Диференціал коробки передач

Диференціал – механізм в пристрої трансмісії, який необхідний для передачі, перетворення і розподілу крутного моменту. У випадку з автомобілем, диференціал відповідає за розподіл моменту між ведучими колесами, а також дозволяє колесам обертатися з різною кутовою швидкістю при певних умовах.

Де знаходиться диференціал в пристрої трансмісії автомобіля, види диференціалів

Як відомо, автомобілі бувають передньоприводними, задньопривідними, а також повноприводними. Що стосується місця розташування диференціала:

  • якщо привід реалізований на передні колеса, диференціал знаходиться в самій коробці передач;
  • на заднеприводном авто диференціал встановлюється в картері заднього моста;
  • в автомобілях з повним приводом для привода ведучих коліс диференціал коштує в картері переднього і заднього моста, а для привода ведучих мостів механізм встановлюється в роздавальної коробці (раздатке).

Також диференціали бувають межколсеснимі і міжосьовими. Якщо диференціал використаний для привода ведучих коліс, це міжколісний диференціал. Міжосьовий диференціал розташовується між провідними мостами стосовно автомобілів з повним приводом.

Що стосується пристрою і особливостей конструкції, в основу диференціала покладено планетарний редуктор. З урахуванням типу зубчастої передач, яка застосована в редукторі, диференціал (редуктор) може бути: конічним, циліндричним, черв'ячним. Тепер давайте розглянемо пристрій і принцип роботи диференціала більш докладно.

Пристрій диференціала і принцип роботи

Почнемо з першого типу. Конічний диференціал часто виконають функцію межколесного диференціала. Циліндричний диференціал зазвичай зустрічається на повному приводі і ставиться між осями. Черв'ячний диференціал універсальний, що дозволяє ставити механізм як між колесами, так і використовувати в якості міжосьового.

При цьому найбільш поширеним є конічний диференціал, а базові елементи його конструкції активно використовуються і в пристрої інших типів диференціалів. З цієї причини розглянемо пристрій і принцип роботи конічного диференціала як приклад.

  • Отже, конічний диференціал, як уже було сказано вище, фактично є планетарним редуктором. У конструкцію включені напівосьові шестерні і сателіти, які знаходяться в корпусі (чашці диференціала).

На корпус від головної передачі передається крутний момент, потім через сателіти відбувається його передача на напівосьові шестерні. Також на корпусі кріпиться ведена шестерня головної передачі (кріплення жорстке). У корпусі встановлені осі, на осях обертаються сателіти.

Самі сателіти, які реалізують функцію планетарної шестерні, дозволяють з'єднати корпус і напівосьові шестерні. З урахуванням того, яку величину крутного моменту потрібно передати, в конструкцію диференціала можуть інтегрувати 2 або 4 чотири сателіта.

Сонячні (напівосьові шестерні) здійснюють передачу крутного моменту на ведучі колеса автомобіля. Передача відбувається через піввісь, з'єднання напівосьових шестерень і піввісь виконано через шліци.

Півосьові шестерні бувають лівими і правими, з однаковим або різним кількістю зубів. Якщо число зубів однакове, тоді це симетричний диференціал, різну кількість зубів на лівій і правій шестірні використовується в пристрої несиметричних диференціалів.

У першому випадку симетричний диференціал дозволяє розподіляти крутний момент по осях в рівній мірі, причому незалежно від величини кутових швидкостей ведучих коліс.

Такий диференціал використовують для установки між колесами (симетричний міжколісний диференціал). Несиметричний диференціал здатний розділяти крутний момент в тому чи іншому співвідношенні. Дана особливість дозволяє використовувати його між провідними осями.

Тепер перейдемо до принципів роботи диференціала. Перш за все, симетричний диференціал працює в трьох основних режимах. Перший режим – рух по прямій, другий – рух в повороті, третій – їзда по дороге з поганим зчепленням (бруд, лід і т.д.).

Коли автомобіль рухається прямо, колеса відчувають рівнозначне опір. Відбувається передача крутного моменту від головної передачі на корпус диференціала. Разом з корпусом переміщаються сателіти, які, в свою чергу, здійснюють передачу моменту на ведучі колеса.

З урахуванням того, що обертання сателітів на осях не відбувається, рух напівосьових шестерень здійснюється з рівною кутовий швидкістю, частота обертання лівої і правої шестерні дорівнює частоті обертання веденої шестірні головної передачі.

Однак якщо машина заходить в поворот, колесо, яке знаходиться ближче до центру (внутрішнє провідне) навантажується сильніше і починає відчувати більший опір порівняно з зовнішнім колесом (далеким від центру повороту).

В результаті зростання навантаження внутрішня шестерні піввісь кілька уповільнює обертання, а це призводить до того, що сателіти починають обертатися навколо своєї осі. Таке обертання сателітів призводить до збільшення частоти обертання зовнішньої шестерні піввісь.

  • На практиці можливість руху ведучих коліс з різними кутовими швидкостями робить можливим проходу повороту без пробуксовок. До речі, крутний момент все одно розподіляється на провідні колеса рівнозначно.

Якщо ж автомобіль забуксував в грязі, в снігу або на льоду, одне колесо відчуває більший опір, ніж інше. В цьому випадку диференціал (завдяки своїй конструкції) ініціює прискорене обертання буксує колеса, тоді як інше колесо сповільнюється.

Однак недостатня зчіпка з покриттям не дозволяє отримати великий крутний момент на колесо, що буксує, а особливість роботи симетричного диференціала не дозволить також розвинути потрібний момент на іншому колесі. Часто в цьому випадку машина просто не може продовжити подальший рух.

Виходом із ситуації стає необхідність збільшення крутного моменту на колесі, яке буксує.Для цього диференціал необхідно заблокувати. З цієї причини позашляховики мають додаткову можливість блокування диференціала, тоді як легкові авто і навіть деякі сучасні бюджетні "паркетники" позбавлені такої функції.