Дифференциал автомобиля и его виды, принцип работы

Колеса автомобиля, расположенные на ведущей оси, при любом повороте проходят путь разной длины. Очевидно, что колеса, которые описывают внутренний радиус, проходят более короткий путь чем те, которые двигаются по внешнему радиусу. Из-за этого их угловые скорости разнятся, поэтому шины на повороте без применения специального устройства будут “проскальзывать”. Это происходит потому, что на каждое колесо ведущего вала одновременно подается крутящий момент.

Чтобы уравнять угловые скорости используется дифференциал - агрегат, в котором крутящий момент проходит необходимые преобразования. После этого он выходит на обе полуоси с необходимым для каждой из них ускорением. Таким образом, данное устройство может перераспределять крутящий момент (КМ) от одного источника для двух независимых потребителей.

Классификация устройств

Дифференциалы классифицируют по таким признакам, как место расположения:

• межосевые (в полноприводных авто);
• межколесные (размещается между приводами).

по соотношению моментов:

• симметричные - устройство разделяет КМ поровну. Эти агрегаты имеют планетарный механизм передачи и обладают одним существенным недостатком. Такая система стремится передать КМ по пути наименьшего сопротивления - куда легче. К примеру, когда сцепление колес и покрытия различается - одно находится на скользкой поверхности, а второе на асфальте. Планетарный механизм будет передавать управляющее воздействие на то из них, которое легче раскрутить, а второе будет недополучать крутящий момент;
• несимметричные (КМ разделяется в определенном соотношении).

Также данные устройства различаются по типу передачи и возможности блокировки. Однако все они должны соответствовать определенному ряду требований - распределять мощность между валами в том соотношении, которое необходимо для устойчивого нормального движения. Немаловажными факторами являются вес агрегата и его габариты. Он не должен быть слишком массивным и утяжелять всю конструкцию. Помимо всего этого доступ к агрегату должен быть легким, чтобы можно было без проблем провести его техническое обслуживание и ремонт.

Что касается блокировки, то именно благодаря ей удается улучшить управляемость и проходимость автомобиля. Ее степень оценивается соотношением КМ отстающего и забегающего колес - коэффициентом блокировки. Чем он больше, тем лучше это характеризует проходимость автомобиля. Существует всего несколько типов блокировки:

• полная - используется в основном только на грузовых машинах, а также внедорожниках. Ее можно включить нажатием на специальную кнопку, если предстоит преодолеть участок пути с повышенной сложностью проходимости, и обязательно отключить перед выездом на ровную дорогу;
• самоблокирующиеся механизмы с фрикционными блоками, которые под действием силы трения позволяют заблокировать дифференциал. Их достаточно часто устанавливают в задний мост внедорожников;
• кулачковые и зубчатые - используют кулачковые (зубчатые) пары. Под воздействием нагрузок они могут проворачиваться и заклинивать, блокируя полуоси. Из-за таких особенностей данные механизмы не нашли применения в гражданском автомобилестроении, а используются только в военной и специальной технике;
• torque sensitive (торсен) - одна из наиболее технологичных и эффективных конструкций, принцип действия которой построен на способности сателлитов проворачиваться или находиться в состоянии покоя во время нормального движения. Зачастую используется на легковых автомобилях, обеспечивая им оптимальные показатели проходимости. Единственный недостаток торсена - высокая цена и сложность сборки;
• quaife - конструкция самоблокирующегося узла, которая включает в себя два параллельных ряда сателлитов, две полуосевые шестерни, а также корпусные детали и сепаратор. При поворотах сателлиты прокручиваются, одна из шестерен начинает вращаться медлененнее, убирая возникшее рассогласование. На прямых участках пути они передают управляющее воздействие поровну.

Использование агрегатов позволяет не только улучшить проходимость машины, но и ее управляемость. Это важно для любого водителя - особенно для тех, кто ездит в активном режиме.