Что такое дифференциал, для чего он нужен, и как устроен

• Главная
• Статьи
• Что такое дифференциал, для чего он нужен, и как устроен

Автор:
Алексей Кокорин

Дифференциал как автомобильный механизм скоро отметит двухвековой юбилей, однако его конструкция за эти долгие годы хоть и совершенствовалась, но сохранила ключевые особенности. Что же такое дифференциал, и какую роль он выполняет в автомобиле?

1. Что такое дифференциал?

Дифференциал в автомобиле – это механизм, который позволяет передавать мощность и, следовательно, вращение от коробки передач к колесам, разделяя поток этой мощности на два, для каждого из колес одной оси, с возможностью изменять соотношение передаваемой к ним мощности, и, следовательно, позволяя колесам вращаться с разной скоростью. Проще говоря, дифференциал разделяет 100% мощности, передаваемой коробкой передач, на два потока для каждого из колес на одной оси, и эти потоки могут перераспределяться в зависимости от условий движений от 50:50 до 100:0.

2. Для чего нужен дифференциал?

Основное предназначение дифференциала – обеспечить возможность вращения колес на одной оси с разной скоростью с сохранением неразрывного потока крутящего момента. Для автомобиля это важно прежде всего в поворотах: ведь при движении по дуге колеса на внешней стороне поворота проходят больший путь, чем колеса на внутренней, а значит, должны вращаться с большей скоростью для сохранения стабильности машины.

Если же колеса на оси будут соединены жестко, то внутреннее колесо в повороте будет пробуксовывать. Для заднеприводного автомобиля это повышает риск заноса, а для переднеприводного радикально ухудшает управляемость и контроль автомобиля в повороте. Таким образом, обеспечение свободного и независимого вращения колес на одной оси с сохранением постоянства передачи на них крутящего момента от двигателя было одной из принципиальных задач с момента создания автомобиля – и это задача была успешно решена.

3. Как устроен дифференциал?

Дифференциал являет собой частный случай планетарной передачи. Физически он обычно представляет собой набор из четырех шестерней, вращение к которым передается пятой – ведомой шестерней главной передачи, объединенной с корпусом дифференциала, выполняющим роль водила. Главная передача – это набор из двух шестерней: ведущая получает вращение от КПП и передает его ведомой. Ведомая же шестерня главной передачи передает вращение через корпус на шестерни-сателлиты, а они, в свою очередь, находятся в зацеплении с солнечными шестернями, жестко закрепленными на приводных полуосях колес.

Когда автомобиль движется по прямой, шестерни-сателлиты неподвижны, и скорость вращения шестерни главной передачи равна скоростям вращения солнечных шестерней: колеса вращаются с одинаковой скоростью. В повороте же шестерни-сателлиты начинают вращаться, обеспечивая разницу скоростей солнечных шестерней и, следовательно, колес на внешней и внутренней стороне поворота.

4. Каковы недостатки дифференциала?

Главным недостатком дифференциала одновременно является его главное преимущество – возможность передавать до 100% мощности на одно из колес. Исходя из этого, в условиях, когда одно колесо имеет недостаточное сцепление с поверхностью, основная часть мощности будет передаваться именно на него. Таким образом, порой даже имея одно колесо на поверхности с достаточным сцеплением, автомобиль не может тронуться с места.

Для устранения этой проблемы были разработаны разнообразные конструкции – дифференциалы с повышенным внутренним сопротивлением (так называемые самоблоки) и дифференциалы с принудительной блокировкой, ручной или автоматизированной. В зависимости от конструкции и назначения они могут как изменять перераспределение потока мощности в пользу колеса с хорошим сцеплением с поверхностью, так и полностью замыкать дифференциал, заставляя колеса на оси вращаться с одинаковой скоростью. Разные типы таких дифференциалов мы рассмотрим в отдельных материалах.

популярные вопросы

Новые статьи

Популярные тест-драйвы

Тест-драйвы / Тест-драйв

Haval Dargo против Mitsubishi Outlander: собака лает, чужестранец идет

В дилерском центре Haval на юге Москвы жизнь кипит: покупатели разглядывают машины, общаются с менеджерами и подписывают какие-то бумаги. Пока я ждал выдачи тестового Dargo, такой же кроссов…

16583

7

205

13.09.2022

Тест-драйвы / Тест-драйв

Мотор от Mercedes, эмблема от Renault, сборка от Dacia: тест-драйв европейского Logan 1,0

Казалось бы, что нового можно рассказать про Renault Logan второго поколения, известный каждому российскому таксисту, что называется, вдоль и поперёк? Однако конкретно в этом автомобиле есть. ..

13634

10

41

13.08.2022

Тест-драйвы / Тест-драйв

Geely Coolray против Haval Jolion: бесплатный сыр? Если бы!

Хотите купить сегодня  машину с полноценной гарантией, в кредит по адекватной ставке, без диких дилерских накруток? Сейчас это та еще задачка, ведь полноценную цепочку «представительство – з…

10725

26

30

10.08.2022

Дифференциал автомобиля – назначение, устройство, принцип работы

Дифференциал предназначен для передачи, изменения и распределения крутящего момента между двумя потребителями и обеспечения, при необходимости, их вращения с разными угловыми скоростями.

Дифференциал является одним из основных конструктивных элементов трансмиссии. Расположение дифференциала в трансмиссии автомобиля:

• в заднеприводном автомобиле для привода ведущих колес – в картере заднего моста;
• в переднеприводном автомобиле для привода ведущих колес – в коробке передач;
• в полноприводном автомобиле для привода ведущих колес – в картере переднего и заднего мостов;
• в полноприводном автомобиле для привода ведущих мостов – в раздаточной коробке.

Дифференциалы, используемые для привода ведущих колес, называются межколесными. Межосевой дифференциал устанавливается между ведущими мостами полноприводного автомобиля.

Конструктивно дифференциал построен на основе планетарного редуктора. В зависимости от вида зубчатой передач, используемой в редукторе, различают следующие виды дифференциалов: конический, цилиндрический и червячный.

Конический дифференциал применяется в основном в качестве межколесного дифференциала. Цилиндрический дифференциал устанавливается чаще между осями полноприводных автомобилей. Червячный дифференциал, ввиду своей универсальности, может устанавливаться как между колесами, так и между осями.

Устройство дифференциала рассмотрено на примере самого распространенного конического дифференциала. Составные части дифференциала являются характерными и для других видов дифференциалов. Конический дифференциал представляет собой планетарный редуктор и включает полуосевые шестерни с сателлитами, помещенные в корпус.

Корпус (другое наименование – чашка дифференциала) воспринимает крутящий момент от главной передачи и передает его через сателлиты на полуосевые шестерни. На корпусе жестко закреплена ведомая шестерня главной передачи. Внутри корпуса установлены оси, на которых вращаются сателлиты.

Сателлиты, играющие роль планетарной шестерни, обеспечивают соединение корпуса и полуосевых шестерен. В зависимости от величины передаваемого крутящего момента в конструкции дифференциала используется два или четыре сателлита. В легковых автомобилях применяется, как правило, два сателлита.

Полуосевые шестерни (солнечные шестерни) передают крутящий момент на ведущие колеса через полуоси, с которыми имеют шлицевое соединение. Правая и левая полуосевые шестерни могут иметь равное или различное число зубьев. Шестерни с равным числом зубьев образуют симметричный дифференциал, тогда как неравное количество зубьев характерно для несимметричного дифференциала.

Симметричный дифференциал распределяет крутящий момент по осям в равных соотношениях, независимо от величины угловых скоростей ведущих колес. Благодаря этим свойствам симметричный дифференциал используется в качестве межколесного дифференциала.

Несимметричный дифференциал делит крутящий момент в определенном соотношении, поэтому устанавливается между ведущими осями автомобиля.

Работа дифференциала

В работе симметричного межколесного дифференциала можно выделить три характерных режима:

1. прямолинейное движение;
2. движение в повороте;
3. движение по скользкой дороге.

При прямолинейном движении колеса встречают равное сопротивление дороги. Крутящий момент от главной передачи передается на корпус дифференциала, вместе с которым перемещаются сателлиты. Сателлиты, обегая полуосевые шестерни, передают крутящий момент на ведущие колеса в равном соотношении. Так как сателлиты на осях не вращаются, полуосевые шестерни движутся с равной угловой скоростью. При этом частота вращения каждой из шестерен равна частоте вращения ведомой шестерни главной передачи.

При движении в повороте внутреннее ведущее колесо (расположенное ближе к центру поворота) встречает большее сопротивление, чем наружное колесо. Внутренняя полуосевая шестерня замедляется и заставляет сателлиты вращаться вокруг своей оси, которые в свою очередь увеличивают частоту вращения наружной полуосевой шестерни. Движение ведущих колес с разными угловыми скоростями позволяет проходить поворот без пробуксовки. При этом, в сумме частоты вращения внутренней и наружной полуосевых шестерен всегда равна удвоенной частоте вращения ведомой шестерни главной передачи. Крутящий момент, независимо от разных угловых скоростей, распределяется на ведущие колеса в равном соотношении.

При движении по скользкой дороге одно из колес встречает большее сопротивление, тогда как другое проскальзывает — буксует. Дифференциал, в силу своей конструкции, заставляет вращаться буксующее колесо с увеличивающейся скоростью. Другое колесо при этом останавливается. Сила тяги на буксующем колесе, по причине низкой силы сцепления, мала, поэтому и крутящий момент на этом колесе тоже мал. А так как дифференциал у нас симметричный, то на другом колесе крутящий момент тоже будет небольшим. Тупиковая ситуация – автомобиль не может сдвинуться с места.

Для продолжения движения необходимо увеличить крутящий момент на свободном колесе. Это осуществляется с помощью блокировки дифференциала.

Что такое дифференциал и как он работает? — Driving.ca

Без него вы вряд ли сможете повернуть за угол

Автор статьи:

Джил Макинтош

Дата публикации:

13 января 2021 г.  •  1 год назад  •  4 минуты чтения

Присоединяйтесь к беседе Передний дифференциал на Bronco 2021 года. Фото Ford

Содержание статьи

Если вы когда-либо играли с автомобилем Hot Wheels, и, конечно, да, вы знаете, что игрушка отлично справляется с движением по прямой, но не очень хорошо поворачивается.

Объявление 2

История продолжается ниже

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Это потому, что у него нет дифференциала. Однако ваш автомобиль имеет передний, задний, четырех- или полноприводный привод. Какой тип дифференциала у вас есть и даже сколько, зависит от того, на чем вы ездите.

Приносим свои извинения, но это видео не удалось загрузить.

Попробуйте обновить браузер или
нажмите здесь, чтобы посмотреть другие видео от нашей команды.

Как это работает: Дифференциалы Назад к видео

В чем отличие?

При повороте внешнее колесо движется дальше и быстрее, чем внутреннее. Дифференциал представляет собой набор шестерен, передающих мощность двигателя на колеса, при этом позволяя им вращаться с разной скоростью на поворотах.

При переднем приводе (FWD) дифференциал находится рядом с коробкой передач внутри корпуса, и этот блок называется коробкой передач. При заднем приводе (RWD) дифференциал находится между задними колесами, связанным с трансмиссией карданным валом. Полноприводные (AWD) и полноприводные (4WD) автомобили добавляют межосевой дифференциал или раздаточную коробку для распределения мощности спереди и сзади.

Объявление 3

История продолжается ниже

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание артикула

Некоторые гибридные автомобили имеют «электронный» полный привод. Они используют электродвигатели для привода задних колес и поворачивают их быстрее или медленнее по мере необходимости на поворотах.

Рекомендовано редакцией

1. Принцип работы: регулируемый полный привод

2. Принцип работы: ABS

Открытый конец

Самый простой и распространенный узел — открытый дифференциал, названный так потому, что колеса всегда могут вращаться независимо друг от друга. Его главный недостаток заключается в том, что если одно колесо не имеет сцепления с дорогой, например, если оно сталкивается со льдом, оно все равно получает большую мощность. Он беспомощно крутится, и ты никуда не идешь.

Во избежание потери сцепления с дорогой во время вождения все новые автомобили должны быть оборудованы системой контроля тягового усилия и электронной системой курсовой устойчивости. Они используют датчики антиблокировочной системы тормозов, чтобы определить, вращается ли одно колесо быстрее. Затем он снижает мощность двигателя или тормозит вращающееся колесо, или и то, и другое, чтобы взять ситуацию под контроль.

Объявление 4

История продолжается ниже

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Иногда вам хочется, чтобы колесо пробуксовало, например, при попытке выбраться из глубокого снега, поэтому противобуксовочную систему можно временно отключить с помощью кнопки на приборной панели.

Ограничение проскальзывания

В некоторых автомобилях, в основном в моделях повышенной проходимости, вместо открытого дифференциала используется дифференциал повышенного трения. Если одно колесо теряет сцепление с дорогой, мощность переходит на другое колесо. Это уменьшает пробуксовку колес, а на более мощных переднеприводных автомобилях помогает предотвратить подруливание — склонность переднего водителя тянуть из стороны в сторону, когда вы нажимаете на педаль газа.

Ограниченные промахи служат одной цели, но то, как именно они это делают, зависит от их типа. Дифференциал с механическим сцеплением имеет пластины сцепления рядом с шестернями, и при необходимости на пластины нажимают прижимные кольца, чтобы обеспечить сопротивление. Активная система дифференциала работает так же, но использует компьютер для отслеживания условий движения и включения сцепления дифференциала.

Объявление 5

История продолжается ниже

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание артикула

Вискомуфта дифференциала содержит фрикционные диски, погруженные в масло, и когда колесо проскальзывает, движение жидкости заставляет диски вращаться с разной скоростью и при необходимости передавать больше мощности. Дифференциал Torsen — это торговая марка, производная от Torque Sensing — добавляет червячные шестерни к набору шестерен дифференциала, чтобы активировать необходимое сопротивление.

Векторизация крутящего момента передает больше мощности на внешнее колесо, поэтому автомобиль «подворачивается» на повороте. Фото Porsche

Небольшое ускорение на повороте

Все дифференциалы позволяют пройти поворот, но некоторые делают это лучше, чем другие. Автомобиль с векторизацией крутящего момента передает немного больше мощности на внешнее колесо. Это «подталкивает» автомобиль к повороту и снижает недостаточную поворачиваемость, делая поворот более крутым.

Некоторые автопроизводители обеспечивают электронный эффект вектора крутящего момента, используя датчики для включения тормоза на внутреннем колесе, чтобы автомобиль вращался вокруг этой более медленно вращающейся шины. В настоящей системе с вектором крутящего момента дифференциал передает больше мощности на внешнее колесо. Это улучшает управляемость, но также обходится дороже, поэтому его обычно можно найти в основном на более дорогих спортивных моделях.

Объявление 6

История продолжается ниже

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание артикула

Блокировка в сложных условиях

Блокируемый дифференциал позволяет колесам большую часть времени вращаться с разной скоростью, но когда функция блокировки активирована, оба колеса вращаются с одинаковой скоростью. Он в основном используется для езды по бездорожью. В дополнение к блокируемому дифференциалу заднего колеса самые прочные полноприводные автомобили будут также иметь блокируемый передний дифференциал. Автомобиль с одним или обоими заблокированными дифференциалами может ползти вперед по камням или твердым поверхностям, но его будет очень трудно поворачивать.

Среднее руководство

В дополнение к переднему и заднему дифференциалам полноприводные автомобили имеют межосевой дифференциал, который распределяет мощность на любую ось, которая не приводится в действие напрямую двигателем. Этот межосевой дифференциал также может быть открытым, ограниченным проскальзыванием, вязким или Torsen.

Объявление 7

История продолжается ниже

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

В нормальных условиях вождения многие полноприводные автомобили направляют всю мощность двигателя только на одну ось, обычно на переднюю. Если эти колеса начинают проскальзывать, дифференциал передает мощность на другие. Некоторые автомобили постоянно передают мощность на обе оси, хотя одна обычно получает больше, чем другая. Некоторые внедорожники имеют функцию «блокировки», которая при активации делит мощность 50/50 между передней и задней частью, но только на низких скоростях, чтобы вытащить вас из глубокого снега или грязи, а блокировка автоматически отключается при превышении заданной скорости. .

Настоящие полноприводные системы приводят в движение задние колеса, но имеют раздаточную коробку, которая при активации передает мощность на все четыре колеса. Если у вашего грузовика или внедорожника есть только настройки «4LO» и «4HI», обе оси вращаются с одинаковой скоростью, и на рыхлых поверхностях должен двигаться только . На асфальте система может заедать. Некоторые полноприводные системы также имеют настройку «Авто». Это работает как полноприводная система, передавая мощность на переднюю ось только по мере необходимости, чтобы автомобиль мог двигаться на четырех колесах по асфальту. Убедитесь, что вы знаете, что у вас есть и как вы это настроили, прежде чем садиться за руль.

Share this article in your social network

Trending

1. Motor Mouth: A memo to all the Toyota-haters

2. Subaru announces Canadian pricing for the 2023 Solterra

3. Первый взгляд: 2024 Subaru Impreza

4. Ответы на ваши вопросы: Зимние шины

5. Объявлены финалисты конкурса «Автомобиль года в Северной Америке 2023»

Система мониторинга слепых зон Driving.

ca

Подпишитесь на рассылку новостей системы мониторинга слепых зон Driving.ca по средам и субботам

Адрес электронной почты

информационный бюллетень от Postmedia Network Inc. Вы можете отказаться от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки в нижней части наших электронных писем. Постмедиа Сеть Inc. | 365 Bloor Street East, Торонто, Онтарио, M4W 3L4 | 416-383-2300

Какова функция дифференциала в автомобиле?

Как и у большинства компонентов транспортного средства, у каждого из них есть определенная задача, которая помогает транспортному средству двигаться. Возможно, вы слышали о дифференциале автомобиля, но что это такое и что он делает?

Что такое дифференциал?

Дифференциал, являясь частью передней и/или задней оси, играет неотъемлемую роль в поворотах автомобиля. Дифференциал предназначен для привода пары колес, позволяя им вращаться с разной скоростью. Эта функция обеспечивает пропорциональные обороты между левым и правым колесами. Если внутренняя шина при повороте вращается на 15 об/мин меньше, чем при движении прямо, то внешняя шина будет вращаться на 15 об/мин больше, чем при движении прямо.

Например, когда ваш автомобиль поворачивает, внешнее колесо должно двигаться быстрее, чем внутреннее. Дифференциал распределяет равные количества крутящего момента на оба колеса. Это позволяет колесам реагировать на сопротивление или обеспечивать сцепление, чтобы колесо больше сопротивлялось вращению. Колесо с меньшим сопротивлением вращается быстрее.

Некоторые транспортные средства, например картинги, не оснащены дифференциалом. В этом случае оба ведущих колеса вынуждены вращаться с одинаковой скоростью обычно на общей оси, приводимой в движение простым цепным приводом. Транспортные средства с передним приводом имеют другую конструкцию, заключающуюся в том, что мост и дифференциал в сборе расположены в узле трансмиссионного моста или в коробке передач.

Три типа дифференциалов

Открытый дифференциал — старейшая и наиболее распространенная конструкция, подходящая для различных марок и моделей автомобилей. Это самый простой, надежный и широко используемый тип дифференциала. Шестерня с приводом, расположенная на конце карданного вала, входит в зацепление с зубчатым венцом, который затем передает мощность на обе оси через другой набор шестерен. Единственным недостатком его конструкции является то, что когда одно колесо начинает проскальзывать, вся мощность, по сути, передается на колесо с наименьшим сцеплением, что делает эту установку непригодной для скалолазания или скоростных гонок.

Ограниченное скольжение похоже на открытый дифференциал, но использует встроенную систему сцепления. Механизм сцепления блокирует левую и правую стороны оси вместе, когда колесо теряет сцепление с дорогой. Это предпочтительная система для высокопроизводительных транспортных средств, таких как дрэг-рейсеры и автомобили, буксирующие тяжелые грузы.

Torque-Vectoring — это новейшая и лучшая дифференциальная технология. Управление вектором крутящего момента включает в себя сложный набор датчиков и электроники для получения данных от системы рулевого управления, положения дроссельной заслонки, дорожного покрытия и т. д., что дает возможность распределять мощность на каждое колесо в соответствии с данными. Эта опция обеспечивает максимальное сцепление с дорогой при прохождении поворотов, значительно повышая производительность.

Уход за дифференциалом

Регулярное техническое обслуживание любого автомобиля требует замены масла, ремней, шлангов и других жидкостей. Дифференциальная жидкость не является исключением. Дифференциальное масло используется для смазывания МКПП и дифференциалов. Это похоже на важность моторного масла для двигателя. Он играет жизненно важную роль в защите дифференциала и трансмиссии, обеспечивая их безопасную и бесперебойную работу.

Отработанная дифференциальная жидкость со временем загрязняется и загрязняется. Продолжать движение с загрязненной жидкостью рискованно, так как это может вызвать ненужный износ компонентов, что приведет к необратимому повреждению. Признаки того, что вашему дифференциалу требуется обслуживание:

• • Жужжание только при замедлении.
  • Вой или визг при разгоне на малых или больших скоростях.
  • Урчание или жужжание на скорости более 20 миль в час, но меняется при повороте.
  • Регулярный лязг через каждые несколько футов или при начале движения.
  • Постоянная вибрация, усиливающаяся со скоростью автомобиля.

Запланируйте замену жидкости для дифференциала, также известной как трансмиссионное масло, или масло в трансмиссии каждые 30 000 миль, но не более 60 000 миль, обученным техническим специалистом. Чистое, свежее масло обеспечивает лучшую защиту дифференциала, что делает езду более безопасной. Как и в случае с любым другим компонентом автомобиля, хорошо смазанные детали обеспечивают оптимальную работу.