии автомобилей, обладающих большой снаряженной массой. Такие машины передвигаются с небольшой скоростью, но обладают большей грузоподъемностью. Редукторы с низким передаточным числом устанавливают на трансмиссии машин с небольшой снаряженной массой, что обеспечивает их высокую скорость движения. Передаточное число редуктора определяется по количеству зацеплений ведущей шестерни с ведомой. Например, если передаточное число равно 5.1, то за один оборот ведущей шестерни ведомая войдет с ней в зацепление и выйдет из него 5 целых и 1 десятую раза.
Чем отличается редуктор от дифференциала
Этот вопрос часто задают начинающие автомобилисты. Редуктор, как мы сказали выше, это узел, который повышает или понижает крутящий момент, приходящий на него от коленвала двигателя. А дифференциал – узел, который делит приходящий от редуктора крутящий момент между осями (межосевой дифференциал) или полуосями (межколесный дифференциал) в определенной пропорции, а также отвечает за подачу большего или меньшего крутящего момента на внешнее колесо при повороте автомобиля.
Поломки и ремонт редуктора
Наиболее часто в автомобильных редукторах выходят из строя шестерни, сальники и подшипники. Причина – износ этих деталей вследствие эксплуатации с повышенными нагрузками, длительного масляного голодания по причине недостатка трансмиссионной жидкости. Диагностируются эти поломки по наличию гула или щелчков в местах соединений шестерен и подшипников. Износ сальников можно определить по каплям трансмиссионной жидкости, которая просачивается через появившиеся трещины в уплотнителях. Рекомендуется при каждом ТО проверять работу этих элементов редуктора и при необходимости – заменять износившиеся детали на новые.
Реже происходит поломка самого корпуса автомобильного редуктора или обрыв креплений, при помощи которых он присоединяется к основанию. Эта поломка может произойти при наезде автомобиля на какое-нибудь препятствие. В образовавшуюся при поломке щель может попасть пыль и грязь, которая повлияет на состояние трансмиссионной жидкости. Та, в свою очередь, не сможет выполнять свои функции, что приведет к перегреву шестерен, поломке или износу их зубьев. Повреждение корпуса редуктора чревато еще и появлением громкого гула, который производят работающие элементы, что скажется на акустическом комфорте при езде. Диагностировать неисправность корпуса редуктора можно по появлению под ним следов трансмиссионного масла. В этом случае можно заварить корпус редуктора или заменить его на новый.
Поломка редуктораВ любом случае, чтобы не допустить выхода из строя редуктора, нужно следить за уровнем залитой в него трансмиссионной жидкости, менять ее через каждые 100 тысяч километров пробега или при вынужденной замене сальников. Рекомендуется также периодически диагностировать работу трансмиссии и при появлении малейших признаков поломки элементов редуктора своевременно проводить их замену и текущий ремонт.
avtoexperts.ru
Что такое редуктор? Характеристика и виды :: SYL.ru
Через редуктор выполняется сообщение крутящего движения от одного механического узла другому. Данный узел может иметь разные исполнения и технико-эксплуатационные параметры в зависимости от конкретного назначения. Что такое редуктор с точки зрения конструкционного исполнения? Это достаточно простой механизм, выполненный из группы шестерней и заключенный в металлический корпус. Впрочем, у разных модификаций устройства свои функциональные и технические особенности.
Принципиальное устройство агрегата
Корпус редуктора обычно выполняется из литого металла повышенной прочности с термозащитным покрытием. Например, это может быть литейный чугун или стальной сплав. Если технологическими требованиями ставится задача облегчения конструкции, то могут использоваться и легкосплавные корпуса. Внешняя часть имеет узлы для крепления – так называемые лапки и ушки, благодаря которым агрегат надежно фиксируется к месту эксплуатации. Также предусматриваются каналы для герметизации и уплотнения, препятствующие вытеканию технических жидкостей. Но что такое редуктор изнутри? В центральной части размещается механическая инфраструктура, непосредственно обеспечивающая силовой крутящий момент на базе моста. Это система ведомых и ведущих шестерней, которые взаимодействуют с валом. Ведомая группа обычно превосходит по размерам ведущую, а также имеет больше зубцов, перемещающих функциональные узлы.
Чем редуктор отличается от дифференциала?
Данный агрегат часто путают с редуктором, что не совсем правильно, хотя на то есть веские причины. Действительно, оба узла входят в одну конструкционную систему, отвечающую за передачу и распределение крутящего момента. Что такое редуктор в данной инфраструктуре? Это механизм, который понижает или повышает частоту вращения, передавая движение дифференциалу. Последний, в свою очередь, не влияет на динамику работы крутящего момента, а лишь распределяет усилие между осями. По этой причине дифференциал и называют межосевым. Впрочем, есть и разновидность межколесных агрегатов, которые могут также менять пропорции крутящего момента, транслируя его на колеса при поворотах.
Передний и задний редукторы – в чем разница?
Если рассматривать элементы обоих редукторов в отрыве от общей системы, то определить его принадлежность к приводу не удастся. Но при сравнительном анализе выяснится, что ведомые шестерни у заднего механизма будут крупнее. В остальном же меняется только конфигурация расположения совмещенных узлов. В частности, редуктор заднего моста находится вдоль продольной линии автомобильного корпуса вместе с коробкой передач и двигателем. За гибкость сцепки при этом отвечает карданный вал. В системе с передним приводом задействуются редукторы угловых скоростей шарового типа. В остальном механика работы остается одинаковой.
Основные характеристики редуктора
К наиболее значимым технико-эксплуатационным параметрам редуктора можно отнести следующие:
- Передаточное число. Отражает отношение количества зубцов колеса к количеству зубцов шестерни в передаче. Также в расчетах может учитываться число заходов к червячной передаче и соотношение диаметра большего шкива с толщиной меньшего шкива в ременной передаче.
- Надежность. На рабочие качества не влияет, но выражает эксплуатационный ресурс – как отдельных элементов, так и системы в целом. К слову, изменение конструкционных параметров из-за износа может сказаться и на качестве выполнения основных функций механизма, что отражается и на смежных агрегатах. Например, редуктор моста вполне может повлиять на работоспособность осей через вынужденное снижение оборотов крутящего момента.
- Коэффициент полезного действия. Характеризует производительность и эффективности устройства с точки зрения качества передачи энергии. Для определения КПД используется соотношение использованной энергии к затраченной.
- Защитно-изоляционные качества. Определяются по системе классов защиты IP. Например, стандартные механизмы на сегодняшний день обеспечиваются корпусами IP 55, способными выдерживать температуры в диапазонах от -15 до 40 °C. Также изоляция не допускает под корпус частицы пыли, грязь и воду.
Червячный редуктор
Достаточно простой и поэтому распространенный механизм, принцип действия которого предусматривает использование передачи с червячной резьбой в профиле. С точки зрения эксплуатации, это оптимальное решение для передачи оборотов между двумя осями, расположенными перпендикулярно. В частности, редукторы этого типа применяются в рулевом управлении легкового транспорта. К преимуществам червячных систем относят возможность выработки в одной ступени высокого передаточного числа (до нескольких сотен). Кроме того, червячный редуктор бесшумен, отличается плавным ходом и не требует применения тормозных устройств, поскольку предусматривает активацию собственного механизма торможения при достижении определенного уровня передаточного числа.
Редуктор в виде мотора
Конструкционно сложная система, представляющая собой комбинацию двигателя и редуктора. Целевой областью применения таких механизмов можно назвать тот же транспорт, но в более широком смысле. Дело в том, что мотор-редуктор на своей базе позволяет выполнять червячные, а также планетарные и цилиндрические конструкции с соответствующими принципами действия, которые могут подстраиваться под самые разные условия применения. Несмотря на сложность устройства и широкий функционал, такие агрегаты характеризуются низким уровнем вибраций и скромными габаритами.
Особенности комбинированного редуктора
Тоже в некотором роде гибридная конструкция, но в данном случае объединяющая не движок с редуктором, а два разных типа передатчика крутящего момента. Если в предыдущем случае на основе редуктора можно было реализовать лишь один тип передатчика, то в комбинированных установках объединяется цилиндрический механизм с планетарным, коническим или червячным. По месту расположения тоже особых ограничений нет. Это может быть и задний, и передний редуктор с соответствующим набором операций и своей спецификой работы. Например, в комбинировано-конической системе, как правило, колеса обеспечиваются криволинейными зубьями в профиле, так как на эту ступень будут приходиться наибольшие угловые скорости с моментом порядка 60 тыс. об./мин.
Заключение
Редуктор относится к тем системам и механизмам, которые выполняют не особо заметную, но важную задачу. Функция регулятора крутящего момента полностью механизирована и в этом смысле может казаться морально устаревшей – к примеру, на фоне распространяющихся пневматических систем с приводами, управляемыми электроникой. А что такое редуктор с точки зрения механики регуляции? Это агрегат, полностью зависящий от манипуляций водителя и лишь в минимальной степени соприкасающийся с автоматикой уже других узлов ходовой части. При этом нельзя сказать, что конструкция редуктора никак не развивается и стоит на месте. Помимо улучшения конструкционных параметров ответственных элементов, с применением новых сплавов совершенствуются и схемы вращения, что позволяет минимизировать нагрузки, а также повышать комфортность и безопасность управления целевой техникой.
www.syl.ru
дифференциал - что это такое?
Каждый автолюбитель стремится к тому, чтобы узнать о своем автомобиле как можно больше полезной и важной информации. Естественно, если вы не будете знать, что такое дифференциал, то вы все равно сможете водить машину. Но на этом все и закончится – на большее вы будете не способны, а ведь многие автолюбители предпочитают проводить ремонт своего четырехколесного друга самостоятельно. Более того, у водителей имеется свое собственное негласное сообщество, и вы вряд ли сможете попасть в него, если не будете иметь никакого представления о том, как работает ваш автомобиль. Именно для этого вам нужно изучать абсолютно все мелочи, так как они вам в будущем вполне могут пригодиться.
И в данной статье будет в деталях рассмотрен LSD-дифференциал. Что это такое? Как он работает? Какие у него бывают виды? На все эти вопросы вы найдете ответы в процессе прочтения статьи про LSD-дифференциал. Что это такое? Это первый вопрос, на который хотелось бы найти ответ, но не стоит торопиться. В первую очередь вам стоит узнать, что такое дифференциал в принципе, если вы этого не знаете. Если же эта информация вам уже известна, то вы можете просто освежить свои знания, прежде чем приступать к основной части статьи.
Что такое дифференциал?
Итак, основная тема данного материала – LSD-дифференциал: что это такое, как это работает и так далее. Но сначала вам стоит все же узнать о том, что вообще представляет собой дифференциал. Многие автолюбители уже знают определение этого понятия, но если вам оно все еще неизвестно, то данная информация станет очень важной для вашего дальнейшего изучения темы.
Дифференциал в автомобильной терминологии – это механизм, который составляет часть трансмиссии. Он служит для передачи мощности, однако у него есть одна интересная особенность, из-за которой он и получил такое название. Дело в том, что мощность в дифференциале делится в процессе вращения либо на два дифференциально связанных потока, либо же два потока мощности суммируются в один. Стоит обратить внимание на то, что два потока мощности связаны между собой именно дифференциально, то есть в сумме они дают сто процентов мощности, однако при этом у них нет конкретного показателя. Другими словами, они могут давать как 50 на 50 процентов мощности, так и 70 на 30 процентов, и 100 на 0 процентов и, наоборот, 0 на 100 процентов мощности.
Что ж, это базовая информация, касающаяся дифференциала как такового. Однако тема статьи является немного другой, поэтому стоит перейти к рассмотрению соответствующего вопроса. Тема статьи – LSD-дифференциал, что это такое, как действует этот механизм и какие бывают у него виды. Именно об этом и пойдет речь далее.
Самоблокирующийся дифференциал
Дифференциал повышенного трения LSD является самоблокирующимся, и он внушительно отличается от классического варианта. В чем же заключаются отличия? Дело в том, что при появлении большой разницы скоростей вращения полуосей привода колес включается блокировка, позволяющая разрешить проблему максимально быстро и эффективно. Простейший пример – это буксовка передних или задних колес, именно она стала первоочередной причиной появления необходимости в изменениях в классическом дифференциале. Когда какая-либо из осей начинает прокручиваться из-за того, что колеса не могут преодолеть тот или иной участок дороге, самоблокирующийся дифференциал может стать настоящим спасением.
Естественно, для ровного и гладкого дорожного покрытия вам и не нужна такая блокировка – однако это еще одна причина, чтобы вы больше внимания уделяли теории. Ведь существуют дифференциалы с разными типами блокировки, которые подходят как для различных автомобилей, так и для разных дорожных покрытий и условий. Именно поэтому вам и стоит более внимательно изучить, что представляет собой дифференциал повышенного трения LSD.
Аббревиатура
Вы получили общее представление о том, чем является самоблокирующийся дифференциал LSD, однако, если у вас спросят, что означают эти три буквы, которые указываются в названии, – что вы сможете ответить? На самом деле все довольно просто – расшифровывается эта аббревиатура как Limited Slip Differential, что можно переводить по-разному.
Один вариант уже был указан выше - дифференциал повышенного трения, но часто можно встретить еще один – дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением. Оба варианта являются правильными, и, если вы будете использовать какой-либо из них, вас, скорее всего, поймут. Но гораздо проще, естественно, использовать сокращение LSD, так как оно является универсальным, емким и понятным всем.
Однако это все только теоретические данные – пришло время разобраться с тем, как работает LSD-дифференциал, и начать стоит с его сравнения с классическим аналогом.
Сравнение работы дифференциала LSD с классическим
Классический дифференциал также имеет несколько названий, каждое из которых используется довольно широко. Его могут называть стандартным, открытым и даже свободным – и его отличительной чертой является тот факт, что у него имеется допустимая возможность разницы в угловых скоростях выходных валов. Что это значит? Это значит, что каждый из выходных валов может работать как на сто процентов, так и на ноль процентов. А это, в свою очередь, означает, что один из валов может даже остановиться. Это легко можно заметить при буксовке, когда одно колесо работает на полную мощность, а второе вообще не прокручивается.
Как же с этой проблемой справляется LSD-дифференциал? Принцип работы этого механизма крайне прост – у него имеется система автоматической блокировки, которая допускает разницу мощности двух потоков, однако достаточно небольшую, например, 60 процентов на 40 процентов. Однако, когда эта разница превышает допустимые лимиты, происходит блокировка, которая защищает автомобиль от негативных последствий подобного явления. Работа LSD-дифференциала наиболее заметна во внедорожниках, а также в спортивных автомобилях.
Где используется подобное устройство?
Как вы уже поняли, для каждого вида автомобилей существуют свои дифференциалы и способы блокировки разницы мощностей. Если вы ездите на легковом автомобиле по ровной и гладкой асфальтированной дороге или трассе, вам не нужно заботиться об описанной выше проблеме. Как уже было сказано ранее, наиболее применимым такой дифференциал является во внедорожниках и спортивных автомобилях. Если вы ездите на внедорожнике, то, вероятнее всего, вам приходится передвигаться по пересеченной местности, где велика вероятность того, что ваша машина начнет буксовать. И чтобы этого избежать, как вы уже поняли, вам нужна качественная блокировка дифференциала.
LSD-версия идеально для этого подходит, равномерно распределяя потоки мощности и не допуская того, что один вал получает всю мощность, а другой остается неподвижным. Примерно то же самое происходит и в том случае, когда вы ездите на спортивном автомобиле. Однако в данном случае ваша цель не справиться с пересеченной местностью, а одолеть асфальт на старте.
Если вы хотя бы раз видели, как легковая машина стартует на больших оборотах с места, вы точно заметили, что колеса на старте прокручиваются – это происходит как раз из-за слишком высокой разницы в потоках мощности. Самоблокирующийся дифференциал понижает эту разницу до допустимого минимума, тем самым минимизировав и прокрутку колес на старте при больших оборотах. Так что, к примеру, LSD-дифференциал Subaru гоночной модели будет стремиться к тому, чтобы максимально ограничить разницу между потоками мощности, но при этом без ущерба к общим показателям автомобиля.
Принцип работы
Вы уже успели получить общее представление о том, как работает подобный дифференциал, однако стоит остановиться отдельно на этом моменте. Ведь принцип работы – это то, что является самым главным пунктом во всем понимании устройства. Итак, данный механизм изначально работает точно так же, как и классический, – мощность подается по двум каналам, однако при этом существует заводской предел разницы этих двух мощностей, который может быть достигнут в процессе движения.
В итоге, когда случается непредвиденная ситуация и мощность одного потока начинает сильно превышать мощность другого, срабатывает та самая блокировка. В результате происходит перераспределение мощности, а точнее сброс ее до стандартного распределения, то есть 50 на 50 процентов. Нормализация крутящего момента позволяет вам выйти из затруднительной ситуации. И в современных моделях дифференциала блокировка остается активной до тех пор, пока ситуация не придет в норму, то есть пока контакт с дорогой не будет полностью восстановлен.
Виды LSD-дифференциалов
Как уже стало вполне понятно, эти механизмы являются далеко не единственными в мире автомобилей. Однако сами они также подразделяются на виды, которые вам также стоит рассмотреть более детально. Итак, основных видов имеется только два, но зато работают они совершенно по разным принципам. Первый представляет собой конструкцию, которая основывается на чувствительности к разнице скоростей, в то время как вторая – на чувствительности к разнице в передаче крутящего момента. Однако действительно ли так велико отличие, чтобы уделять этому особое внимание? Пришло время об этом узнать.
Разница между LSD-дифференциалами
Итак, если перед вами стоит выбор между двумя механизмами, один из которых активирует блокировку в зависимости от разницы скоростей, а другой – в зависимости от разницы крутящего момента, какой из них вам стоит выбрать?
Стоит знать о том, что первый вид является гораздо более популярным, он используется в большинстве автомобилей, на которых установлен LSD-дифференциал. Поэтому все же стоит делать выбор в пользу него. Причин имеется целых две. Первая заключается в том, что дифференциал работает благодаря конструкции на основании вискомуфты – довольно простого механизма, который производить легко и недорого. Поэтому и цена на такой дифференциал будет более низкая, в то время как механическая блокировка второго типа является более дорогостоящей в производстве и, соответственно, обойдется дороже при покупке.
Вторая же причина заключается в простоте и неприхотливости вискомуфты – вам вообще не придется о ней заботиться, а если с ней что-то и случится, то ремонт будет простой и недорогой. Если же рассматривать второй вид дифференциала, то конструкция там является довольно сложной, имеет большое количество деталей, так что ремонт LSD-дифференциала будет трудным и дорогостоящим.
Дифференциалы, чувствительные к разнице скоростей
Теперь пришло время более внимательно рассмотреть оба эти вида, так как у них также существует свое деление – как видите, этот вопрос оказывается далеко не таким простым, каким мог показаться изначально.
Итак, первый вариант механизмов, основанных на чувствительности к разнице скоростей, - это вязкостный дифференциал. Вам необходимо очень тщательно подбирать масло для LSD-дифференциала такого типа, так как здесь важную роль играет силиконовый гель, который не должен смешиваться с маслом. Для этого также вискомуфта, то есть основной резервуар этого устройства, делается герметичным.
Собственно говоря, именно из-за геля и получается одно из важнейших преимуществ такого типа дифференциалов – они очень плавно работают из-за изменений свойств этого геля. Благодаря ему исчезает ступенчатость, которая является проблемой многих коробок передач. А учитывая тот факт, что сейчас автомобильная промышленность направлена в основном на повышение комфорта водителя и пассажиров, это свойство оказалось очень важным.
Однако не стоит думать, что этот тип дифференциала является идеальным – у него имеются и свои недостатки. Например, работа здесь выполняется за счет давления жидкости, в результате чего теряется часть энергии, и, соответственно, повышается расход топлива. Также не стоит забывать, что такой механизм очень чувствителен к высоким нагрузкам, так что при каждой сильной буксировке его эффективность будет падать. Ну и, конечно же, масло для LSD-дифференциала, о котором речь шла уже выше, должно быть высокого качества, так как вискомуфта имеет повышенную чувствительность к уплотнениям.
Однако существует и еще один вид дифференциалов, чувствительных к разнице скоростей – они работают на основе герторного насоса. Это относительно недавняя технология – точнее, она начала получать развитие вместе с компьютерным прогрессом, так как герторным насосом водитель может управлять самостоятельно в современных автомобилях. Ожидается, что в ближайшее время именно такой тип станет самым популярным – он устанавливается, например, на всех автомобилях Toyota. Но не забывайте о том, что вам теперь нужно тщательно выбирать масло для LSD. Дифференциал Toyota и других марок, которые используют данную технологию, является чувствительным к нему.
Дифференциалы, чувствительные к разнице в передаче крутящего момента
Ну и второй тип, как вы уже знаете, является чувствительным не к разнице скоростей, а к передаче крутящего момента. Естественно, конструкция этого механизма разительно отличается – чаще всего на рынке встречаются механические дифференциалы червячного типа. Принцип их работы заключается в обеспечении автоматической блокировки в том случае, если разница крутящих моментов у корпуса и у приводного вала превышает допустимую норму. В результате если эта разница повышается до недопустимых показателей, то происходит автоматическое перераспределение крутящего момента.
Стоит обратить внимание на то, что блокировка происходит не полная, то есть она зависит именно от того, какова разница между крутящим моментом корпуса и приводного вала. Часто это бывает задний дифференциал LSD – это означает, что он устанавливается не на переднем, а на заднем мосту автомобиля.
Можно встретить два самых популярных подвида этого механизма – торсен и квайф. Первый образовался непосредственно от двух английских слов, torque и sensing, которые переводятся как «крутящий момент» и «чувствительный» соответственно.
Что ж, теперь вы знаете практически все, что необходимо знать о таком механизме, как дифференциал LSD. Toyota, BMW, Mercedes и все ведущие марки автомобилей сейчас практически всегда комплектуются именно такими устройствами, потому что на данный момент они являются наиболее эффективными.
fb.ru
Дифференциал: распределяем крутящий момент
В конструкции трансмиссии любого автомобиля обязательно присутствует такой составной узел как дифференциал авто. Этот элемент очень важен и выполняет ряд функций, без которых передвижение на авто и его управление было бы очень затруднительным.
Трансмиссия обеспечивает передачу крутящего момента от ДВС на колеса ведущей оси. Но поскольку условия передвижения могут быть самыми различными, необходимо обеспечить распределение подающегося вращения по колесным осям. То есть, нужно сделать так, чтобы колеса приводной оси могли крутиться с разными скоростями.
Если бы приводные колеса были связаны между собой жестко (объединены одной осью), то при определенных условиях возникала бы пробуксовка. Так, при вхождении в поворот колеса перемещаются по разным радиусам, что сказывается на пути, который каждое из них должно пройти. Колесо, перемещающееся по внутреннему радиусу, должно преодолеть значительно меньшее расстояние, чем-то, что идет по внешнему. Жесткая связка колес приведет к тому, что внутреннее колесо будет просто пробуксовывать, поскольку его скорость вращения больше, чем нужна для преодоления пути. А это в свою очередь обеспечивает повышение нагрузки на элементы трансмиссии, ухудшает управляемость, приводит к интенсивному износу шин.
Устранить этот негативный фактор и позволяет дифференциал. Этот узел обеспечивает передачу момента по полуосям, а также крутиться им с различной угловой скоростью.
Принцип работы
Для примера рассмотрим принцип работы самого распространенного типа дифференциала – конического. Состоит такой узел из корпуса, шестеренок, закрепленных на полуосях, а также сателлитов.
Устройство симметричного конического дифференциала
Компоновка дифференциала такая – корпус зафиксирован на ведомом шестеренчатом колесе главной передачи. Внутри него на жестко закрепленных осях расположены сателлиты. Полуоси, передающие вращение на колеса, своими концами заходят в корпус. Полуосевые шестеренки имеют постоянное зацепление с шестернями-сателлитами. В общем, все достаточно просто.
Сателлиты имеют две степени движения. Они зафиксированы на осях в корпусе, поэтому и вращаются вместе с ведомым шестеренчатым колесом главной передачи. Также они могут крутиться и вокруг своей оси.
При прямолинейном передвижении колеса ведущей оси испытывают одинаковое сопротивление, поэтому момент делится по полуосям равномерно. Сателлиты в этом случае вращаются лишь с корпусом, а относительно своих осей они неподвижны.
При вхождении в поворот, колесо, движущееся по внутренней стороне, испытывает повышенное сопротивление, по сравнению с внешним. Поскольку жесткой связи между ними нет, то из-за возникшего сопротивления внутреннее колесо замедляется и возникает разница в угловых скоростях на полуосях. Это приводит к тому, что сателлиты начинают крутиться на осях, передавая больший момент на полуось колеса, движущегося по внешней стороне. То есть, благодаря дифференциалу замедление одного колеса приводит к ускорению второго.
Но в функционировании дифференциала есть один существенный недостаток – при потере сопротивления на одном колесе узел весь крутящий момент подаст на него. В результате, при вывешивании одного из ведущих колес или его попадании на скользкий участок, все вращение пойдет на него, второе же колесо остановиться – автомобиль окажется обездвиженным. Для борьбы с этим негативным качеством используются блокировки, которые предотвращают подачу всего крутящего момента только на одну полуось.
Виды узлов
Выше описан принцип работы дифференциала на примере только одного типа узла. На авто же применяются различные варианты этой составляющей трансмиссии. Все существующие виды дифференциалов можно разделить по ряду категорий:
- Место расположения
- Соотношение моментов при распределении
- Конструкция
- Наличие блокировки
Помимо этого, вместо дифференциалов в конструкции авто могут применяться различные муфты, выполняющие ту же функцию, что и дифференциал. Также современные технологии позволяют полностью отказаться от использования дифференциалов, а их роль выполняют системы безопасности.
Места установки
На легковых авто с одной ведущей осью применяется только один дифференциал. В заднеприводных моделях он располагается в ведущем мосту (там, где установлена главная передача). В переднеприводных же моделях этот узел входит в конструкцию КПП.
Пример компоновки дифференциала в МКПП переднего привода
Поскольку дифференциалы на легковых авто обеспечивают распределение крутящего момента между колесами, то они получили название межколесных.
В полноприводных моделях, в которых ведущими являются обе оси, используется два межколесных дифференциала, по одному на каждый ведущий мост.
Отметим, что в полноприводных моделях есть еще одно место распределения крутящего момента – раздаточная коробка, которая подает вращение на обе оси. И здесь также требуется разделение момента, но в этом случае – между мостами, поэтому в конструкции раздатки также применяется дифференциал, называющийся межосевым.
Виды и расположение дифференциалов в зависимости от привода
На многоосных грузовиках с несколькими ведущими осями есть еще одно место установки дифференциала – между группой приводных мостов. Этот узел носит название центрального.
Распределение моментов
Соотношение моментов при распределении бывает разным – симметричным и несимметричным. Первый вариант описан выше – такой узел при движении на ровном участке дороги распределяет момент одинаково на обе полуоси, а его изменение происходи только при изменении условий движения.
Все межколесные дифференциалы являются симметричными
Несимметричные дифференциалы отличаются тем, что передача вращения между двумя осями осуществляется в определенной пропорции, причем неравной. К примеру, на многих кроссоверах используется межосевой дифференциал с соотношением 40/60. Это означает, что крутящий момент, поступающий на раздаточную коробку, делится и на передний ведущий мост поступает 40% вращения, а на задний – 60%. В этом случае передняя ось является больше вспомогательной, позволяющей повысить проходимость, основным же выступает задний мост.
Несимметричное распределение вращения обеспечивают и муфты, которые устанавливаются вместо межосевого дифференциала. При этом муфты позволяют обеспечивать распределение вращения не в строго заданной пропорции, а в целом диапазоне. То есть, на ряде авто с постоянным полным приводом, в зависимости от условий движения, муфта может менять соотношение от 40/60 до 0/100.
Конструктивное исполнение
Все дифференциалы, используемые на авто, построены по единому принципу – на основе планетарной передачи. Но конструктивных исполнений узла – несколько:
- Конический
- Цилиндрический
- Червячный
- Кулачковый
Виды конструкций дифференциалов
Во всех их, кроме кулачкового, разница сводится только к форме и конструктивному исполнению шестерен.
В конических и цилиндрических дифференциалах используются шестеренки соответствующей формы.
Более интересны в плане конструкции червячный и кулачковый узлы. В первом варианте используется червячное зацепление между сателлитами и полуосевыми шестеренками. Такие дифференциалы получили общее название Torsen. Примечательно, что разработано несколько видов конструкции Torsen. Вариант Т1 отличается тем, что сателлиты в нем располагаются перпендикулярно оси вращения. Во втором варианте – Т2, сателлиты располагаются уже параллельно полуосям. Существует еще один тип червячного дифференциала – Quaife. В нем, как и Torsen Т2, сателлиты расположены параллельно, а отличие сводится к форме самих шестеренок.
В кулачковом узле шестеренок вообще нет. В них основными рабочими элементами выступают специальные сухари, установленные между двумя звездочками (кулачковыми шайбами) – внутренней и наружной. Из-за особенностей функционирования этот узел является – дифференциалом повышенного трения.
Виды блокировки
Как уже отмечено, в дифференциалах есть один серьезный недостаток. И решается он использованием специального механизма – блокировки.
По этому критерию узлы делятся на свободные, самоблокирующиеся и с принудительной блокировкой. Узлы свободного типа не имеют в конструкции какой-либо блокировки, поэтому при создании условий негативное качество сразу же проявляется. Такие узлы обычно используются на легковых авто, предназначенных для использования в городских условиях.
В самоблокирующихся узлах дополнительные элементы в конструкции дифференциала при возникновении ситуации, когда весь момент перебрасывается на одно колесо, замедляют вращение полуоси, тем самым направляя часть вращения на другое колесо. Самым распространенным способом обеспечить самоблокировку, является установка фрикционов. Отметим, что червячные дифференциалы не требуют установки дополнительных узлов, поскольку в червячной передаче присутствует эффект самоторможения, поэтому узлы этого типа сами по себе являются самоблокирующимся.
При принудительной блокировке осуществляется жесткое соединение одной из полуосей с корпусом дифференциала, поэтому при задействовании механизма дифференциал полностью прекращает свою работу, и функционирование ведущего моста осуществляется так, как будто колеса соединены между собой жестко одной осью.
Активный дифференциал
Все перечисленные виды дифференциалов работают полностью самостоятельно и вполне справляются с поставленной задачей. Но конструкторам показалось этого мало, поэтому ими был придуман и создан так называемый активный дифференциал.
В обычных узлах распределение вращения делается пропорционально. То есть, замедление одного колеса приводит к пропорциональному возрастанию вращения на втором. Активный же дифференциал позволяет подкорректировать эти пропорции.
Суть его такова – если при прохождении поворота на наружном колесе сделать скорость вращения больше, чем это обеспечивает дифференциал, то возникает эффект подруливания. За счет этого колесо, идущее по внешнему радиусу, «доворачивает» авто, позволяя ему лучше войти в поворот.
А реализовано это путем установки дополнительных планетарных редукторов на полуоси. Причем эти редукторы срабатывают только в определенные моменты, и для этого дополнительные узлы оснастили муфтами с электроприводом.
Принцип работы активного дифференциала
Суть работы активного дифференциала такова – при вхождении в поворот, на полуоси внешнего колеса срабатывает муфта, включая редуктор. Дополнительная передача обеспечивает повышение скорости вращения полуоси, а соответственно и колеса, и оно начинает «подруливать».
Как видно дифференциалы очень разнообразны, и автопроизводители не останавливаются на достигнутом. От модели к модели повышаются их возможности и пределы, скорость работы постоянно возрастает. В конечном счете это может отразиться на надежности в любую из сторон, но безусловно наш комфорт и безопасность возрастает.
autoleek.ru
Разница между передним и задним приводом
По типу привода автомобили делятся на переднеприводные, заднеприводные, и оснащенные полным приводом, как подключаемым, так и постоянным. Рассмотрим разницу между переднеприводным и заднеприводным автомобилями на примере Ваз 2101-2107, в народе именуемыми «классика», и Ваз 2108-2115.
Привод колес
Главное отличие этих моделей в том, что Ваз 2101-07 приводится в движение за счет работы редуктора, установленного в задний мост автомобиля и соединенного полуосями с задними колесами. Переднеприводные же автомобили таким редуктором не оборудованы, вместо моста у них стоит балка, на которой и крепятся ступицы с колесами. Это положительно влияет на эргономику салона — не нужно выделять место для тоннеля под карданный вал.
Передний привод
Вся мощность двигателя подается на переднюю ось. Передние колеса соединены с коробкой передач посредством валов, которые в свою очередь вставляются в шарниры равных угловых скоростей (ШРУС), в народе называемыми гранатами. Шрусы есть наружные, они соединяют ступицу колеса с валом, и внутренние, соединяющие другой конец вала с коробкой передач. Внутри граната снабжена сепаратором (подшипником), который и регулирует скорости вращения колес.
Задний привод
Спецжидкости
Вопреки утверждениям многих водителей «старой закалки», масла для КПП и для редуктора заднего моста отличаются по своим параметрам. В коробку используют трансмиссионное масло с маркировкой GL-4, в мост же заливается GL-5. Разница в том, что редуктор заднего моста представляет собой гипоидную передачу с дифференциалом, а в составе коробки передач имеются синхронизаторы, которые изготавливают из из цветных металлов.
Масло же GL-5 содержит пакет присадок, в котором присутствуют добавки серы, предназначенные предохранять нагруженные шестерни редуктора от задиров и сцеплений. На медные же сплавы сернистые соединения действуют разрушающе, что может повлечь более быстрый износ синхронизаторов.
Вождение
Техника вождения автомобилей с задним и передним приводом не отличается кардинально, пока автомобиль движется на невысокой скорости и по безопасному дорожному покрытию. Но если вы находитесь на скользком участке, двигаетесь с большой скоростью, то здесь разница в управлении будет значительной.
Чтобы избежать заноса на переднеприводном автомобиле необходимо:
- Не сбрасывать резко скорость, находясь на скользком участке (передние колеса должны вытягивать автомобиль).
- Не выкручивать руль резко, так как это влияет на сцепление с дорогой.
- При выполнении поворота на высокой скорости нельзя отпускать педаль газа, это может привести к заносу.
Стоит сказать, что благодаря тому, что ведущие колеса хорошо нагружены (двигатель прижимает их к земле), сцепление с дорогой зимой будет лучше, чем у заднеприводных авто.
Для заднего привода характерны другие требования, например не увеличивать тягу, так как это может привести к пробуксовке колес (но и не отпускать газ).
Если же автомобиль все же занесло, то выходить из заноса в зависимости от привода автомобиля нужно по-разному.
Выход из заноса на переднем приводе:
- Добавить тягу.
- Повернуть руль в сторону заноса.
- Не нажимать на педаль тормоза.
Выход из заноса на заднем приводе:
- Отпустить педаль газа полностью или немного (на не высокой скорости).
- Повернуть руль в сторону заноса.
- Не нажимать на педаль тормоза.
Как вы видите, вся разница только в управлении педалью аксеклератора. Этому можно и необходимо научиться, чтобы в экстренный момент не растеряться и не попасть в аварию.
Торможение
Случается, что на дороге возникают ситуации, когда не обойтись без экстренного торможения. На хорошем покрытии оно не повлечет за собой никаких последствий, но на скользкой дороге ситуация меняется. В случае с задним приводом экстренное торможение будет немного более безопасным, благодаря более тяжелой задней оси, оборудованной редуктором, которая будет дополнительно подтормаживать автомобиль. На переднем приводе блокировка колес может привести к глушению двигателя, что может привести к потере сцепления с дорогой.
Ускорение
При наборе скорости переднеприводный автомобиль будет менее резвым, так как его масса сдвигается к задней оси, мощность на которую не передается. Резкий старт, по законам физики, меняет развесовку, и передние колеса легко могут потерять сцепление с дорогой. К тому же, из-за осей с шрусами разной длины и веса, возможно небольшое смещение автомобиля в сторону.
Заднеприводный автомобиль на разгоне быстрее, так как при старте задняя ось нагружается и сцепление с дорогой лучше, а значит меньше пробуксовка. Но сам крутящий момент передается дольше, от трансмиссии через карданный вал на дифференциалы заднего редуктора, которые уже раздают его на колеса.
Управляемость на поворотах
Разница в управлении на поворотах будет обусловлена разной конструкцией.
Переднеприводные автомобили несут на себе не только нагрузку в плане управления, но и приводят в движение автомобиль. Чтобы выполнять все возложенные на них функции, передние колеса оборудованы различными узлами, которые занимают достаточно много места под капотом и непосредственно рядом со ступицами. Из-за этих технологических особенностей, колеса переднеприводного автомобиля не имеют такой амплитуды поворота, как заднепривродного. Поэтому, переднеприводный автомобиль в повороте имеет тенденцию к распрямлению, что может привести к сносу передней оси, особенно на скользком покрытии.
Заднеприводный, наоборот, за счет большего угла поворачиваемости колес, легко входит в поворот, но если на высокой скорости прибавить газ, задняя ось может не справиться с крутящим моментом и колеса начнут проскальзывать, теряя сцепление с дорогой.
Автомобили с передним и задним приводом имеют друг пере другом как недостатки, так и преимущества. В разных ситуациях ведут себя по-разному, и относиться к ним нужно соответствующе. Поэтому, главное, не каким приводом у вас оборудован автомобиль, а как вы умеете им управлять.
vchemraznica.ru
Дифференциальный редуктор
Изобретение относится к машиностроению, а именно к механическим передачам. Дифференциальный редуктор содержит корпус, размещенные в нем зубчатые шестерню и колесо с внешними и внутренними зубьями, расположенные на одной геометрической оси, входящие в зацепление с внешними зубьями промежуточных шестерней, установленных посредством осей на корпусе редуктора. Также редуктор содержит центральные шестерню и колесо с внешними и внутренними зубьями, входящие в зацепление с внешними зубьями сателлитов, установленных посредством осей на ведомом водиле. Причем центральное колесо с внутренними зубьями соединено с зубчатым колесом с внутренними зубьями, которое входит в зацепление с промежуточными шестернями с внешними зубьями, установленными посредством осей на корпусе редуктора, которые также входят в зацепление с шестерней с внешними зубьями, расположенной на ведущем валу, как и центральная шестерня с внешними зубьями. Достигается упрощение конструкции. 2 ил.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к механическим передачам. Изобретение может найти применение во всех отраслях промышленности, где имеется потребность в увеличении крутящих моментов и преобразовании угловых скоростей.
Известен двухступенчатый планетарный редуктор, выполненный по схеме 2K-H, с двумя центральными колесами и двухвенцовыми сателлитами [1, стр.149, рис.5.27], [2, стр.226, схема 4, стр.281]. Ведущим является центральное колесо с внешним зацеплением, центральное колесо с внутренним зацеплением неподвижное, водило является ведомым. Передача обладает высоким к.п.д.
Недостатком данного редуктора является ограниченный диапазон передаточных чисел до u=17…19.
Известен двухступенчатый планетарный редуктор, выполненный по схеме 2K-H [1, стр.149, рис.5.26], [2, стр.228, схема 1, стр.236]. Каждая ступень редуктора состоит из двух центральных колес, одно из которых (с внешними зубьями) ведущее, а другое (с внутренними зубьями) неподвижное, и ведомого водила.
Недостатком данного редуктора являются сложность конструкции и ограниченность выбора передаточных чисел. Оптимальный диапазон передаточных чисел u=12…50, при этом к.п.д. снижается по сравнению с одноступенчатыми планетарными редукторами до значения 0,8.
Известен планетарный редуктор с тремя центральными колесами, выполненный по схеме 3K [1, стр.149, рис.5.28], [2, стр.227, схема 3]. Редуктор содержит три центральных колеса, из которых одно (с внешними зубьями) ведущее, другое (с внутренними зубьями) неподвижное, третье (с внутренними зубьями) соединено с выходным валом, водило не нагружено вращающим моментом. Оптимальный диапазон передаточных чисел u=30…250.
Недостатком данного редуктора являются сложность конструкции, недостаточный диапазон выбора передаточных чисел и пониженный к.п.д. - до 0,3 при больших передаточных числах.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является одноступенчатый планетарный редуктор, выполненный по схеме 2K-H [1, стр.148, рис.5.25], [2, стр.226, схема 1, стр.230], имеющий два центральных колеса, одно из которых (с внешними зубьями) ведущее, другое (с внутренними зубьями) соединено с корпусом - неподвижное, и ведомое водило с тремя сателлитами.
Недостатком данного редуктора при высоком к.п.д. 0,95…0,98 являются малые значения и ограниченный диапазон передаточных чисел U=3…9.
Данный механизм выбран в качестве прототипа.
Технический результат - создание механической передачи (редуктора) нового типа с диапазоном передаточных чисел от 1,678 до 12646 и более, с постоянным к.п.д., равным 0,94…0,97, исключающей необходимость изготовления дополнительных ступеней передачи, а также получение максимально большого количества промежуточных значений передаточных чисел в указанном диапазоне.
Технический результат достигается тем, что дифференциальный редуктор, содержащий корпус, размещенные в нем зубчатые шестерню и колесо с внешними и внутренними зубьями, расположенные на одной геометрической оси, входящие в зацепление с внешними зубьями промежуточных шестерней, установленных посредством осей на корпусе редуктора, и центральные шестерня и колесо с внешними и внутренними зубьями, входящие в зацепление с внешними зубьями сателлитов, установленных посредством осей на ведомом водиле, согласно изобретению центральное колесо с внутренними зубьями соединено с зубчатым колесом с внутренними зубьями, которое входит в зацепление с промежуточными шестернями с внешними зубьями, установленными посредством осей на корпусе редуктора, которые также входят в зацепление с шестерней с внешними зубьями, расположенной на ведущем валу, как и центральная шестерня с внешними зубьями.
Конструкция редуктора поясняется чертежом и схемой. На фиг.1 показан продольный разрез редуктора, на фиг.2 показана кинематическая схема, соответствующая чертежу.
На чертежах обозначено: 1 - ведущая центральная шестерня с внешними зубьями, 2 - сателлиты, 3 - центральное колесо с внутренними зубьями, 4 - зубчатое колесо с внутренними зубьями, 5 - промежуточные шестерни с внешними зубьями, 6 - ведущая зубчатая шестерня с внешними зубьями, 7 - ведущий вал, 8 - выходной вал, 9 - водило, 10 - корпус редуктора, 11 - корпус колес 3 и 4, 12 - оси промежуточных шестерней 5, 13 - оси сателлитов 2.
Дифференциальный редуктор собран в корпусе 10, в полости которого расположен ведущий вал 7 с установленными на нем шестернями 1 и 6. Шестерня 6 входит в зацепление с промежуточными шестернями 5, установленными на корпусе при помощи осей 12, а шестерня 1 входит в зацепление с сателлитами 2, установленными на водиле 9 с помощью осей 13. Центральное колесо 3 и зубчатое колесо 4 установлены в корпусе 11, расположенном на одной геометрической оси с валом 7. Центральное колесо 3 входит в зацепление с сателлитами 2, а зубчатое колесо 4 - с промежуточными шестернями 5. Водило 9 соединено с выходным валом 8.
Дифференциальный редуктор работает следующим образом. Вращение ведущего вала 7 через зубчатую шестерню 6 воспринимается промежуточными шестернями 5, которые, входя в зацепление с зубчатым колесом 4 через корпус колес 11, вызывают противоположно направленное вращение центрального колеса 3. Одновременно вращение ведущего вала 7 через центральную шестерню 1 воспринимается сателлитами 2, которые, входя в зацепление с вращающимся центральным колесом 3, вызывают вращение водила 9, преобразуя частоту вращения и момент ведущего вала 7 до необходимых значений на выходном валу 8.
Передаточное число редуктора определяется по формуле:
где z1, z3, z4, z6 - число зубьев шестерен 1, 6 и колес 3, 4 соответственно.
К.п.д. редуктора определяется по формуле:
где η1 - к.п.д. планетарной передачи, выполненной по схеме 2K-H с одновенцовыми сателлитами и неподвижным водилом [2, стр.226, схема 3], которую образуют зубчатая шестерня 6, промежуточные шестерни 5, оси 12, зубчатое колесо 4, корпус редуктора 10;
η2 - к.п.д. планетарной передачи, выполненной по схеме 2K-H с одновенцовыми сателлитами и невращающимся эпициклом [2, стр.226, схема 1], которую образуют центральная шестерня 1, сателлиты 2, оси сателлитов 13, центральное колесо 3 и водило 9;
где ψ - коэффициент потерь простой передачи, равный 0,015…0,04.
Таким образом, посредством определенного подбора центральных и зубчатых шестерней и колес, промежуточных шестерней и сателлитов, отвечающего условиям собираемости передачи [1, стр.150-151], с количествами зубьев, находящихся в интервале значений от 14 до 125 включительно, достигается получение механической передачи (редуктора) с диапазонами передаточных чисел 1,678…12646 и к.п.д. 0,94…0,97, с количеством промежуточных значений передаточных чисел 3 261 636.
Источники информации
1. Иванов М.Н. и Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое проектирование. Учеб. пособие для машиностроит. вузов. М.: «Высшая школа», 1975. - 551 с. с ил.
2. Анфимов М.И. Редукторы. Конструкции и расчет: Альбом. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1993. - 464 с.: ил.
Дифференциальный редуктор, содержащий корпус, размещенные в нем зубчатые шестерню и колесо с внешними и внутренними зубьями, расположенные на одной геометрической оси, входящие в зацепление с внешними зубьями промежуточных шестерней, установленных посредством осей на корпусе редуктора, и центральные шестерню и колесо с внешними и внутренними зубьями, входящие в зацепление с внешними зубьями сателлитов, установленных посредством осей на ведомом водиле, отличающийся тем, что центральное колесо с внутренними зубьями соединено с зубчатым колесом с внутренними зубьями, которое входит в зацепление с промежуточными шестернями с внешними зубьями, установленными посредством осей на корпусе редуктора, которые также входят в зацепление с шестерней с внешними зубьями, расположенной на ведущем валу, как и центральная шестерня с внешними зубьями.
www.findpatent.ru
