Дифференциал соединяет полуоси колес и позволяет им вращаться с неодинаковым числом оборотов, что бывает необходимо при движении на поворотах и по дорожным неровностям, когда левое и правое колеса проходят пути разной длины.
Крутящий момент, подводимый карданной передачей, может распределяться поровну между правым и левым колесами или пропорционально коэффициенту сцепления каждого из колес. В зависимости от характера распределения крутящего момента различают дифференциалы малого и повышенного внутреннего трения.
Дифференциал малого внутреннего трения представляет собой планетарный механизм с коническими шестернями, размещенный в коробке, которая привернута к ведомой шестерне главной передачи и вместе с ней вращается в подшипниках картера. В отверстия коробки свободно входят шлицевые концы полуосей, на которых установлены полуосевые шестерни. В зацеплении с ними находятся шестерни-сателлиты, которые могут вращаться на оси или шипах крестовины, жестко закрепленной в коробке дифференциала. В легковых автомобилях применяются два сателлита на оси, в грузовых — четыре сателлита на крестовине.
При движении по прямой ровной дороге вместе с ведомой шестерней главной передачи вращается коробка дифференциала и ось с сателлитами. В этих условиях сателлитам не позволяют поворачиваться вокруг оси полуосевые шестерни, которые могут вращаться с одинаковым числом оборотов, как и оба колеса, испытывающие одинаковое сопротивление качению. Поэтому при вращении коробки неподвижные сателлиты, сцепленные с полуосевыми шестернями, заставляют их вращаться с тем же числом оборотов, что и коробка, обеспечивая через полуоси привод ведущих колес с одинаковым числом оборотов.
При работе дифференциала малого внутреннего трения сумма чисел оборотов обеих полуосевых шестерен и ведущих колес всегда равна удвоенному числу оборотов коробки дифференциала. При повороте автомобиля, когда внутреннее колесо испытывает большее сопротивление качению, а его полуосевая шестерня — большее сопротивление вращению, сателлиты начинают поворачиваться на своей оси, обеспечивая замедление скорости внутреннего колеса с полуосевой шестерней и такое же увеличение скорости наружного колеса. Таким образом, предупреждается проскальзывание колес относительно дороги при повороте.
Если коробка дифференциала неподвижна, то ведущие колеса могут вращаться в противоположных направлениях с одинаковой скоростью. Это возникает при затормаживании автомобиля на ходу стояночным трансмиссионным тормозом и вызывает занос, поэтому во время движения стояночным тормозом следует пользоваться только для предотвращения аварии.
Когда при работе дифференциала одно колесо останавливается, второе начинает вращаться с удвоенной скоростью, что имеет место при попадании одного колеса на скользкий участок дороги. В этих условиях коэффициент сцепления колеса с дорогой уменьшается с 0,6—0,7 для твердого сухого покрытия до 0,1—0,2 для обледеневшего участка, что вызывает такое же падение момента сцепления на колесе. Как только момент сцепления станет равным крутящему моменту, колесо начнет буксовать и крутящий момент его будет оставаться на уровне малой величины момента сцепления. Такой же малый крутящий момент будет передаваться дифференциалом другому колесу, и если общее тяговое усилие ведущих колес, определяемое их суммарным крутящим моментом, окажется меньше сил сопротивления движению, то автомобиль остановится, так как одно колесо его будет буксовать, а другое станет неподвижным.
Одинаковое распределение крутящего момента между ведущими правым и левым колесами при любом соотношении скоростей их вращения снижает проходимость автомобиля и является недостатком шестеренного дифференциала. Это обусловлено малым сопротивлением сил трения в механизме дифференциала, так что даже небольшая разница в сопротивлении качению правого и левого колес вызывает проворачивание сателлитов и снижение крутящего момента на колесе с ускоренным вращением. На другом колесе крутящий момент незначительно возрастает на величину малого момента трения дифференциала, т. е. практически оба колеса получают одинаковые малые крутящие моменты.
Дифференциал повышенного внутреннего трения увеличивает разность сопротивлений качению колес, при которой он срабатывает, ускоряя вращение одного колеса и замедляя вращение другого. Одновременно за счет момента трения возрастает крутящий момент на колесе с замедленным вращением, что уменьшает вероятность его остановки.
Оба этих явления повышают проходимость автомобиля за счет применения механизма дифференциала чаще всего кулачковой конструкции, который также может быть червячным, гидравлическим или иметь фрикционные элементы.
Дифференциал кулачкового типа применяется в конструкции переднего и заднего ведущих мостов автомобиля повышенной проходимости ГАЗ-66. Механизм дифференциала размещен в коробке из двух половин, соединяемых болтами, которые одновременно крепят к коробке ведомую шестерню главной передачи. Левая половина коробки имеет сепаратор — ступицу с отверстиями, в которых расположены и могут свободно перемещаться в, радиальном направлении двадцать четыре сухаря. Сферические, торцы сухарей находятся в постоянном контакте с поверхностью кулачков внутренней обоймы, установленной в левой половине коробки, и наружной обоймы, расположенной в правой половине. Полуоси входят в отверстия коробки дифференциала; левая полуось соединяется шлицами с внутренней кулачковой обоймой, правая полуось — с наружной обоймой.
Сухари в сепараторе расположены с определенным шагом в два ряда и сдвинуты относительно друг друга на половину шага. Такое же двухрядное расположение имеют кулачки внутренней обоймы, а один ряд кулачков наружной обоймы охватывает оба ряда сухарей. Этим обеспечивается передача усилия от сухарей к обоймам и полуосям при любом их взаимном расположении и направлении вращения.
© Автомобильный Блог
0 комментариев:
Отправить комментарий
Спасибо за оставленный комментарий!