Что такое дифференциал и зачем он нужен

Что такое дифференциал и для чего он нужен

Содержание статьи

  • 1 Агрессивно или мягко?
  • 2 Вискомуфта
  • 3 Торсен и Халдекс

Дифференциал — механическое устройство, которое разделяет момент входного вала между выходными валами, именуемыми полуосями. Непонятно? Попробуем разобраться.

Не путать с дифференциальными уравнениями: в нашем случае дифференциал — это важный элемент полноприводного автомобиля. В силу того что при прохождении поворота каждое из колес движется по своей траектории, внешнее колесо проходит более длинноватую дугу, чем внутреннее. Таким образом, при вращении главных колес с одинаковой скоростью поворот вероятен только с пробуксовкой, что негативно сказывается на маневренности, а также приводит к существенному износу шин. Для предотвращения этих негативных явлений и служит дифференциал. Момент от мотора передается карданным валом через коническую зубчатую передачу на корпус дифференциала. Тот, в свою очередь, через независящие друг от друга шестерни (сателлиты) крутит полуоси. Таким образом, каждая из полуосей крутится с разной угловой скоростью, а каждое колесо свободно перемещается по своей траектории без проскальзывания. При этом суммарная скорость вращения остается неизменной. Помимо этого, дифференциал позволяет неразрывно передавать вращающий момент от двигателя на ведущие колеса, а в сочетании с главной передачей служит дополнительной понижающей передачей.

Что такое дифференциал и для чего он нужен

В коробки автомобилей концерна VW для блокировки дифференциала употребляется муфта Haldex. Она представляет собой многодисковую муфту, работающую в масля- ной ванне. Пакет фрикционов сжимается рабочим поршнем гидравлической системы

Все бы отлично, но тут появляется другая проблема — как только одно из главных колес попадает на скользкую поверхность либо вывешивается в воздухе, весь момент по принципу меньшего сопротивления отправляется к нему. Если все четыре главных колеса вдруг попадут на лед, то автомобиль через какое-то время остановится, и будет буксовать на месте. Чтоб этого не происходило, инженеры были обязаны искать конструктивные решения для блокировки дифференциала.

Агрессивно или мягко?

Первые опыты широкого использования полного привода (в основном на армейских джипах и вездеходах) привели к появлению системы жесткого механического блокирования дифференциала. Для этого автомобиль нужно было остановить и с помощью специального механизма заблокировать шестерни дифференциала. В данном случае речь идет о повышении проходимости на бездорожье, где скорость передвижения низкая и возможность повредить привод — минимальная. Как только автомобиль выбирался на нормальную дорогу, нужно было отключить блокировку, иначе существенно увеличивается нагрузка на полуоси и механизм блокировки, а также возрастает износ всех элементов конструкции. Поэтому необходимо было придумать, как автоматизировать этот процесс и сделать его более обычным и адекватным для рядового автолюбителя.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ  Ключі від автомобіля зникнуть. Майбутнє за телефонами

Вискомуфта

Развитие хим промышленности, и, как следствие, появление дилатантных жидкостей, изменяющих свою вязкость, послужило основой для сотворения вискомуфты. Пионерами ее применения в конце 60-х годов прошедшего века стали британские инженеры Тони Ролт и Дерек Гарднер. Конструкция вискомуфты ординарна, как все гениальное. Она состоит из набора близко расположенных друг к другу фрикционов, одна половина которых соединяется с валом межосевого дифференциала, а 2-ая наружными выступами — с цилиндрическим корпусом. При обыкновенном движении скорость вращения передних и задних колес схожа, поэтому перемешивание жидкости в муфте слабенькое, и она обладает хорошей текучестью. Но как только колеса одной из осей забуксовали, шестеренки межосевого дифференциала начинают раскручиваться, и связанные с ним фрикционы вискомуфты начинают стремительно перемешивать силиконовую жидкость. Она твердеет, сжимая оба пакета фрикционов. В итоге межосевой дифференциал частично или полностью блокируется.

Запатентовав свое изобретение, Тони Ролт сделал собственную фирму, которая наладила выпуск вискомуфт для разных автомобильных фирм по обе стороны Атлантики. Первым массовым авто с вэдовой трансмиссией и межосевым дифференциалом с вискомуфтой стал AMC Eagle, который выпускался компанией American Motors c 1979 по 1988 год. В разных версиях эта модель разошлась тиражом около 200 тыщ экземпляров. Позже с активным развитием вэдовых трансмиссий вискомуфты нашли широкое применение в автомобилестроении. Но, как у хоть какого другого устройства, у вискомуфты есть и свои недочеты — инерционность срабатывания, громоздкость и ограниченность по величине передаваемого момента.

Торсен и Халдекс

Вернемся вновь на полстолетия обратно в далекий 1958-й год, когда южноамериканский инженер Вернон Глизман разработал и запатентовал механический самоблокирующийся дифференциал Dual-Drive Differential, который позднее получил привычную сегодня торговую марку Torsen. Основная мысль фактически зашифрована в названии, происходящем от сокращения 2-ух английских слов, torque sensing, чувствительный к вращающему моменту. Механический самоблокирующийся дифференциал Torsen представляет собой оригинальное сочетание червячных пар и зубчатых колес. Блокировка у этого устройства происходит не от разности скоростей вращения валов, как в вискомуфте и других дифференциалах завышенного трения, а при изменении баланса вращающих моментов на валах. Как только момент на одном из валов возрастает, червячные пары «заклинивают» зубчатые колеса, заблокируя нужную шестерню дифференциала.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ  Bosch не верует в смерть дизельных двигателейЧто такое дифференциал и для чего он нужен

VW Touareg имеет два вида полного привода. В первом случае употребляется межосевой дифференциал Торсен и свободный дифференциал на задней оси, во втором — межосевой дифференциал с электрической блокировкой и понижающей передачей плюс блокировка дифференциала задней оси

2-ая конструкция, получившая сегодня широкое распространение, — электронно-управляемая фрикционная муфта, разработанная шведской компанией Haldex. Она представляет собой многодисковое сцепление, работающее в масле. Как только возникает незначительная разница в скоростях вращения 2-ух валов, с помощью гидравлики диски сцепления замыкаются. Электрический блок управления следит за многочисленными данными от датчиков, и, как только пробуксовка прекращается, давление в системе падает, и диски разжимаются. Посреди главных достоинств муфты Haldex — практически секундное срабатывание, а также возможность менять свойства с помощью перенастройки блока управления.

News Reporter

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *