Что такое межосевой дифференциал и для чего он нужен?

Дифференциал – устройство, управляющее распределением вращательного момента между входным и выходными валами. Хотя скорость отдельных элементов может разниться. Данный механизм успешно применяется в автомобилестроении и широко применим в нём. Различие дифференциалов проявляется в месте их установки, предназначению и конструктивным особенностям. Автомобили с приводом только на заднюю или переднюю ось оснащаются одним дифференциалом – межколёсным.

• Конструкция межосевого дифференциала
• Принцип работы межосевого дифференциала
• Предназначение межосевого дифференциала
• Режимы работы межосевого дифференциала

Необходимость в наличии дифференциала вызвана особенностями поведениями колёс в поворотах. Они проходят различное расстояние в эти моменты. Грузовые автомобили с приводами 6х6 и 8х8 оснащаются дополнительным межтележечным дифференциалом. В моделях с полным приводом устанавливаются три дифференциала: кроме двух межколёсных, ещё и один межосевой. О работе межосевого дифференциала, о его конструкции и предназначении мы и поговорим далее более подробно.

Конструкция межосевого дифференциала

Давайте рассмотрим конструкцию межосевого дифференциала на самом распространённом примере – коническом дифференциале. Конический дифференциал по своей конструкции схож с другими видами дифференциалов. Конический дифференциал – это планетарный редуктор с полуосевыми шестернями сателлитами, которые помещены в корпус. Корпус, или как его ещё называют «чашка дифференциала» принимает крутящий момент на себя от главной передачи и раздаёт его через сателлиты на шестерни полуосей. К корпусу жёстко прикреплена ведомая шестерня главной передачи. На внутренних осях корпуса вращаются сателлиты. Сателлиты выполняют роль планетарной шестерни. Они обеспечивают контакт корпуса с полуосевыми шестернями. В зависимости от того, какой величины передаётся крутящий момент, конструкция дифференциала насчитывает два или четыре сателлита.

Дифференциалы легковых автомобилей, как правило насчитывают два сателлита. Полуосевые (солнечные) шестерни передают вращение на ведущие колёса через полуоси по шпицевому соединению. Правая и левая шестерни полуосей имеют как равное, так и различное число зубцов. Шестерни с равным количеством зубцов образуют симметричный дифференциал, в то время, когда неравное количество зубцов характерно для несимметричного дифференциала.

Симметричный дифференциал распределяет вращение по осям в равных пропорциях, в независимости от того какой величины угловые скорости ведущих колёс. Благодаря своим свойствам симметричный дифференциал успешно применяется как межколёсный дифференциал. Несимметричный дифференциал разделяет крутящий момент в определённом соотношении, поэтому его устанавливают между осями полноприводного автомобиля.

Принцип работы межосевого дифференциала

Когда автомобиль движется по прямолинейной траектории по ровной дороге, расстояние, пройденное ведущими колёсами будет равным, так как у обоих колёс будет одинаковая угловая скорость. В процессе такого движения все сателлиты, шестерни и корпус дифференциала синхронизированы. Передачу крутящего момента данному механизму обеспечивает шестерня. Также отметим и тот факт, что при таком движении крутящий момент на каждом из ведомых колёс одинаков, а полуосевые шестерни заклиниваются сателлитами, которые статичны относительно своей оси.

Когда автомобиль входит в поворот, путь, который проходит колесо, идущее по внутреннему краю, меньший, чем у колеса на внешнем круге, следовательно и скорость вращения у них разная. Для стабилизации ситуации полуосевая шестерня замедляется, а сателлиты и корпус в это время упираются в полуосевую шестерню слева. Благодаря тому, что сателлиты вращаются вокруг своей оси, растёт и скорость, с которой вращается правая полуосевая шестерня. Это позволяет ведущим колёсам вращаться с разными скоростями, что предотвращает проскальзывание и пробуксовку. Отметим, что колесо с большей скоростью вращения получает меньший крутящий момент.

Давайте рассмотрим дифференциал с классической конструкцией. Основным его недостатком будет пробуксовка одного колеса, когда оно потеряет контакт с дорожной поверхностью. Всё дело в том, что колесо в подвешенном состоянии вращается примерно в два раза быстрее колеса, которое контактирует с дорогой при равном количестве оборотов ведомой шестерни дифференциала. Второе колесо остаётся статичным. Причиной всему является очень маленький крутящий момент, подведённый к нему, так как вращающееся подвешенное колесо получает незначительное сопротивление крутящего момента. Исходя из этого понятно, что крутящий момент противоположного колеса аналогично мал, поэтому оно и неподвижно.

Если колесо пробуксовывает на повышенных оборотах в среде со значительным сопротивлением, крутящий момент, подаваемый на него будет большим в сравнении с проскальзывающим колесом, а следовательно и второму колесу будет предоставляться больший момент для осуществления вращения. Благодаря такому распределению автомобиль может медленно, но уверенно выбираться из ловушки. Буксующее колесо затрачивает много мощности, расходуемой на нагрев дорожного полотна, покрышек и т.д. Пробуксовка заметно снижает проходимость автомобиля с со свободным дифференциалом. Чтобы избежать подобных проблем, на автомобили устанавливают дифференциалы с возможностью их блокировки, как ручной, так и автоматической.

Предназначение межосевого дифференциала

Как Вам уже стало понятно, предназначение межосевого дифференциала заключается в распределении крутящего момента между ведущими осями в полноприводных автомобилях, что даёт им возможность вращения с различными угловыми скоростями. Потребность в таком механизме возникла в следствии движения автомобилей по неровным поверхностям, когда масса самой конструкции давит на ось, что находится в гораздо низком положении. Так, если Вы едете под горку, то большая часть крутящего момента передаётся на заднюю ось. В случае спуска же всё происходит наоборот. Сам механизм межосевого дифференциала располагается, как правило, в раздаточной коробке транспортного средства.

По своему типу межосевой дифференциал может быть, как симметричным, так и несимметричным. Первый вариант дифференциалараспределяет крутящий момент в соотношении 50/50, когда второй в разных соотношениях, например, 60/40. Кроме того бывают межосевые дифференциалы, не имеющие блокировочного механизма, что не позволяет двигаться колёсам с разными скоростями. Есть самоблокирующиеся дифференциалы и с ручной блокировкой.

Второй вариант позволяет принудительно распределять крутящий момент между осями. Это хорошо помогает преодолевать различные дорожные преграды в виде грязи, песка или снега. Принудительное блокирование межосевого дифференциала может быть полным и частичным. При этом обеспечивается жёсткое соединение полуосей между собой. Зачастую для реализации всего внедорожного потенциала автомобиля применяется дифференциал с механизмом автоматической блокировки. Он имеет три вида конструкций и соответственно различные принципы функционирования.

Режимы работы межосевого дифференциала

Работа симметричного межосевого дифференциала разделяется на три, присущих ему, режима:

— прямолинейное движение;

— движение в повороте;

— движение по скользкой дороге.

При движении прямо, колёса принимают на себя равнораспределённое сопротивление дорожного полотна. Крутящий момент передаётся к корпусу дифференциала от главной передачи. Вместе с ним перемещаются и сателлиты. Сателлиты, обходя шестерни полуосей, передают на ведущие колёса весь крутящий момент в равных пропорциях. В отсутствии вращения сателлитов на осях, шестерни полуосей движутся с одинаковой угловой скоростью. Они вращаются с той же частотой, что и ведомая шестерня главной передачи.

При входе в поворот, ведущее колесо, идущее по внутреннему радиусу, принимает на себя большее сопротивление, чем колесо внешнего радиуса. Внутренняя полуосевая шестерня замедляет своё движение и побуждает вращаться сателлиты вокруг своей оси. Они в свою очередь, ускоряют вращение наружной шестерни полуоси. Колёса, движущиеся с разными угловыми скоростями позволяют проходить автомобилю поворот без излишней пробуксовки. Сумма частот вращения полуосевых шестерен внутри и снаружи равна частоте вращения ведомой шестерни, умноженной на двое. Крутящий момент распределяется между ведущими колёсами в равной степени. И на это не влияет разность угловых скоростей.

Когда автомобиль движется по скользкой дороге, одно колесо принимает на себя большую часть сопротивления, в то время как второе пробуксовывает или проскальзывает. Дифференциал заставляет вращаться «проблемное» колесо с большей скоростью. Второе колесо вынуждено остановиться. Сила тяги, образуемая на буксующем колесе очень мала в силу низкого сцепления, поэтому его вращение тоже происходит с небольшой скоростью. А в силу конструкции симметричного дифференциала, другое колесо будет обладать теми же характеристиками на тот момент. Ситуация зашла в тупик – автомобиль не сдвигается с места. Решить эту проблему можно увеличив крутящий момент на небуксующем колесе. Это легко осуществляется блокировкой дифференциала.

устройство, назначение, где находится и для чего нужна блокировка межосевого механизма » АвтоНоватор

Современное машиностроение подразумевает большое количество вариаций автомобильного дифференциала. Это обусловлено тем, что индустрия постоянно развивается: машины имеют не только задний и передний привод, но также и полный. Вдобавок классификация узлов автомобиля разделяется по строению самого механизма. «Начинка» транспортных средств становится сложнее, но даже начинающим автовладельцам стоит знать принцип работы дифференциала.

Содержание

• 1 Назначение

• 2 Устройство и принцип работы дифференциала

• 3 Что такое блокировка дифференциала в автомобиле

• 4 Разновидности механизма по способу блокировки

  • 4.1 С ручной блокировкой

  • 4.2 Самоблокирующийся

  • 4.3 С электронным управлением

  • 4.4 Активного действия

Назначение

В автомобильной трансмиссии одной из самых важных деталей является дифференциал. Его задача состоит в том, чтобы правильно распределять и изменять крутящий момент двух потребителей, которые имеют различную угловую скорость.

Работа дифференциала заключается в том, чтобы давать правильные сигналы колёсам от коробки передач и напрямую от двигателя. Данный автомобильный узел имеет планетарное строение, что позволяет ему выполнять свою работу, даже если количество оборотов колёс в один промежуток времени имеет различие. Такое возможно, когда авто входит в поворот или начинает буксовать.

Дифференциал позволяет ведущим колёсам автомобиля вращаться с различной угловой скоростью

При всех достоинствах у простых вариантов дифференциалов есть и важные недостатки, и самый главный из них следующий: частота вращения на колёса распределяется не только в соотношении 50/50, но может стать и 100/0, когда, например, автомобиль застревает на льду или в грязи.

Наиболее частыми местами для установки дифференциала считаются:

• Коробка передач, в случае с автомобилями, имеющими передний привод;
• Раздаточная коробка или картер переднего и заднего моста, если авто имеет полный привод;
• Задний мост, на заднеприводных ТС.

Кроме того дифференциал условно делят на несколько разновидностей:

• Червячный, который считается универсальным видом;
• Конический — его чаще ставят между колёсами;
• Цилиндрический — зачастую используется для автомобилей с полным приводом и устанавливается между осями.

Существует также разделение дифференциалов по принципу симметричности. Выделяют симметричные и несимметричные узлы. Каждый из типов используется в определённых ситуациях. Несимметричная конструкция используется в полноприводных автомобилях. Дифференциал устанавливается между осями, и даёт различные пропорции крутящего момента на каждую из них. Для симметричного дифференциала подходит установка на главные оси. Это позволяет распределить между двумя колёсами равный крутящий момент.

Работа дифференциала на заднеприводном автомобиле

По месту расположения разделяют межосевой и межколёсный узел. Межколёсный дифференциал устанавливается между двумя колёсами, которые расположены на одной оси. Межосевой дифференциальный узел монтируется строго посередине между двух параллельных осей.

Устройство и принцип работы дифференциала

Для того чтобы определиться, как работает дифференциал в заднеприводной машине необходимо понять, что задняя ведущая ось вращается при помощи карданной передачи. После этого с помощью редуктора осуществляется поворот полуоси с колесом на ней. Дифференциалу удаётся совместить вышеперечисленные задачи так, чтобы колёса могли крутиться с различной скоростью. На автомобилях с передним приводом местонахождение и принцип работы дифференциального узла отличается. В данном случае крутящий момент от коробки передач сразу попадает на узел. После чего оказывается воздействие непосредственно на валы привода. Что касается полного привода, то для того чтобы ТС могло проезжать по разным участкам дорог, требуется не один, а целых три узла: между осями и между колёсами. В остальном принцип действия не отличается от вышеупомянутых.

Элементы, которые в дифференциале считают основными, это:

• Полуосевые шестерни;
• Шестерни сателлитов;
• Корпус.

Сателлиты по своему строению похожи на планетарный редуктор. Основная функция сателлитов заключается в том, чтобы совмещать корпус и полуосевую шестерню. Шлицы соединяют корпус и шестерню с теми колёсами, которые в автомобиле используются в качестве ведущих.

Если шестерни, используемые в дифференциале, имеют разное количество зубьев и разную направленность крутящего момента, то подобные механизмы относятся к несимметричным. В случае когда у шестерёнок одинаковое количество зубьев — дифференциал симметричный.

Корпус — это «оболочка» узла, его основная часть, в которой размещается остальные части механизма.

Что такое блокировка дифференциала в автомобиле

Блокировка дифференциального узла — это крайне важная функция, которая позволяет на время остановить работу одной из шестерёнок. Это необходимо в том случае, если одно из колёс по каким-либо причинам продолжает крутиться, а второе стоит на месте. Такая ситуация может произойти в случае, когда машина перемещается по неравномерно заледеневшей дороге.

Это интересно! Стоит применять блокировку в случае движения на небольшой скорости по труднопроходимым дорогам. Именно тогда вероятность застрять весьма высока. В других ситуациях блокировать дифференциал не следует, так как автомобиль стремится ехать по прямой и становится практически неуправляемым.

Разновидности механизма по способу блокировки

Временная остановка одного из работающих механизмов спасает не только от пробуксовки, но и от серьёзных проблем с неуправляемыми заносами. Можно заблокировать как колесо, так и половину оси. В зависимости от конфигурации автомобиля устанавливается дифференциал с ручным, самоблокировочным или электронным типом блокировки.

С ручной блокировкой

Дифференциал с ручным способом блокировки считают одним из наиболее примитивных. Отключение в ручном режиме осуществляется при помощи кнопок или рычагов, которые располагаются в салоне автомобиля. Подобный вид чаще всего используется в машинах, которые имеют полный привод, иными словами, во внедорожниках.

Планетарная система принимает форму муфты и блокирует возможность движения сателлитов. Эксперты настоятельно рекомендуют использовать ручную блокировку только после того, как будет выжата педаль сцепления.

Это важно! После блокировки дифференциала следует сбросить скорость на минимум, особенно если в этот момент автомобиль пересекает труднопроходимую местность. После того, как один из узлов заблокируется, будет гораздо сложнее поворачивать, а, значит, транспортное средство будет легче вести по прямой.

Функция ручной блокировки применяется на внедорожниках, которые обладают рамной конструкцией. Желательно использовать ручную блокировку, уже имея хороший стаж вождения, так как управлять таким автомобилем значительно сложнее.

Toyota Land Cruiser 100 является внедорожником, имеющим кнопку блокировки межосевого дифференциала

Транспортные средства, на которых имеется ручная блокировка дифференциала:

• Toyota Land Cruiser;
• Toyota Hilux;
• Шевроле Нива.

Самоблокирующийся

Данный вид узлов хорошо приспособлен к тяжёлым условиям вождения, так как значительно увеличивают проходимость авто. Основной принцип самостоятельной блокировки заключается в том, что определённые условия движения способствуют автоматической блокировке дифференциала. Если разница в полуосях становится слишком значительной, срабатывает механизм насоса, который нагнетает давление масла. После этого пластины начинают сближаться, а скорость колеса снижается. Этот метод позволяет правильно распределить нагрузку на колёса при буксовке или заносе.

Существует множество известных автомобильных самоблокирующихся дифференциалов. Например, узлы фирм Торсен и Квайф. Также примером подобного устройства является модель «speed sensitive». Механизм моментально фиксирует различную скорость вращения осей транспортного средства. Модель автомобиля, где стоит именно этот тип дифференциала — Toyota Rav4 с вискомуфтой. Если одна из осей начинает двигаться с намного большей скоростью, то муфта срабатывает и начинает тормозить движение предотвращая аварийную ситуацию! Как только скорость снижается, сила трения уменьшается и возвращает независимость частям узла.

Работа дифференциала Торсен основана на особенностях работы червячной передачи

На спецтехнике устанавливается другой вариант самоблокирующихся дифференциальных механизмов — кулачковые пары. Примером может послужить «ГАЗ-66». Подобная конструкция значительно увеличивает проходимость машины, однако вполне может создать опасные ситуации, когда дифференциал замыкается самостоятельно. Схема его действия очень проста и понятна: вместо «планетарки» в механизме применяются зубчатые пары. Они вращаются, если в скорости колёс возникают небольшие расхождения, однако если разница увеличиваются, то устройства входят в клин.

С электронным управлением

Блокировка узла в данном случае происходит после передачи датчиками информации в управление. Система управления может не только заблокировать дифференциальный узел, но и автоматически контролировать сцепление и тягу колёс. Датчики контролируют частоту оборотов всех осей, что значительно упрощает задачу управления автомобилем на разных поверхностях дорожного покрытия.

Активного действия

На сегодняшний день активные дифференциалы являются одними из наиболее эффективных в сравнении со своими аналогами. Подобный механизм был изобретён сравнительно недавно, однако уже набрал популярность. Принцип его работы в том, чтобы ускорить действие колёс и полуоси. Несмотря на то, что подобное решение полностью противоположно остальным, такой способ оказался наиболее удачным.

Активный дифференциал задней оси по команде центрального процессора увеличивает тягу на внешнем колесе автомобиля

Подобные разработки не только оптимизируют работу, но и позволяют снизить риски поломки автомобиля. Кроме того уменьшается процентное соотношение аварийных ситуаций на дорогах из-за неправильной работы дифференциала. Постоянное улучшение делает вождение любых наземных транспортных средств более простым, безопасным и удобным. Главное — это своевременно проверять состояние шестерёнок и всех остальных деталей, которые оказывают непосредственное влияние на работу дифференциального узла. От этого зачастую зависит не только безотказность личного автомобиля, но и жизнь водителя и пассажиров.

• Автор: Андрей
• Распечатать

Оцените статью:

(7 голосов, среднее: 4.7 из 5)

Поделитесь с друзьями!

Adblock
detector

ФУНКЦИИ, ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ – FAHADH V HASSAN

ДИФФЕРЕНЦИАЛ: ФУНКЦИИ, ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ

19 апреля 2019 г.

17 комментариев

Машиностроение

ФАХАД В ХАССАН

Дифференциал является очень важной частью автомобиля, поскольку в качестве компонента передачи мощность двигателя передается на колеса. Мощность двигателя передается задним карданным валом на колесо, сначала изменяющее направление за счет дифференциального вращения, затем передается на задние полуоси, а затем на задние колеса.

Дифференциальные функции для уменьшения скорости, получаемой карданным валом, для создания большого момента и для изменения направления вращения карданного вала 900 передается на колесо следующего витка через заднюю полуось сзади отдельно. Однако, если дифференциал не работает, это приведет к невозможности запуска автомобиля A.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

Во время прямой дороги.

При прямолинейном движении колеса заднего моста будут экранироваться ведущей шестерней через корпус дифференциала, вал шестерни колесно-колесного дифференциала, шестерни колесно-шестеренного дифференциала, зубья боковой шестерни не проворачиваются, остаются быть втянутым во вращение зубчатого венца. При этом крутится руль влево и вправо одинаково.

Во время поворота.

Во время поворота автомобиля заключенных налево левое колесо больше правого. Если корпус дифференциала с зубчатым венцом вращается, шестерня будет вращаться вокруг своей оси, а также движение вокруг левой боковой шестерни, поэтому вокруг правой боковой шестерни увеличивается сторона, где число оборотов шестерни в 2 раза больше. зубчатый венец. Можно сказать, что среднее второе круглое зубчатое колесо сравнимо с вращающимся зубчатым венцом. как это должно.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛА

Основной принцип действия дифференциального редуктора можно понять, используя оборудование, состоящее из двух шестерен, шестерни и рейки. Обе стойки можно перемещать в вертикальном направлении до тех пор, пока весовая стойка и сопротивление скольжению не будут подняты одновременно. Расположенная между зубьями рейки шестерня и шестерня соединены с раскосами и могут перемещаться этими раскосами. Когда одинаковая нагрузка «W» помещается на каждую рейку, а скобы (дужки) поднимаются вверх, вторая рейка поднимается на такое же расстояние, это предотвратит вращение ведущей шестерни. Но если большая нагрузка, возложенная на левый реечно-шестеренный буфер, будет затем подтягиваться вверх вдоль вращения зубчатой ​​рейки, груз становится тяжелее, что связано с различиями заключенных, которым дана шестерня, поэтому тем меньшая нагрузка будет поднята. . Расстояние между поднятыми рейками пропорционально числу витков шестерни. Другими словами, эта стойка становится еще больше, а заключенные, получившие меньшую нагрузку, будут двигаться. Этот принцип используется при проектировании дифференциальных передач.

ФУНКЦИИ ДИФФЕРЕНЦИАЛА

1. Еще больше снижает вращение, поступающее от коробки передач, прежде чем оно будет передано на задние оси.
2. Изменяет направление оси вращения силового агрегата на 90°, т.е. с продольного на поперечное направление.
3. Равномерно распределять мощность на обе задние ведущие оси при прямолинейном движении трактора.
4. Распределить мощность по требованию на ведущие оси при повороте, т.е. внешнему колесу требуется больше оборотов, чем внутреннему колесу – при повороте.

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛА

1. Шестерня ведущая
2. Шестерня венца
3. Клетка дифференциала
4. Звездочка дифференциала
5. Шестерня полуоси (солнце) дифференциала

ТИПЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛОВ2 90.0009 100009 Дифференциал
2. Заблокированный дифференциал
3. Вязкостной дифференциал повышенного трения
4. LSD с механическим сцеплением (включая eLSD)
5. Torsen и винтовой дифференциал
6. Дифференциал векторизации крутящего момента

1. Открытый дифференциал

Открытые дифференциалы — самая простая форма дифференциала. Цель состоит в том, чтобы обеспечить разные скорости между двумя колесами, в то время как распределение крутящего момента поддерживается постоянным на уровне 50/50. Распространенное заблуждение относительно открытых дифференциалов состоит в том, что когда одно колесо поднимается, на него передается 100% крутящего момента. Это не так, однако количество крутящего момента, передаваемого на колесо с тягой, очень мало, потому что количество крутящего момента, необходимого для вращения колеса, также невелико. Помните, что оба колеса всегда получают одинаковый крутящий момент, но если одно из них не имеет сопротивления (например, если оно находится в воздухе), в результате величина крутящего момента, передаваемая на ведущую ось, очень мала.
• Разделяет крутящий момент двигателя на две части
• Позволяет колесам вращаться с разной скоростью
• Когда одна шина теряет сцепление с дорогой, противоположная шина также теряет мощность
• Применяется в семейных седанах и автомобилях эконом-класса

Преимущества:
• Позволяет для совершенно разных скоростей колес на одной и той же оси, что означает, что при прохождении поворота не произойдет пробуксовки колес, поскольку внешнее колесо будет двигаться дальше.
• С точки зрения эффективности меньше энергии будет теряться при использовании дифференциального варианта по сравнению с альтернативными вариантами.
• Стоимость.

Недостатки:
• Когда одно колесо имеет плохое сцепление с дорогой, это резко ограничивает мощность, которую может подавить транспортное средство. Поскольку распределение крутящего момента всегда 50/50, если одно колесо не может передать большую мощность, другое получит такой же низкий крутящий момент.

2. Заблокированный дифференциал (включая блокируемые и сварные дифференциалы)

Заблокированные дифференциалы находятся на противоположной стороне спектра по сравнению с открытыми дифференциалами. Цель состоит в том, чтобы скорость вращения колес между двумя колесами оставалась постоянной, и основное преимущество здесь заключается в том, что крутящий момент будет передаваться на колесо с тягой, до 100 процентов на одно колесо. Для бездорожья дифференциал обычно имеет функцию блокировки, поэтому он открывается при движении по асфальту.
• Подключенные колеса всегда вращаются с одинаковой скоростью
• Повернуть автомобиль может быть очень сложно
• Встречается в Jeep Wrangler и большинстве полноразмерных грузовиков

Преимущества:
• Позволяет крутящему моменту передаваться на колесо с наибольшим сцеплением. Для всех стилей дифференциала это позволит максимальному крутящему моменту достичь земли на любом состоянии поверхности.
• Для езды по бездорожью, где износ шин не является проблемой, это самое лучшее, что может быть. Надежный, простой и очень эффективный.
• В ситуациях, когда желательно поддерживать постоянную скорость вращения колес на оси (например, при заносе), это простое решение (сварной дифференциал работает точно так же).

Недостатки:
• Заблокированный дифференциал не допускает разницы в скорости вращения правого и левого колес. Это означает дополнительный износ шин, а также заедание трансмиссии в результате.

3. Вязкостной самоблокирующийся дифференциал (VLSD)

VLSD достаточно просты в эксплуатации, однако имеют некоторые недостатки по сравнению с другими типами LSD.
• Комбинация открытого и блокируемого дифференциалов
• Обычно действует как открытый дифференциал
• Автоматически блокируется при пробуксовке
• Используется в спортивных автомобилях, таких как Nissan 370Z и Mazda MX-5 Miata. для всех форм ЛСД, но этот стиль особенно хорош для него).
• Позволяет передавать крутящий момент на колесо с большим сцеплением.
• Очень плавная работа, как правило, нет неуклюжести на низких скоростях, характерной для других типов LSD, перемещающихся в узком радиусе (например, на парковках).

Недостатки:
• Невозможно полностью заблокировать, для передачи крутящего момента системе требуется разность скоростей между двумя сторонами.
• По мере того, как жидкость внутреннего редуктора нагревается (в случаях, когда она используется слишком часто), эффект LSD снижается.

4. LSD с механическим сцеплением (включая eLSD)

LSD с механическим сцеплением бывают самых разных типов. односторонние, 1,5-полосные, двусторонние и даже электронные. В принципе, все они работают очень похоже, с пакетом сцепления, который пытается заблокировать дифференциал, позволяя передавать крутящий момент на колесо с наибольшим сцеплением.

Преимущества:
• Применяет блокировку при нажатии дроссельной заслонки. В отличие от VSLD, это означает, что разделение крутящего момента может произойти до того, как одно колесо достигнет другой скорости (аналогично заблокированному дифференциалу).
• Для LSD с односторонним движением дифференциал действует как открытый дифференциал, когда газ не нажат, что позволяет легко изменять скорость вращения колес при прохождении поворотов.
• Для двухсторонних LSD дифференциал применяет блокирующее усилие при замедлении, что в некоторых случаях может способствовать стабильности торможения.
• Хорошо работает, даже если одно колесо оторвано от земли или имеет ограниченное сцепление с дорогой.
• Электронные LSD позволяют бортовым компьютерам управлять включением сцепления, оптимизируя блокировку в зависимости от условий движения.

Недостатки:
• Часто требуется регулярная замена масла, а сцепление может изнашиваться, что в итоге требует замены.
• Электронные LSD увеличат стоимость и сложность.

5. Торсен и косозубые дифференциалы

Торсен и косозубые дифференциалы работают довольно схожим образом, используя интеллектуальную передачу, чтобы применить блокирующее усилие для передачи крутящего момента на колесо с большим сцеплением. Они отлично подходят для уличного использования и даже для легкого трека, хотя у них есть недостаток.

Преимущества:
• Эти дифференциалы начинают передавать больший крутящий момент на медленнее вращающееся колесо в тот момент, когда между ними возникает разница скоростей. По сути, он реагирует гораздо быстрее, чем VLSD.
• Это чисто механические системы, не требующие планового технического обслуживания, поскольку действие дифференциала зависит от трения в шестернях.

Недостатки:
• Когда одно колесо находится в воздухе, дифференциал Torsen действует очень похоже на открытый дифференциал, и на ведущую ось передается очень небольшой крутящий момент. Для уличного использования это вполне приемлемо, но может быть проблемой для более специализированных автомобилей на трассе.

6. Дифференциал векторизации крутящего момента (TVD)

Без сомнения, самый сложный из дифференциалов. Эта опция обеспечивает максимальный контроль разработчикам, что означает уникальное программирование для реагирования на любую ситуацию, а также возможность помочь вызвать рыскание.
• Использует дополнительные зубчатые передачи
• Точно регулирует крутящий момент, передаваемый на каждое ведущее колесо
• Может замедлять или ускорять поворот автомобиля на повороте
• Тяжелый, сложный и малоэффективный для экономии топлива
• Используется в BMW X5 M или Lexus RC F

Преимущества:
• Позволяет передавать больший крутящий момент на внешнее колесо при прохождении поворотов. Как правило, LSD передают крутящий момент на колесо, которое вращается с меньшей скоростью. Это связано с тем, что большая скорость колеса воспринимается как проскальзывание, поэтому LSD блокируется, чтобы передать больший крутящий момент на более медленное колесо и предотвратить проскальзывание колеса. При ускорении на выходе из поворота TVD передает больший крутящий момент на внешнее колесо, помогая вызвать рыскание и вращение автомобиля.
• Предоставляет конструктору полный контроль, система может выбирать, в каких ситуациях транспортное средство будет передавать больший крутящий момент на любое колесо, а не реагировать.
• Может передавать до 100 % имеющегося крутящего момента на одно колесо.

Недостатки:
• Стоимость и сложность

Вот так:

Нравится Загрузка…

2.972 Как работает дифференциал

 

АВТОМОБИЛЬНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ
ВОПРОСЫ ИЛИ КОММЕНТАРИИ
	АВТОР:	Али Перлман
	ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА:	[email protected]
	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: Дифференциал впервые был изобретен в Китае, в
третий век, 9 г. н.э.0009

---

ГЕОМЕТРИЯ/КОНСТРУКЦИЯ:

Компоненты дифференциала Система

Зубья шестерни : Коронное колесо 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
«снаружи.» 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.

В поворотах колеса по разному Скорости	Расположение дифференциала в автомобиле

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).

Дифференциал при движении автомобиля Прямая линия (колеса с одинаковой скоростью)

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).

Дифференциал при повороте автомобиля Угол (колеса 2 вне поворота)

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:

Переменная	Описание	Метрическая система Единицы	Английский Единицы
v	Скорость при точка контакта между шестернями	м/с	дюйм/с
победа	Угловая скорость Коронная шестерня	рад/сек	об/мин
ш1	Угловая скорость одной шестерни/колеса	рад/сек	об/мин
w2	Угловая скорость другой шестерни/колеса	рад/сек	об/мин
р1	Радиус шага одна шестерня	м	в
р2	Радиус шага другое снаряжение	м	В
Штифт	Вход питания, от коробка передач	Вт	Мощность
Выход1	Выход питания на Левая полуось	Вт	Мощность
Pвых2	Выход питания на Правая полуось	Вт	Мощность
Т1	Крутящий момент передается на левое колесо	Н-м	фут-фунт
Т2	Крутящий момент передается на правое колесо	Н-м	фут-фунт
N1	Количество зубьев на одной передаче	—	—
N2	Количество зубьев на другом редукторе	—	—

 

Иллюстрация для пояснения Передаточные числа

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

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

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

---

ОГРАНИЧЕНИЕ ФИЗИКИ:

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
земля!).

---

ДИАГРАММЫ/ГРАФЫ/ТАБЛИЦЫ:

Нет Представлено

---

ГДЕ НАЙТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ:

В задних мостах большинства легковых и грузовых автомобилей.