При движении машины по неровностям и на поворотах, колеса главной оси проходят разные расстояния. Для того чтобы автомобиль не проскальзывал по дороге, колеса должна вращаться на разных скоростях. В статье «Дифференциал на автомобиле, принцип работы» мы расскажем вам устройство дифференциала, познакомим с основными его типами.
Дифференциал — это механизм, который позволяет колесам ведущий оси крутиться на различных скоростях с необходимым для данной ситуации крутящим моментом. В автомобилях, в трансмиссии которых одна ведущая ось, дифференциал устанавливают между приводами колес (другое его название межколёсный дифференциал). В автомобилях с полным приводом его могут установить между ведущими осями (его также называют межосевой дифференциал). Сила тяги на ведущем колесе зависит от подводимого к нему крутящего момента и радиуса колеса.
Произведение динамического радиуса на силу тяги создает тот крутящий момент, который дифференциал передает колесам. Когда одно колесо разгружено или вывешено, а его сцепление с дорогой слабое, то сила тяги и крутящий момент на колесе очень малы или вовсе отсутствуют, в результате чего автомобиль не может двигаться дальше. Данная особенность у дифференциала с коническими конструкциями, они получили широкое распространение на автомобилях отечественного производства. Такой вид дифференциала еще называют симметричным, так как крутящий момент между колесами он распределяет поровну. Так происходит из-за того, что сателлит работает как рычаг с равными плечами, передающий усилия к шестерням полуоси, и соответственно к ведущим колёсам. Если у одного из колес сцепление с дорогой маленькое, то выделяемый крутящий момент на нем не такой большой, поэтому симметричный дифференциал отдает все усилия второму колесу. Другими словами, если одно колесо буксует, сила тяги на другом колесе равна нулю, а это отрицательно скажется на проходимости.
Для того чтобы улучшить такую ситуацию на машине применяют частичную или полную блокировку дифференциалов, степень блокировки оценивают соответствующим коэффициентом. Коэффициент блокировки (КБ) – соотношение крутящего момента на отстающем и забегающем колесе. Для симметричного дифференциала такая величина равна 1, а в случае дифференциалов повышенного трения от 1 до 5. Зависимость тут простая, чем выше данный коэффициент, тем лучше проходимость автомобиля. То есть, если КБ будет равен 3, то крутящий момент на отстающем колесе будет в 3 раза больше чем на буксующем, соответственно, если КБ=5 – то в пять раз. Однако крутящий момент на колесе в данную секунду будет возможным от 25 до 75%, в зависимости от возможностей блокирующего колеса.
Есть несколько видов дифференциалов повышенного трения
Дифференциал с полным блокированием.
На пример, такая блокировка работает на дифференциале ВАЗ 2121. В действие она приводится принудительно водителем. Угловые скорости колес тут всегда одинаковы, а это противоречит условиям движения машины по кривой, и приводит к ухудшению управляемости по твердому покрытию и чрезмерному износу шин.
Дифференциал с множеством дисков.
Симметричные дифференциалы, которые имеют в своей конструкции подпружиненные пакеты фрикционных дисков, имеют преднатяг от 2 до 13 кг. Часто такие дифференциалы используются в автоспорте, однако у них повышен износ, и после каждой гонки рабочие характеристики надо восстанавливать.
Вискомуфта.
Данный агрегат полностью герметичен, в нем установлены фрикционные диски, одни из них имеет довольно жесткую кинематическую связь с корпусом, друге же связаны с валом. В дисках имеются клапаны и отверстия для того, чтобы увеличить жидкостное трение. Внутри все это заполнено силиконом, который и обеспечивает высокую вязкость. Силикон заполняет корпус на 80%. Этот узел не поддается ремонту из-за того, что вязкость и количество жидкости определяет характеристики вискомуфты. Когда жидкость начинает вытекать – все устройство надо менять.
Торсен.
С английского языка TORQUE переводится как крутящий момент, а SENSING – чувствительность, если эти два слова соединить, то получится чувствительность к крутящему моменту. Те сателлиты, которые расположены перпендикулярно оси в корпусе, попарно объединены между собой при помощи прямозубого зацепления, червячным зацеплением связаны полуосевые шестерня. При повороте полуосевого шестерня, который связывается с отстающим колесом и поворачивает сателлит, входящий с ней в зацепление, который в свою очередь начинает вращать шестерню полуоси и второй сателлит. Из-за такой жесткой кинематической связи колеса автомобиля могут вращаться на разных скоростях. Возникающие в червячном зацеплении силы трения от разных моментов на колесах, и производят блокирование дифференциала. К недостаткам такой конструкции можно отнести сложность ее сборки, ремонта и в целом работы агрегата.
Квайф.
Эта конструкция была зарегистрирована под маркой «QUIFE». Сателлиты тут расположены параллельно оси вращения в 2 ряда. При чем они находятся в закрытых с обеих сторон отверстиях корпуса, а не крепятся на осях. Сателлиты правого ряда, их может быть от 3 до 5 единиц, входят в зацепление с правой шестеренной полуоси, левые контактируют с шестеренкой слева. Помимо всего прочего, сателлиты зацепляются через один между собой. Все колеса имеют винтовые зубья, угол профиля и один и тот же модуль. Число таких зубьев шестерни полуоси и количество сателлитов должно связываться условием совместимости агрегата в целом. В случае отставания одного из колес, полуосевая шестерня, которая с ним связана, начинает свое вращение значительно медленнее корпуса дифференциала. Дифференциал на автомобиле принципиально работает на перераспределение крутящего момента и балансировки вращения ведущих колес. Те изменения, которые были предприняты на стадии проектирования (относительно наклона зубьев) изменяют КБ в зависимости от условий эксплуатации и характера автомобиля. В тюнинге дифференциалы такого типа распространились больше всего.
