Как работает дифференциал и главная передача в трансмиссии? Дифференциал и главная передача

Карданная и главная передачи, дифференциал, полуоси

Карданная передача.

Карданы (карданные сочленения) подразделяются на жесткие и мягкие (упругие), жёсткие в свою очередь на вильчатые и карданы равных угловых скоростей.

Вильчатый кардан (рис. 78, а) имеет крестовину 3, которая соединяет две вилки 4 и 7.

При соединении валов 8 и 9 (рис. 78, б) вильчатым карданом 10 вал 9 будет вращаться неравномерно. Эта неравномерность вызывает значительную инерционную нагрузку на детали трансмиссии. Для достижения равномерного вращения вала 11 ведущей шестерни главной передачи карданы 10 и 12 устанавливают на обоих концах карданного вала 9, а в приводе к передним ведущим колесам применяют карданы равных угловых скоростей.

Рис. 78. Карданы: а — вильчатый кардан; б — двойная карданная передача; в и г — карданы равных угловых скоростей;

1 — игольчатый подшипник; 2 — сальник; 3 — крестовина; 4 и 7 — вилки кардана; 5 — предохранительный клапан; 6 — масленка; 8 — ведущий вал; 9 — карданный вал; 10 и 12 — вильчатые карданы; 11 — вал ведущей шестерни главной передачи; 13 — наружная полуось; 14 — внутренняя полуось; 15 и 17 — шпильки; 16 — желоба вилок; 18 — центральный шарик; 19 — ведущие шарики; 20 — кулаки дискового кардана; 21 — диск кардана

Шариковый кардан равных угловых скоростей (ГАЗ-66, ЗИЛ-131) состоит из двух вилок 4 и 7 (рис. 78, в), четырех ведущих шариков 19 и центрального шарика 18. Вилка 7 является ведущей и составляет одно целое с внутренней полуосью 14. Ведомая вилка 4 откована вместе с наружной полуосью 13, на конце которой крепится ступица колеса. Крутящий момент от ведущей вилки к ведомой передается через шарики, которые катятся по круговым желобам 16 вилок. Центральный шарик 18 служит для центрирования вилок и удерживается в определенном положении шпильками 15 и 17. Угловые скорости ведущей и ведомой вилок одинаковые вследствие симметричности механизма относительно вилок.

Вилки 4 и 7 (рис. 78, г) дискового кардана равных угловых скоростей (КрАЗ-214Б, Урал-375) охватывают два цилиндрических кулака 20. Во внутренние пазы кулаков вставлен диск 21 кардана, который, соединяя оба кулака, позволяет передавать вращение от внутренней полуоси 14 к наружной 13. Внутренняя и наружная полуоси могут качаться каждая на своем кулаке в вертикальной плоскости и вместе с кулаком вокруг диска в горизонтальной плоскости.

Дисковый кардан работает подобно двум сочлененным вильчатым карданам, из которых первый создает неравномерность вращении, а второй устраняет эту неравномерность. В результате вращение от внутренней полуоси к наружной передается равномерно.

Главная передача.

Крутящий момент, подведенный к главной передаче от карданного вала, увеличивается в соответствии с ее передаточным числом и передается через дифференциал и полуоси на ведущие колеса автомобиля.

Рис. 79. Главная передача автомобиля ГАЗ-66:

1 — упор ведомой шестерни; 2 и 8 — регулировочные прокладки; 3 — муфта подшипников; 4 — фланец; 5 — гайка; 6 — вал ведущей шестерни; 7 — крышка сальника; 9 — гайка подшипника дифференциала; 10 — полуось; 11 и 17 — чашки коробки дифференциала; 12 — стопорная пластина; 13 — крышка подшипника; 14 — внешняя обойма дифференциала; 15 — сухарь; 16 — ведомая шестерня; 18 — внутренняя обойма дифференциала; 19 — маслосъемная трубка; 20 — верхний масляный канал

Главные передачи подразделяются на одинарные (легковые автомобили, автомобили ГАЗ-66) — с одной парой конических или гипоидных шестерен — и двойные (ЗИЛ-131, МАЗ-500, КрАЗ-257),— с одной парой конических и одной парой цилиндрических шестерен.

У гипоидной главной передачи (ГАЗ-53А, ГАЗ-66) ось вала ведущей конической шестерни не пересекается с осью ведомой шестерни, а расположена ниже ее (рис. 79). Гипоидная передача позволяет расположить ниже карданный вал, опустить пол кузова легкового автомобиля и сам кузов, что снижает высоту центра тяжести и повышает устойчивость автомобиля. Такая передача бесшумна в работе и более долговечна, так как имеет большую длину и толщину зубьев ведущей шестерни при прочих равных размерах передачи.

С другой стороны, гипоидная передача весьма чувствительна к нарушению правильности зацепления, в ней большее, чем у передачи с коническими шестернями, взаимное скольжение зубьев, более высокий нагрев деталей и выдавливание смазки. Поэтому поверхности зубьев гипоидной главной передачи должны обладать высокой твердостью, необходимы тщательная обработка и сборка шестерен, а в процессе эксплуатации — применение масел, обладающих высокой прочностью пленки, и особо тщательное обслуживание.

Рис. 80. Главная передача среднего и заднего мостов автомобиля ЗИЛ-131:

1 — ведущая шестерня; 2 — ведомая шестерня; 3 — ведущая цилиндрическая шестерня; 4 и 18 — регулировочные прокладки; 5 — крышка; 6 — подшипник; 7 — распорное кольцо; 8 — ведомая цилиндрическая шестерня; 9 — сателлит; 10 — крестовина: 11 — шестерня полуоси; 12 — чашка; 13 — стопор; 14 — регулировочная гайка; 15 — картер; 16, 19 и 21 — фланцы; 17 — проходной вал; 20 — регулировочные шайбы

Двойная главная передача автомобиля ЗИЛ-131 (рис. 80) состоит из двух конических шестерен 1 и 2 и двух цилиндрических шестерен 3 и 8. Вал 17 ведущей шестерни среднего моста является одновременно проходным валом, передающим крутящий момент к главной передаче заднего моста. Поэтому на заднем конце вала среднего моста имеется фланец 19, а задний конец вала заднего моста закрыт крышкой.

На автомобилях МАЗ-503 применена двойная главная передача, состоящая из центрального одноступенчатого редуктора, имеющего одну пару конических шестерен (рис. 81), и планетарной колесной передачи.

Применение колесных передач позволяет разгрузить дифференциал и полуоси, уменьшить габаритные размеры моста и увеличить дорожный просвет.

Колесная передача (рис. 81, б) состоит из цилиндрических шестерен: солнечной шестерни 18, насаженной на полуоси 14; трех сателлитов 20, свободно вращающихся на осях 21; коронной шестерни 8 с внутренними зубьями, соединенной со ступицей 16 колеса. Сателлиты свободно вращаются на цилиндрических роликовых подшипниках 22. Три оси 21 сателлитов закреплены в неподвижном водиле.

Рис. 81. Главная передача автомобиля МАЗ-500: а — центральный редуктор; б — планетарная колесная передача;

1 — полуосевая шестерня; 2 — сателлит; 3 — распорное кольцо; 4 — регулировочная шайба; 5 — ведущая коническая шестерня; 6 — ведомая коническая шестерня; 7 — упор; 8 — коронная (ведомая) шестерня; 9 — контргайка; 10 — стопорная шайба; 11 — гайка подшипников ступицы; 12 — кожух полуоси; 13 — упор солнечной шестерня; 14 — полуось; 15 — внутренняя чашка водила; 16 — ступица колеса; 17 — наружная чашка водила; 18 — солнечная (ведущая) шестерня; 19 — стопорное кольцо; 20 — сателлит; 21 — ось сателлита; 22 — подшипник сателлита; 23 — стопорный болт

Водило колесной передачи состоит из двух чашек: внутренней 15 со шлицевой ступицей и наружной 17, соединенных между собой болтами. Водило крепится на кожухе полуоси гайкой 11 и контргайкой 9 подшипников ступицы. Между гайкой и контргайкой имеется стопорная шайба 10.

Солнечная шестерня 18 фиксируется на полуоси 14 стопорным кольцом 19. Смещение шестерни 18 внутрь ограничивается упором 13.

От осевого смещения оси сателлитов удерживаются стопорными болтами 23.

Задние мосты автомобилей ЗИЛ и МАЗ могут выполняться двухступенчатыми. При этом достигаются высокие динамические свойства автомобиля в различных условиях движения и увеличивается количество передач между двигателем и ведущими колесами. Так, при пятиступенчатой коробке передач и двухступенчатом заднем мосте возможны десять передач.

Рис. 82. Схема двухступенчатой главной передачи: 1 — ведущий вал; 2 — ведомая шестерня; 3 — коронная шестерня; 4 — сателлит; 5 — водило; 6 — шестерня, связанная с коробкой дифференциала; 7 — солнечная шестерня; 8 — шестерня картера моста; 9 — муфта; 10 — коробка дифференциала

Двухступенчатая (с понижающей передачей) главная передача (рис. 82) имеет коронную шестерню 3, сателлиты 4 и солнечную шестерню 7, жестко связанную с подвижной зубчатой муфтой 9. Когда муфта 9 входит в зацепление с шестерней 8, шестерня 7 неподвижна. Шестерня 3, вращаясь от вала 1 главной передачи, обкатывает сателлиты 4 по неподвижной шестерне 7. Сателлиты при этом вращают с пониженной скоростью водило 5 и коробку дифференциала 10.

Если муфту 9 вывести из зацепления с шестерней 8, а солнечную шестерню 7 ввести в зацепление с шестерней 6, связанной с коробкой дифференциала 10, то планетарная передача блокируется. В этом случае механизм вращается со скоростью коронной шестерни 3, равной скорости вращения ведомой шестерни 2 главной передачи.

Перемещение муфты 9 в осевом направлении осуществляется пневматическим цилиндром управляемым из кабины водителя.

Межколесный дифференциал.

Наибольшее распространение получили межколесные дифференциалы с коническими сателлитами. Межколесные дифференциалы легковых автомобилей имеют два сателлита, грузовых — четыре.

В коническом дифференциале (см. рис. 81, а) усилие от ведомой шестерни 6 главной передачи и скрепленной с ней коробки дифференциала передается на крестовину сателлитов. Так как это усилие равномерно распределяется между полуосевыми шестернями 1, то полуоси всегда нагружаются одинаковыми крутящими моментами.

Рис. 83. Кулачковый дифференциал:

1 — левая чашка; 2 — сухари; 3 — внутренняя обойма; 4 — внешняя обойма; 5 — правая чашка дифференциала

У автомобилей с дифференциальным приводом к колесам при недостаточном сцеплении одного из ведущих колес с дорогой крутящий момент передается через буксующее колесо, вращающееся с большой скоростью, а другое колесо остается неподвижным. Для устранения этого недостатка дифференциала и повышения проходимости автомобиля по плохим дорогам иногда применяют механизмы для выключения дифференциала (блокировки) или дифференциалы с повышенным внутренним трением.

На рис. 83 показаны детали кулачкового дифференциала повышенного трения, устанавливаемого на автомобилях ГАЗ-66.

В радиальные прорези левой чашки 1 дифференциала, соединенной с ведомой шестерней главной передачи, свободно вставлены сухари 2. Обоймы 3 и 4 имеют кулачки (выступы) и соединяются с полуосями. Вращение от ведомой шестерни передается через сухари 2 и кулачки обойм 3 и 4 на полуоси. Полуоси могут вращаться с разными скоростями за счет радиального перемещения сухарей 2 по кулачкам обойм 3 и 4. Однако вследствие повышенного трения между сухарями и обоймами для проворачивания полуосей требуется значительная разница в величине сопротивлений на колесах. В результате на обе полуоси передается крутящий момент, достаточный для движения автомобиля, и при буксовании одного из колес полная остановка другого колеса, испытывающего большее сопротивление дороги, происходит реже.

Полуоси.

Крутящий момент Мк (рис. 84), подведенный к ведущему колесу от коленчатого вала двигателя, вызывает со стороны дороги толкающую силу Хк. Вертикальная нагрузка Gк на колесо вызывает вертикальную реакцию от дороги Zк. При движении на повороте, по дороге, имеющей поперечный уклон, и при воздействии на автомобиль бокового ветра колесо воспринимает боковую силу Y и соответствующую ей боковую реакцию Yк.

Рис. 84. Схема сил, действующих на ведущее колесо автомобиля: vа — направление скорости движения; rк — радиус качения колеса

В зависимости от расположения подшипников полуоси воспринимают различные нагрузки и по условиям работы подразделяются на два основных типа: полностью разгруженные (грузовые автомобили) и полу разгруженные (легковые автомобили).

Полностью разгруженная полуось передает только крутящий момент Мк. Одним концом полуось лежит в коробке дифференциала, а другим при помощи фланца соединена со ступицей колеса. Ступица колеса вращается на двух подшипниках качения, установленных на кожухе полуоси.

Полуразгруженная полуось передает крутящий момент и воспринимает изгибающие моменты от всех трех реакций, действующих на ведущее колесо; подшипник колеса установлен на полуоси.

Привод к передним ведущим колесам.

Так как передние колеса являются управляемыми, то между наружной 2 и внутренней 14 полуосями (рис. 85) ставится кардан равных угловых скоростей 15. Внутренняя полуось 14 шлицами соединена с полуосевой шестерней дифференциала, а наружная 2 — фланцем 4 со ступицей 5 колеса. В картер переднего моста запрессованы кожухи 12 полуосей, на которые посажены шаровые опоры 11; фланцы шаровых опор крепятся к фланцам 13 картера переднего моста. В шаровые опоры запрессованы и приварены шкворни 8 и 17.

Рис 85. Привод к переднему ведущему колесу автомобиля КрАЗ-214Б:

1 — поворотная цапфа; 2 — наружная полуось; 3 — регулировочная гайка подшипников ступицы; 4 — фланец; 5 — ступица колеса; 6 — опорный тормозной диск; 7 — верхняя крышка шкворня; 8 и 17 — шкворни; 9 и 16 — поворотные рычаги; 10 — корпус поворотной цапфы; 11 — шаровая опора; 12 — кожух полуоси; 13 — фланец картера переднего моста; 14 — внутренняя полуось; 15 — кардан равных угловых скоростей; 18 — опора корпуса поворотной цапфы

К литому корпусу 10 прикреплены поворотная цапфа 1, опорный тормозной диск 6 и маслоуловитель. На шейках поворотной цапфы установлены роликовые конические подшипники ступицы колеса; на резьбовом конце цапфы имеется гайка 3 для крепления и регулировки подшипников. Корпус поворотной цапфы установлен на шкворнях на двух цилиндрических роликовых подшипниках. Упорный шариковый подшипник нижнего шкворня 17 расположен в опоре 18, которая ввертывается в корпус и закрепляется контргайкой и замочной шайбой. Эта опора позволяет регулировать зазор между верхним шкворнем 8 и крышкой 7 (должен быть не более 0,5 мм). Крышка 7 изготовлена за одно целое с рычагом 9. К нижней части корпуса 10 прикреплен поворотный рычаг 16.

В.М. Кленников, Н.М. Ильин

Статья из книги «Устройство грузового автомобиля». Читайте также другие статьи из

Глава «Шасси автомобиля»:

own.in.ua

Как работает дифференциал и главная передача в трансмиссии?

Как работает дифференциал и главная передача – очередная тема для замечательной статьи. Дифференциал – узел трансмиссии, который служит для передачи и разделения по колесам крутящего момента. Обычно дифференциал устанавливается в корпусе коробки передач, иногда в заднем мосте. Если авто с полным приводом, он часто размещается между ведущими осями. По сути дифференциал – это планетарный редуктор.Типы дифференциалов:

Конический – часто располагается между ведущими колесами вместе с главной передачей.

Цилиндрический – используется на полном приводе, чтобы распределить оси.

Червячный – тип дифференциала, который используется в обоих вышеуказанных случаях.

Основная задача дифференциала – содействовать повороту колес. Когда авто поворачивает, внешнее колесо вращается быстрее, чем внутреннее, поэтому для поворота нужен дифференциал. Без этого элемента трансмиссии шины любого автомобиля довольно быстро придут в негодность.

Дифференциал бывает симметричным. В этом случае крутящий момент одинаково распределяется между колесами. Есть также несимметричный. Он делит крутящий момент по колесам на разные части пропорциях. Он может применяться в авто с полным приводом, чтобы распределять нагрузку по приводным осям.

Как работает дифференциал автомобиля?

Дифференциал имеет следующий состав. Шестерни-сателлиты выполняют функцию планетарного редуктора. Через них корпус присоединяется к полуосевым шестерням. А они в свою очередь через полуоси на шлицевых соединениях соединяются с ведущими колесами.

В дифференциале есть правда один недостаток. Поскольку он распределяет вращение по колесам, одному колесу он может отдать весь крутящий момент, а другое колесо остановится. Это бывает, когда колесо на льду или в грязи застревает и блокируется. Но в современных дифференциалах эта проблема решена благодаря установке блокировки (ручной или автоматической). Также сегодня в автомобилях устанавливаются системы ESP для устойчивости на дороге. Они наилучшим путем распределяют крутящий момент по осям.

Главная передача трансмиссии.

Она представляет собой редуктор. В ней первичная шестерня стыкуется с валом коробки передач, а вторичная или ведомая – с колесами. Благодаря этой передаче можно повышать или понижать крутящий момент, поступающий на колеса. Она подбирается индивидуально на определенный автомобиль.

Различают главные передачи следующих типов: цилиндрическая (в авто с двигателем, размещенным поперечно), коническая (шумная и редкая), гипоидная (популярна для заднего привода), червячная (встречается крайне редко).

В авто с передним приводном главная передача размещается прямо в корпусе КПП, в заднеприводных – внутри корпуса заднего моста и соединяется с карданным валом.

myautoblog.net

Главная передача и дифференциал | С верою в любовь

Главная передача предназначена для увеличения крутящего момента, передаваемого к ведущим колесам. Устройство ее, на первый взгляд, весьма просто — две шестерни. Одна, размером поменьше, является ведущей, вторая, побольше — ведомой. Но от конструкции главной передачи во многом зависят тягово-скоростные характеристики автомобиля и расход топлива.

На заднеприводных автомобилях применяется гипоидная главная передача, так как крутящий момент нужно передать на ведущие колеса под углом 90 градусов. Почему применяется более сложная в изготовлении гипоидная передача, а не простая коническая? Да потому что у конической передачи ее простота является единственным преимуществом. А недостатков больше: шумность, низкая несущая способность, высокое расположение карданного вала (а, следовательно, и трансмиссионного туннеля в кузове автомобиля). В гипоидной передаче ось ведущей шестерни смещена относительно оси ведомой на величину гипоидного смещения. Поэтому карданный вал располагается ниже, что позволяет уменьшить высоту трансмиссионного туннеля. При этом снижается центр тяжести автомобиля, тем самым улучшая его устойчивость.

Зубья шестерен выполняются косыми или криволинейными. Благодаря тому, что в гипоидной передаче одновременно находится в зацеплении больше зубьев, чем в конической, обеспечивается ее плавная и бесшумная работа, повышается нагрузочная способность. Однако, из-за более плотного прилегания зубьев увеличивается опасность заклинивания, особенно при изменении направления вращения. Поэтому гипоидные передачи требуют высокой точности регулировки и применения специального трансмиссионного масла. В масла для гипоидных передач добавляются противоизносные и противозадирные присадки.

В переднеприводных автомобилях, где нет необходимости изменять направление передаваемого момента, в главной передаче применяются простые цилиндрические шестерни. Конструктивно главная передача устанавливается в общем картере с коробкой передач. Цилиндрические передачи просты в изготовлении, недороги, опасность задиров низка. Поэтому для их смазки в большинстве случаев применяется не специальное трансмиссионное масло, а моторное.

Как влияет передаточное число главной пары на тягово-динамические характеристики? Чем оно выше, тем быстрее происходит разгон, но максимальная скорость ниже. И, наоборот, с уменьшением передаточного числа автомобиль разгоняется медленнее, но достигает большей максимальной скорости. Значение передаточного числа для конкретной модели автомобиля подбирается с учетом характеристик двигателя, размера колес, возможностей тормозной системы.

Для тех, кто не изучал английский 🙂

same speed — одинаковая скорость

pinion gears rotate with case — сателлиты вращаются вместе с корпусом

fast — быстро, slow — медленно

outer wheel faster — внешнее колесо быстрее

inner wheel slower — внутреннее колесо медленнее

pinion gears rotate on pinion shaft — сателлиты вращаются на своих осях

Дифференциал — это механизм, позволяющий (при необходимости) ведущим колесам автомобиля вращаться с разными скоростями. Для чего это нужно? При движении по прямой колеса проходят одинаковый путь, в повороте же внешнее колесо проходит путь больший, чем внутреннее колесо. Поэтому, чтобы «успеть» за автомобилем, внешнее колесо должно вращаться быстрее.

Устройство дифференциала несложное — корпус, ось сателлитов и два сателлита (шестерни). Корпус крепится к ведомой шестерне главной пары и вращается вместе с ней. Сателлиты входят в зацепление с шестернями полуосей, которые непосредственно вращают колеса.

В такой конструкции сателлиты передают больший крутящий момент на ту полуось, которая оказывает меньшее сопротивление вращению. То есть, с большей скоростью будет вращаться колесо, которое дифференциалу легче раскрутить. При движение по прямой колеса нагружены одинаково, дифференциал делит крутящий момент поровну, сателлиты не вращаются вокруг своей оси. В повороте внутреннее колесо нагружено больше, внешнее — разгружается. Поэтому сателлиты начинают вращаться вокруг оси, подкручивая менее нагруженное колесо, увеличивая тем самым скорость его вращения.

Но такая особенность дифференциала иногда приводит к весьма неприятным последствиям. Если, например, одно из колес попадет на скользкую поверхность, дифференциал будет вращать только его, полностью игнорируя колесо, имеющее нормальный контакт с дорогой. То есть, автомобиль будет «буксовать».

Для борьбы с этим явлением применяются блокировки дифференциала. Способов блокировок придумано множество — от простых механических до изощренных электронных.

Дифференциал с полной блокировкой

Применяется во внедорожниках. В такой конструкции валы полуосей жестко соединяются между собой, вращаясь, таким образом, с равными скоростями. Блокировка включается водителем вручную перед преодолением труднопроходимого участка, после чего ее необходимо выключать во избежание перегрузок трансмиссии, повышенного износа шин и снижения управляемости автомобиля. При движении в обычных дорожных условиях полную блокировку применять, естественно, нельзя.

Дифференциал с частичной блокировкой

В таких дифференциалах блокировка включается автоматически, поэтому их еще называют самоблокирующимися. При этом усилие блокировки нарастает постепенно, пропорционально разнице в скорости вращения или величине крутящего момента. По конструкции самоблокирующиеся дифференциалы можно разделить на четыре вида: вязкостные, дисковые, винтовые, электронноуправляемые.

Вискомуфта (вязкостная муфта) представляет собой герметичный корпус, в котором размещены два пакета фрикционов. Пространство внутри корпуса заполнено силиконовой жидкостью, вязкость которой зависит от температуры. Один пакет фрикционов соединяется с корпусом дифференциала, второй — с одной из полуосей. В обычных условиях, когда полуоси вращаются с одинаковой скоростью, или с небольшой разницей, вискомуфта себя никак не проявляет. При пробуксовке одного из колес скорость вращения полуоси резко возрастает, жидкость при этом интенсивно нагревается, а ее вязкость повышается. В результате пакеты фрикционов «слипаются» — скорости валов выравниваются. При остывании вязкость снижается — валы снова вращаются независимо. Вискомуфта способна обеспечить лишь небольшой коэффициент блокировки, при длительной пробуксовке перегревается, срабатывает с запаздываниями (пока нагреется жидкость). Поэтому область ее применения — обычные городские автомобили, для преодоления бездорожья она не подходит.

Дисковые дифференциалы — это обычные дифференциалы, в которые дополнительно встраиваются один или два пакета фрикционов и распорная пружина, создающая преднатяг (сжатие пакетов). В пакете фрикционов часть дисков крепится к полуоси, вторая — к корпусу дифференциала. Когда колеса вращаются с одинаковыми скоростями, диски в пакете вращаются как одно целое. При разнице в скорости вращения между ними возникают силы трения, стремящиеся выровнять скорости. Таким образом осуществляется частичная блокировка дифференциала. Очевидны недостатки дисковой блокировки — постоянный, пусть даже и небольшой, момент трения, создаваемый преднатягом, ухудшает управляемость, быстрее изнашиваются шины, увеличивается расход топлива. Да и срок службы фрикционов сравнительно небольшой. По мере их износа снижается и степень блокировки, а после полного износа дифференциал работает уже как свободный. Отсюда вывод — чем чаще «буксуешь», тем быстрее «умирает» дифференциал. Дисковые дифференциалы требуют применения специального трансмиссионного масла.

Усилием преднатяга определяется степень блокировки и минимальный крутящий момент, передаваемый на колесо в любых дорожных условиях. Регулируя степень преднатяга подбирают нужный компромисс между проходимостью и управляемостью. Дисковые дифференциалы с малым преднатягом используются на обычных, дорожных автомобилях, с большим — на спортивных.

Более «продвинутой» версией дискового дифференциал является героторный дифференциал. В нем шестеренчатый масляный насос приводит в действие поршень, который сжимает пакет фрикционов. А производительность насоса зависит от разницы в скорости вращения полуосей. Чем больше эта разница — тем сильнее усилие сжатия, а, соответственно, и степень блокировки.

Червячные дифференциалы — используют для блокировки свойства червячных передач. Самыми распространенными являются дифференциалы Торсен и Квайф. Червячная передача состоит из червяка и червячного колеса. Червяк (сателлит) является ведущим звеном, колесо (шестерня полуоси) — ведомым. КПД передачи при прямом вращении намного больше, чем при обратном, и зависит от угла наклона витков червяка. Говоря проще, червяк легко вращает колесо, колесо же с трудом вращает червяк. При определенном угле витка червяка обратная передача становится вообще невозможной — то есть, колесо не сможет вращать червяк (происходит самоторможение). Таким образом, подбирая угол наклона витков червяка, регулируют степень блокировки дифференциала Торсен. Блокирующие свойства Торсена зависят также и от величины передаваемого крутящего момента. Существует три типа дифференциала Торсен. Типы Т1 и Т2 отличаются формой сателлитов и используются в качестве межколесных. Торсен Т3 используется в полноприводных автомобилях в качестве межосевого дифференциала.

В дифференциале «Квайф» сателлиты не посажены на оси, а свободно расположены в гнездах корпуса. При возникновении разницы в скорости вращения полуосей сателлиты, блокируясь, сдвигаются в гнездах и прижимаются к корпусу. Возникающая при этом сила трения пропорциональна разнице скоростей вращения. Степень блокировки регулируют, подбирая сателлиты с различным углом наклона витков.

Червячные дифференциалы по сравнению с дисковыми отличаются большей надежностью и коэффициентом блокировки, меньше боятся пробуксовки (но длительные и частые пробуксовки все равно не рекомендуются). Однако такие дифференциалы, в отличие от дисковых и вискомуфты, совершенно беспомощны против диагонального вывешивания.

Электронноуправляемые дифференциалы. Электроника, активно внедряемая во все узлы и системы автомобиля, не обошла стороной и дифференциал. Типовая конструкция электронноуправляемого дифференциала напоминает устройство обычного дискового дифференциала, но сжатие фрикционов осуществляется гидро- либо электроприводом по команде блока управления. Таким образом можно регулировать степень блокировки в самых широких пределах — от 0 до 100%. Все зависит от заложенной в блок программы.

Казалось бы, идеал достигнут! Но, нет пытливые японцы пошли дальше и сконструировали активный дифференциал — самый совершенный на данный момент. Обычный электронноуправляемый дифференциал при пробуксовке только выравнивает скорости вращения полуосей. Активный же дифференциал может вращать полуоси с разными скоростями, в зависимости от дорожной ситуации. Например, в повороте добавить момент на внешнее разгруженное колесо, помогая автомобилю «довернуться».

Что такой дифференциал представляет собой конструктивно? Обычный свободный дифференциал дополнен двумя передачами — повышающей и понижающей. Включает передачи при помощи мокрых сцеплений блок управления. Величина передаваемого крутящего момента регулируется степенью сжатия сцеплений. Таким образом автомобиль с активным дифференциалом может и мастерски проходить крутые виражи, и на бездорожье не спасует. Другой вопрос, стоит ли овчинка выделки: цена дифференциала немаленькая. Поэтому и ограничивается его применение только мощными спортивными автомобилями.

Имитация блокировок. В последнее время большое распространение получили электронные системы, которые при возникновении пробуксовки подтормаживают буксующее колесо с помощью штатной тормозной системы, имитируя блокировку дифференциала. Для обычного городского автомобиля, не выезжающего на бездорожье — самое практичное решение. И на скользкой дороге поможет, и даже диагонального вывешивания не боится.

Преимущества и недостатки. Автомобиль с самоблокирующимся дифференциалом увеличивает тягу на колесах, тем самым повышая проходимость на бездорожье и на скользкой дороге (еще бы, а ради чего тогда было огород городить?). Также улучшается динамика разгона. Широко используются такие дифференциалы на мощных спортивных автомобилях и в тюнинге для более полной реализации мощности, прохождения поворотов в скольжении.

Но то, что хорошо для спортивного автомобиля, не всегда благо для обычного. Ведь самоблокирующийся дифференциал, повышая проходимость, ухудшает управляемость. Например, при разгоне на скользкой дороге автомобиль сложнее удержать на прямой. Если блокировки нет, автомобиль, проскальзывая, просто теряет ускорение. Если же срабатывает блокировка, небуксующее колесо (или колеса) продолжают толкать автомобиль вперед, тем самым уводя его с прямолинейной траектории.

Блокировки, установленные на передней оси, увеличивают недостаточную поворачиваемость (траектория в повороте стремится распрямиться), установленные в задней оси — повышают избыточную поворачиваемость (в повороте увеличивается склонность к заносу).

Самоблокирующиеся дифференциалы еще называют дифференциалами повышенного трения. А повышенное трение приводит к увеличенному расходу топлива, снижению срока службы шин и деталей трансмиссии.

rk-ekvator.ru

Дифференциал и главная передача

Дифференциал и главная передача

🔎 Главная передача

При движении автомобиля крутящий момент от коленвала двигателя передается коробке передач и затем, через главную передачу и дифференциал, на ведущие колеса. Главная передача позволяет увеличивать или уменьшать крутящий момент передаваемый колесам автомобиля и одновременно уменьшать и соответственно увеличивать скорость вращения колес. Передаточное число в главной передаче подбирается таким образом, что максимальный крутящий момент и частота вращения ведущих колес находятся в наиболее оптимальных значениях для конкретного автомобиля. Кроме того, главная передача очень часто является объектом тюнинга автомобиля.

🔎 Устройство главной передачи

По сути, главная передача — это не что иное, как шестеренчатый понижающий редуктор, в котором ведущая шестерня связана с вторичным валом КПП, а ведомая – с колесами автомобиля. По типу зубчатого соединения главные передачи различаются на следующие разновидности:

• цилиндрическая – в большинстве случаев применяется на автомобилях с поперечным расположением двигателя и коробки передач и передним приводом;• коническая – применяется очень редко, так как имеет большие габариты и высокий уровень шума;• гипоидная – наиболее востребованная разновидность главной передачи, которая применяется на большинстве автомобилей с классическим задним приводом. Гипоидная передача отличается малыми размерами и низким уровнем шума;• червячная – практически не применяется на автомобилях по причине трудоемкости изготовления и высокой стоимости. Также стоит отметить, что автомобили с передним и задним приводом имеют различное расположение главной передачи. В переднеприводных автомобилях с поперечным расположением КПП и силового агрегата, цилиндрическая главная передача располагается непосредственно в картере КПП.

В автомобилях с классическим задним приводом главная передача установлена в корпусе ведущего моста и соединена с коробкой передач посредством карданного вала. В функционал гипоидной передачи заднеприводного автомобиля также входит и разворот вращения на 90 градусов за счет конических шестерен. Несмотря на различные типы и расположение, предназначение главной передачи остается неизменным

🔎 Дифференциал автомобиля

Дифференциал автомобиля чаще всего совмещен с главной передачей и располагается соответственно в картере коробки передач или в корпусе заднего моста. Однако дифференциал может быть установлен и между ведущими осями полноприводного автомобиля. Дифференциал представляет собой планетарный редуктор и делится на следующие разновидности:• конический – в большинстве случаев устанавливается совместно с главной передачей между колесами одной приводной оси;

• цилиндрический – наиболее часто применяется для развязки ведущих осей полноприводных автомобилей;

• червячный – является универсальным и устанавливается как между колесами, так и между ведущими осями. Основное предназначение дифференциала заключается в распределении крутящего момента между колесами автомобиля и изменения их частоты вращении относительно друг друга. Так, например поворот автомобиля без дифференциала был бы попросту невозможен, так как при повороте внешнее колесо обязательно должно вращаться с большей частотой, нежели внутреннее.

Дифференциалы существуют симметричные и несимметричные. Симметричный дифференциал передает равный крутящий момент на оба колеса и устанавливается чаще всего совместно с главной передачей. Несимметричный дифференциал позволяет передать крутящий момент в различных пропорциях и устанавливается между приводными осями автомобиля.

🔎 Устройство дифференциала

Дифференциал состоит из корпуса, шестерен сателлитов и полуосевых шестерен. Корпус обычно совмещен с ведомой шестерней главной передачи. Шестерни сателлиты играют роль планетарного редуктора и соединяют полуосевые шестерни с корпусом дифференциала. Полуосевые (солнечные) шестерни соединены с ведущими колесами посредством полуосей на шлицевых соединениях. При всех плюсах у простейшего дифференциала существует и недостаток. Дело в том, что частота вращения может быть распределена на колеса не только в соотношении, например 50/50, 40/60 или 35/65, но и 0/100. То есть, на одно колесо автомобиля может быть передан абсолютно весь крутящий момент, в то время как второе колесо будет абсолютно статично. Такое случается в том случае если автомобиль застрял в грязи или на льду. Однако современные дифференциалы более совершенны и практически лишены данного недостатка. Многие дифференциалы имеют жесткую автоматическую или ручную блокировку. Кроме того современные легковые полноприводные автомобили снабжаются системой курсовой устойчивости, которая основана на оптимальном распределении крутящего момента между осями и отдельными колесами в зависимости от траектории движения.

Поделиться новостью с друзьями:

Похожее

help4auto.com

Главная передача и дифференциал заднеприводных автомобилей

Главная передача предназначенадля увеличения крутящего момента и передачи его на полуоси колес под углом.

Главная передача состоит из:

– ведущей шестерни,

– ведомой шестерни.

Крутящий момент коленчатого вала двигателя через сцепление, коробку передач и карданную передачу передает ару конических шестерен, которые находят в постоянном зацеплении.

На рисунке 41 колеса вращаются с одинаковой угловой скоростью. В этом случае поворот автомобиля будет невозможен, так как при этом маневре правое колесо должны пройти неодинаковое расстояние!

Рис. 41. Схема работы главной передачи:1 –фланец; 2 – вал ведущей шестерни; 3 – ведущая шестерня; 4 – ведомая шестерня; 5 – ведущие (задние) колеса; 6 – полуоси; 7 – картер главной передачи

Если взять игрушечную машинку, у которой задние колеса связаны между собой жесткой осью, и немного покатать ее по полу, то паркет в вашем доме может заметно пострадать. При каждом повороте автомобильчика одно из его колес обязательно будет проскальзывать и оставлять за собой черный след.

Давайте посмотрим на следы, оставленные на повороте мокрыми колесами любого реального 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 на "паркете", был бы невозможен. Следовательно, настоящий автомобиль, в отличие от игрушечного, имеет некий механизм, позволяющий осуществлять повороты без черчения резиной колес по асфальту. Называется этот механизм – дифференциалом.

Дифференциал предназначендля 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 50×50, так и в другой пропорции, например, 60×40.

К сожалению, пропорция может быть и 100×0. Это означает, что одно из колес стоит на месте (в яме), а другое в это время буксует (по сырой земле, глине, снегу).

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

Конструктивно дифференциалвыполнен в одном узле вместе с главной передачей (рис. 42) и состоитиз:

– двух шестерен полуосей,

– двух шестерен сателлитов.

Рис. 42. Главная передача с дифференциалом:1 –полуоси; 2 – ведомая шестерня; 3 – ведущая шестерня; 4 – шестерни полуосей; 5 – шестерни-сателлиты

Похожие статьи:

poznayka.org

---

• 
  Маз 6312 технические характеристики
• 
  Параллельная работа генераторов
• 
  Материалы полимерные листовые
• 
  Масляный насос где находится
• 
  Техническое обслуживание и ремонт двигателей агрегатов и систем автомобилей
• 
  Разработка грунта экскаваторами
• 
  Циклы двс
• 
  Три вида теплопередачи
• 
  Что такое технический процесс
• 
  Транспортный пакет
• 
  Дозатор автоматический