Во время поездки автомобилисты не раз проезжают повороты и всевозможные неровности, оказывающиеся на дороге. В этот момент колеса ведущей оси их машины совершают преодоление пути разного размера. Чтобы не возникало пробуксовки, вращение колес осуществляется с разной скоростью, за регулировку которой отвечает дифференциал. В сегодняшней статье речь пойдет именно об этом узле, а также о его основных разновидностях.
Что такое дифференциал? Устройство и принцип работы.
Дифференциалом называют узел, который позволяет ведущим колесам автомобиля совершать вращение с разной скоростью и варьируемой величиной крутящего момента, подводимого к ним. Трансмиссия автомашины, имеющей лишь одну ведущую ось, подразумевает нахождение дифференциала между колесными приводами. Такой дифференциал называется межколесным. Внедорожники, имеющие систему полного привода, получают межосевой дифференциал, расположенный, как следует из названия, между осями.
Сила, которая подается на колесо, имеет прямую зависимость от колесного размера и величины крутящего момента. Когда сцепление резины с дорожным покрытием ослабевает, либо происходит вывешивание одного из колес, показатели силы и крутящего момента ничтожно малы или равны нулю. В такой ситуации автомобиль не имеет возможности продолжать движение. Такой особенностью обладают отечественные авто, в которых установлен дифференциал, оснащенный коническими шестернями. Данный тип дифференциалов называется симметричным, так как распределение им крутящих усилий идет поровну на каждое из колес.
Блокировка дифференциала
Для улучшения возможностей проходимости в современных авто применяется технология полной или частичной блокировки дифференциала. Для оценки её величины принято учитывать соответствующий блокировочный коэффициент. Он представляет собой соотношение размеров крутящих моментов отстающего колеса и забегающего. В случае симметричного дифференциала величина коэффициента блокировки будет равна единице. Другие разновидности дифференциалов, называемые дифференциалами повышенного трения, обладают коэффициентом, варьируемым от единицы до пяти. Чем выше значение данного числа, тем общая проходимость транспортного средства будет лучше. Так при коэффициенте блокировки, равного трём, крутящий момент отстающего колеса будет в три раза выше, нежели у буксующего. При пяти в пять раз и т.д.
Виды блокирующихся дифференциалов
- Дифференциал, обладающий возможностью полной блокировки. Возможность включения принудительного блокирования дифференциала присуща автомобилям повышенной проходимости и грузовому транспорту. Оно осуществляется непосредственно водителем для преодоления сложных дорожных условий. При выезде на обычную сухую дорогу блокировку требуется отключить, чтобы избежать выхода из строя полуосей. Примером применения дифференциала подобного типа является отечественный внедорожник «Нива».
- Дифференциалы многодискового устройства. Это разновидность симметричных дифференциальных узлов, конструктивная схема которых дополняется подпружиненными связками фрикционных дисков. Такие дифференциалы имеют статическое преднатяжение, именуемое моментом срабатывания, величина которого варьируется в пределах 2-12 кг/м. Эта разновидность не применяется в общегражданских автомобилях. Их назначение – автоспорт. Они подвержены быстрому износу, а после каждого заезда требуется инженерное вмешательство для восстановления их работоспособности.
- Вискомуфта. Данный тип дифференциалов представляет собой многодисковую муфту, величина передаваемого момента которой зависит от разности вращения входного и выходного валов. Чем она выше, тем величина крутящего момента будет больше. Подобные узлы находят свое применение в авто с постоянным полным приводом. Порой они применяются и в качестве механизма, ответственного за блокировку дифференциала.
По своему устройству вискомуфта является полностью герметичной системой, внутри которой установлена пара фрикционных дисков. Первый из них имеет соединение с корпусом, второй с вращающимся валом. В дисках проделаны специальные отверстия, призванные увеличивать величину жидкостного трения. Система герметична. Её внутренняя часть заполнена специальной силиконовой субстанцией, имеющей высокий коэффициент вязкости. Её количество и связывающая степень являются главными критериями оценки рабочих характеристик вискомуфты. Система не пригодна для ремонта. Если муфта теряет герметичность, она заменяется.
- Дифференциал «Торсен». Данный вид дифференциалов является чувствительным к величине крутящего момента. Его сателлиты попарно объединяются методом прямозубной сцепки. Связь с сателлитов с шестеренками полуосей осуществляется при помощи червячного зацепления. Во время прохождения поворотов, шестерня полуоси, имеющая связь с отстающим колесом, занимается проворачиванием соответствующего ей сателлита, который по цепочке вызывает вращение второго сателлита и шестеренки связанной с ним второй полуоси. Такая схема позволяет колесам осуществлять регулировку разноскоростного вращения. Главным недостатком таких дифференциалов является чрезвычайная сложность их изготовления и ремонтного обслуживания.
- Дифференциал «Квайф». В случае дифференциальной схемы «Квайф» подразумевается двухрядное расположение сателлитов, выстроенных параллельно относительно вращающейся оси корпуса. Их закрепление происходит не на самих осях, а в изолированных корпусных отверстиях. Правый сателлит зацепляет правую шестеренку полуоси, левый – левую. Помимо этого, разнорядные сателлиты через одного зацепляются между собой. Если во время движения одно колесо ведущей оси начинает запаздывать, его полуосевая шестеренка осуществляет свое вращение со скоростью, уступающей скорости вращения дифференциального корпуса, проворачивая при этом сателлит, имеющий с ней смежное зацепление. Он занимается передачей движения второму сателлиту, который вызывает вращательный импульс шестеренки второй полуоси. Из-за этого при прохождении поворотов и в условиях ухудшенного сцепления с дорогой колеса имеют разную скорость вращения.
Подведем итоги
Резюмируя текст, скажем, что симметричный тип дифференциалов является морально устаревшим. Для обеспечения улучшенного уровня безопасности во время движения в современных автомобилях применяются дифференциалы, имеющие возможность блокировки. Единого стандарта внедрения нет. Каждый производитель отдает предпочтение той разновидности дифференциальных блоков, которую посчитает оптимальной для своих моделей.