Як працює диференціал

У конструкцію будь-якого легкового автомобіля входить диференціал. Цей механізм спеціально призначений для того, щоб дозволити колесам провідної осі обертатися з різними швидкостями. Таким чином вдається уникнути пробуксовки коліс і поліпшити прохідність автомобіля.

Коли автомобіль рухається по нерівній дорозі або входить в поворот, колеса провідної осі проходять різні по довжині відрізки шляху. Щоб шини не ковзали по поверхні дороги, швидкість обертання коліс повинна бути різною. Для цього в пристрій кожного автомобіля входить диференціал.

Що таке диференціал?

Диференціал являє собою механізм, що дозволяє колесам провідної осі здійснювати обертання з різними швидкостями, а також з однаковим або різним крутним моментом, що підводиться до коліс.

Диференціал - це один з основних конструктивних елементів трансмісії. Він може розташовуватися в наступних місцях:

- в коробці передач в переднеприводном автомобілі;
- в картері заднього моста для приведення в дію ведучих коліс (в задньопривідних авто);
- в картері заднього і переднього мостів для привода ведучих коліс (в повнопривідних машинах);
- в роздавальної коробці для привода ведучих мостів, якщо автомобіль повнопривідний.

У трансмісії автомобілів, які мають одну провідну вісь, диференціал встановлюється між приводами коліс, тому називається міжколісним. Міжосьовий диференціал зустрічається в повнопривідних автомобілях між провідними мостами.

Схема диференціала, види диференціалів

Якщо говорити про конструкцію диференціала, то він побудований на основі редуктора. Залежно від того, який вид зубчастої передачі використовувався, конструктивно розрізняють конічний, циліндричний і черв'ячний диференціали.

Конічний диференціал. як правило, використовується як міжколісний диференціал, циліндричний - між осями в повнопривідних автомобілях. Черв'ячний диференціал може бути встановлений як між колесами, так і між осями.

У конструкцію будь-якого диференціала входить корпус, сателіти і напівосьові шестерні. Корпусом сприймається крутний момент від головної передачі, після чого він передається на шестерні і сателіти. Відома шестерня головної передачі закріплюється безпосередньо на корпусі. Усередині корпусу розташовуються осі, на яких відбувається обертання сателітів.

Саме по шестерні піввісь через півосі на провідні колеса передається крутний момент. Якщо ліва і права шестерні мають однакове число зубів, диференціал називається симетричним. Для несиметричних диференціалів, які встановлюють між провідними осями машини, так як вони розподіляють крутний момент між колесами в деякому співвідношенні, характерно різну кількість зубів.

На силу тяги на колесі машини впливають радіус колеса, а також підводиться до нього крутний момент. На динамічний радіус колеса виробляється певна сила тяги, що і забезпечує крутний момент, який повинен передатися диференціалом на колеса.

Якщо автомобіль має слабке зчеплення з дорогою або ж одне з коліс розвантажено, то сила тяги і крутний момент на цьому колесі практично відсутні. Це означає, що автомобіль не зможе продовжувати рух. Подібну особливість має конічний диференціал, який часто зустрічається на вітчизняних легкових авто. Такий диференціал, що часто використовується в якості межколесного, називають симетричним, так як він рівномірно розділяє між колесами крутний момент.

Таким чином, коли одне з коліс автомобіля має хороше зчеплення з дорогою і крутний момент на ньому практично відсутня, то ж саме відбувається і з другим колесом, так як симетричний диференціал передає до нього таке ж зусилля. Виходить, якщо одне з коліс забуксує, на другому колесі сила тяги наблизиться до нуля, що негативно вплине на прохідність автомобіля.

Блокування диференціала

Для того щоб поліпшити прохідність автомобіля, застосовується блокування диференціала, ступінь якої оцінюється за допомогою такого показника, як коефіцієнт блокування. Він являє собою число, що розраховується як відношення крутного моменту на колесі, яке відстає, до крутного моменту на другому колесі. Для симетричних диференціалів такий показник дорівнює 1, для диференціалів підвищеного тертя, до яких відносять диференціал з повним блокуванням, багатодисковий диференціал, вискомуфту, торс, Квайф, коефіцієнт блокування знаходиться в межах від 1 до 5.

Робота симетричного диференціала

Робота симетричного межколесного диференціала має три характерних режиму:

- прямий рух;
- рух автомобіля в повороті;
- рух по слизькому дорожньому покриттю.

Якщо автомобіль здійснює прямолінійний рух, колеса мають однаковий опір від дороги. Головна передача передає крутний момент на корпус диференціала, викликаючи переміщення сателітів. Сателіти, в свою чергу, забезпечують передачу крутного моменту на колеса в однаковому співвідношенні. У зв'язку з тим, що на осях сателіти не обертаються, напівосьові шестерні мають рівну кутову швидкість. Частота обертання кожної шестірні відповідає частоті, з якою обертаються відомі шестерні головної передачі.

Коли автомобіль здійснює рух в повороті, внутрішнє провідне колесо стикається з великим опором, ніж зовнішнє колесо. Внутрішня шестерні піввісь, сповільняться, викликає обертання сателітів навколо своєї осі. Завдяки руху сателітів зростає частота обертання зовнішньої шестерні піввісь. Коли ведучі колеса в повороті рухаються з різними швидкостями, вдається уникнути пробуксовки. Якщо скласти частоту обертання зовнішньої і внутрішньої напівосьових шестерень, отримана сума буде дорівнює подвоєною частотою, з якою обертається ведена шестерня головної передачі. Варто зауважити, що крутний момент розподіляється між провідними колесами в однаковому співвідношенні.

Якщо автомобіль рухається по слизькій дорозі, одне колесо стикається з великим опором, а друге буксує. Диференціал змушує колесо, що буксує працювати з більшою швидкістю, тоді як друге колесо зупиняється. Сила тяги і крутний момент на колесо, що буксує малі. У такій ситуації симетричний диференціал передає таку ж навантаження і на інше колесо. В результаті цього автомобіль не зміг би продовжити рух, якби не блокування диференціала, призначена для збільшення крутного моменту на колесі, яке має краще зчеплення з дорогою.

Ці запчастини в продажу: