Шестерни дифференциала: Автомобильные объявления — Доска объявлений

Главная передача и дифференциал автомобиля

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

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

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

• ведущей шестерни
• ведомой шестерни

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

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

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

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

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

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

• двух шестерен полуосей
• двух шестерен сателлитов

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

Основные неисправности

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

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

Эксплуатация главной передачи и дифференциала

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

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

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

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

2.972 Как работает дифференциал

АВТОМОБИЛЬНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ
ВОПРОСЫ ИЛИ КОММЕНТАРИИ
	АВТОР:	Али Перлман
	ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА:	alip@MIT. EDU
	КУРС:	2
	КЛАСС/ГОД:	3

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ:
Распределите мощность от трансмиссионного вала автомобиля к паре левых и правых колес (ПЕРВОЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ТРЕБОВАНИЕ), при этом позволяя
колеса вращаться с разной скоростью (ВТОРАЯ
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ТРЕБОВАНИЕ).

КОНСТРУКТИВНЫЙ ПАРАМЕТР:
Дифференциал

ИСТОРИЯ: Впервые дифференциал был изобретен в Китае, в
третий век,

г. н.э.

ГЕОМЕТРИЯ/КОНСТРУКЦИЯ:

Зубья шестерни : Коронная шестерня и
Зубья ведущей шестерни спиральные, что позволяет двигаться вверх-вниз по неровной или неровной дороге.
условия.

ОБЪЯСНЕНИЕ КАК ЭТО РАБОТАЕТ/ПРИМЕНЯЕТСЯ:

Зачем использовать дифференциал? : Когда машина поворачивает за угол, одно колесо
на «внутренней» дуге поворота, а другое колесо находится на
«вне.» Следовательно, внешнее колесо должно вращаться быстрее, чем внутреннее.
один, чтобы покрыть большее расстояние за то же время. Таким образом, поскольку
два колеса не движутся с одинаковой скоростью, необходим дифференциал. Автомобиль
дифференциал размещается посередине между ведущими колесами спереди, сзади или
обе оси (в зависимости от того, передне-, задне- или полноприводная машина). В
заднеприводные автомобили, дифференциал преобразует вращательное движение трансмиссии
вал, лежащий параллельно движению автомобиля, вращательному движению полуосей
(на концах которых колеса), которые лежат перпендикулярно движению автомобиля.

Как это работает: При условии, что колеса не проскальзывают и не пробуксовывают
управления, следующие два примера движения автомобиля описывают, как работает дифференциал, когда
машина движется вперед и при повороте. (см. раздел «Дифференциал повышенного трения»).
скольжение).

Когда автомобиль движется прямо, оба колеса движутся с одинаковой скоростью.
скорость. Таким образом, свободно вращающиеся шестерни планетарной передачи вообще не вращаются. Вместо этого, как
трансмиссионный вал вращает коронное колесо, вращательное движение передается непосредственно на
полуоси, и оба колеса вращаются с угловой скоростью венца (имеют
та же скорость).

Когда машина поворачивает, колеса должны двигаться с разной скоростью. В
В этой ситуации сателлиты планетарной передачи вращаются относительно ведущего колеса при вращении.
вокруг солнечных шестерен. Это позволяет неравномерно передавать скорость венца.
два колеса.

ДОМИНИРУЮЩАЯ ФИЗИКА:

Передаточные числа: Соотношение скоростей между шестернями
зависит от соотношения зубьев между двумя соседними шестернями, так что 

w ₁ x N ₁ = w ₂ x N ₂ ,

, где w — соответствующая угловая скорость, а N — количество зубьев.
на шестерне.

Скорость : Когда две шестерни соприкасаются и нет проскальзывания,
v = w ₁ x r ₁ = w ₂ x r ₂ , где v —
тангенциальная скорость в точке контакта шестерен, а r – соответствующая
радиус шага шестерни. В дифференциале, поскольку скорость, передаваемая коронной шестерней
используется обоими колесами (не обязательно движущимися с одинаковой скоростью),

w _в = (w ₁ + w ₂ ) / 2

Мощность: Как правило, каждое зубчатое зацепление будет иметь 1%-2% потери эффективности, поэтому с
три различных сетки от трансмиссионного вала к каждой из полуосей, система
на самом деле будет 94% до 97% эффективности. Для упрощения предположим, что
система на 100% эффективна; затем

P _в = P _{вых1 +} P _вых2 ,
или P _в = (T ₁ x w ₁ ) ₊ (T ₂ x w ₂ ),

, где P _в — потребляемая мощность от
передача на дифференциал, а P _вых — выходная мощность от
дифференциал на колеса. T — крутящий момент, подаваемый на каждую полуось соответственно.

ОГРАНИЧИВАЮЩАЯ ФИЗИКА:

Вещи, которые могут ограничить или нарушить работу дифференциала
включают контактные напряжения между шестернями, что ограничивает передачу крутящего момента, а также
как усталость и потери из-за трения между шестернями.

LIMITED SLIP
ДИФФЕРЕНЦИАЛ:

Если одно из колес, прикрепленных к дифференциалу, решит удариться об лед,
например, он проскальзывает и вращается со всей скоростью, которую должен распределять дифференциал.
Таким образом, механизм блокировки, или «дифференциал повышенного трения», позволяет одному колесу
пробуксовывать или свободно вращаться, в то время как некоторый крутящий момент передается на другое колесо (надеюсь, на сухой
земельные участки!).

ДИАГРАММЫ/ГРАФЫ/ТАБЛИЦЫ:

Нет Представлено

ГДЕ НАЙТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ:

В задних мостах большинства легковых и грузовых автомобилей.

ССЫЛКИ/ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

http://www.srl.gatech.edu/education/ME3110/design-reports/RSVP/DR4/catalog/gearbas.htm

http://www.ul.ie/~gordons/lavelles/diflimed.html

Маколей, Дэвид. Как все работает , стр. 49

Конспект лекций, курс 2.72

Обзор функции дифференциала и зубчатой ​​передачи

В статье этого месяца будет рассмотрена несколько иная точка зрения и обсуждено использование определенного типа шестерни по сравнению с типичной статьей, посвященной конкретным деталям шестерни. В своей базовой концепции, когда речь идет о ведущих мостах транспортного средства, существует два варианта того, как каждое ведущее колесо на любом конце картера оси вращается относительно другого. Первый вариант состоит в том, чтобы оба колеса всегда вращались с одинаковой скоростью, будучи соединенными с общим приводным валом (фактически). Второй вариант — позволить колесам вращаться независимо друг от друга, используя какое-либо устройство, которое в некоторой степени контролирует разницу вращения между ними. Двумя распространенными устройствами на обоих концах этого спектра будут катушка и дифференциал.

Катушка

Катушка — это устройство, которое крепится болтами непосредственно к зубчатому венцу. Катушка приводится в движение зубчатым венцом и вращается на подшипниках внутри картера оси. Он имеет общие внутренние шлицы, в которые входят обе полуоси. Он эффективно блокирует обе оси вместе, как если бы они были одним целым, не допуская разницы в скорости вращения между этими двумя валами. Он имитирует процесс сварки двух полуосей вместе в месте, где их концы встречаются вблизи центра кожуха оси. Катушка действует как единая прочная точка соединения между осями, и это соединение вызывает царапание шин при повороте автомобиля на повороте. Оператор транспортного средства не имеет возможности контролировать работу золотника.

Дифференциал

Дифференциал (обычно именуемый открытым дифференциалом) состоит из нескольких частей, обычно в виде сборки в корпусе. Зубчатый венец крепится болтами к этому корпусу или узлу, который, в свою очередь, вращается в подшипниках так же, как и катушка выше. Дифференциал имеет независимые внутренние шестерни, каждая из которых имеет внутренние шлицы, с которыми сопрягается соответствующая ось. Эти шестерни в сочетании с другими внутренними частями обеспечивают разницу скоростей и даже разные направления вращения между двумя полуосями. Если одна ось вынуждена вращаться на 10 процентов быстрее, чем зубчатый венец (по какой-либо причине), другая будет вынуждена вращаться на 10 процентов медленнее, чем зубчатый венец. Если одна полуось вынуждена вращаться на 100 процентов быстрее, чем зубчатый венец, другая будет вынуждена вращаться на 100 процентов медленнее или, по сути, не будет вращаться. При любом процентном значении выше 100 вторая ось фактически будет вращаться в направлении, противоположном первому. Если дифференциал не сломан, он никогда не действует как прочная точка соединения между осями и, как таковой, устраняет любое царапание шин на поворотах. Отрицательной стороной этого является то, что любая шина может потерять сцепление с дорогой, а дифференциал может передавать 100 процентов крутящего момента на ось, приводящую в движение эту шину и колесо, останавливая движение автомобиля. Водитель транспортного средства обычно имеет очень мало контроля над работой дифференциала. Однако ограниченный контроль над дифференциалом можно получить за счет одновременного включения стояночного тормоза и дроссельной заслонки. Еще больше контроля можно получить с введением рулевых тормозов.

Выбираемый замок

Выбираемый замок обычно находится в сборе в корпусе и, как и другие, приводится в движение зубчатым венцом и вращается в тех же подшипниках в картере оси. Выбираемая блокировка похожа на одновременное наличие золотника и дифференциала. Это позволяет оператору выбрать одну из двух или более настроек того, как он хочет, чтобы шкафчик вел себя. Его можно выбрать, чтобы вызвать «эффект катушки» между полуосями в общем корпусе, эффективно блокируя полуоси вместе, чтобы они вращались как одно целое. Его также можно выбрать для создания «дифференциального эффекта» между полуосями в общем корпусе. В блоке используются многие из тех же деталей, что и в блоке открытого дифференциала. Выбираемый фиксатор требует вмешательства оператора и всегда находится в одном или другом положении, будь то золотник или дифференциал; промежуточного состояния обычно нет. В выбираемом шкафчике нет средств для определения пробуксовки колес и автоматической компенсации.

Дифференциал имеет независимые внутренние шестерни, каждая из которых имеет внутренние шлицы, с которыми сопрягается соответствующая ось. Эти шестерни в сочетании с другими внутренними частями обеспечивают разницу скоростей и даже разные направления вращения между двумя полуосями. (Любезно предоставлено: Shutterstock)

Дифференциал повышенного трения

Дифференциал повышенного трения обычно находится в виде узла в корпусе и приводится в движение зубчатым венцом, как и другие. Дифференциал повышенного трения более тесно связан с открытым дифференциалом, чем с золотником. Он имеет множество внутренних частей, которые определяют, когда шина теряет сцепление с дорогой, и направляют крутящий момент на соответствующую ось, чтобы преодолеть это. Одним из основных аспектов многих самоблокирующихся дифференциалов является наличие муфт внутри блока. Эти сцепления допускают определенное проскальзывание. Ограниченное скольжение может (в зависимости от конструкции) потребовать от водителя различной степени участия за счет разумного использования тормоза и дроссельной заслонки для эффективной работы. Это особенно верно для тех единиц, которые показывают их возраст. Возраст и износ являются основными факторами, которые делают самоблокирующиеся дифференциалы менее чем эффективными. Правильно функционирующий дифференциал повышенного трения обычно более чувствителен к действиям оператора, чем разомкнутый дифференциал. Дифференциал повышенного трения никогда не может работать как катушка, если что-то не сломано внутри.

Дифференциал с принудительной блокировкой

Те же конструктивные особенности, зубчатый венец, корпус, подшипники применимы и к дифференциалу с принудительной блокировкой. Дифференциал с принудительной блокировкой вообще не следует называть «дифференциалом», на мой взгляд. У него нет ни одной из характеристик (и обычно ни одной из частей), присущих открытому дифференциалу. Лучшим термином было бы что-то вроде «автоматического принудительного блокирующего устройства, помогающего тяге». Дифференциал с положительной блокировкой больше похож на золотник. Он все время удерживает обе полуоси заблокированными вместе, за одним исключением — он имеет возможность позволить одной (и только одной) оси отсоединиться от другой, когда на эту ось действует сила от поверхности, по которой движется автомобиль, в результате чего эта ось вал хочет вращаться быстрее, чем другой вал. Это действие работает по тому же принципу, что и обгонная муфта. Дифференциал с принудительной блокировкой имеет муфты, но, в отличие от дифференциала повышенного трения, они не относятся к типу муфт с фрикционными дисками, которые могут проскальзывать. Их называют «собачьими кладками» и (опять же, на мой взгляд) их даже нельзя называть кладками. Более подходящим термином может быть «осевая передача». У них есть зубья, которые сопрягаются друг с другом, как и у любого другого набора шестерен. Дифференциал с принудительной блокировкой не требует участия водителя транспортного средства для переключения между заблокированным и разблокированным режимами. Он полностью автоматический. В нем не предусмотрена одновременная разблокировка обеих осей от агрегата. Он не может передать весь крутящий момент на другой узел ведущего моста, если только обе шины узла, в котором он установлен, не потеряют сцепления с дорогой. В нем нет условий для работы в качестве открытого дифференциала. Он работает одинаково хорошо независимо от того, движется ли автомобиль вперед или назад, прямо, поворачивает налево или поворачивает направо. Дифференциал с принудительной блокировкой может быть шумным и жестким, поскольку он позволяет блокировать и разблокировать оси из ведомого картера. Эту тенденцию можно несколько преодолеть, изменив стиль вождения оператора.

Все устройства, улучшающие сцепление с дорогой, могут привести к неприятным последствиям, если автомобиль, оборудованный таким образом, движется по склону.