Как работает дифференциал?

Главенствующей функцией трансмиссии является передача вращения от мотора на ведущие колеса и регулирование передаточного числа. Стандартная трансмиссия включает редуктор, КПП, а также карданную передачу.

При движении по прямой такой системы достаточно – вращение колес осуществляется в одном скоростном диапазоне. Но при выполнении манеров, колеса движутся по разным радиусах, проходя разные расстояния. Соответственно, часть из них может буксовать. Также этот эффект повышает нагрузку на составляющие трансмиссии, увеличивает риск повреждения элементов привода.

Чтобы этого не возникло, в систему трансмиссии добавляется дифференциальный узел. Если говорить простым языком, как работает дифференциал, то он замедляет внутренние колеса и ускоряет внешние. Таким образом исключается пробуксовка и другие негативные последствия этого эффекта.

Основные разновидности дифференциальных узлов

Дифференциалы классифицируются на 2 вида, исходя из места монтажа:

• межколесные;
• межосевые.

Первый тип применяется на транспортных средствах, имеющих одну ведущую ось. На машинах с задним приводом дифференциал монтируется на редуктор. На транспорте с передним приводом дифференциал подключается напрямую к КПП.

Межосевым дифференциалом комплектуется только полноприводный транспорт. Он обеспечивает оптимальное распределение вращения между осями при перемещении по дороге с неровной поверхностью. На полноприводных автомобилях обычно используется комбинация из разных дифференциальных узлов.

Особенности функционирования узла

Дифференциалы делают на базе планетарного редуктора. Они состоят из шестерней ведущего и ведомого типов, сателлитов и корпуса.

Ведомые шестеренки бывают с одинаковым или разным количеством зубьев. Первые называются симметричными, за счет пропорционального распределения вращения между валами. Вторые (ассиметричные) выполняют распределение по заданным значениям.

Симметричные шестеренки устанавливают на межколесные дифференциалы, ассиметричные – на межосевые.

Принцип работы дифференциала:

1. На прямой траектории движения все колеса получают идентичное сопротивление от дороги. Вращение от КПП подается на главное колесо редуктора. Параллельно с ним крутится корпус дифференциального узла. Саттелиты передают крутящий момент на шестерни управляемого типа в идентичном соотношении, оставаясь неподвижными по отношению к собственным осям.
2. Во время проворачивания внутренние колеса подвергаются большему сопротивлению. Из-за этого ведомая шестеренка замедляется, а саттелиты начинают вращаться на осях. Движение саттелитов способствует росту скорости вращения наружного колеса.

Благодаря дифференциалу, общий крутящий момент не меняется, а равномерно распределяется между колесами.

Блокировка дифференциала

Дифференциал имеет существенный недостаток. Если сопротивление на каком-то колесе пропадает, то происходит резкий скачок угловой скорости. В результате вращение подается только на это колесо. Из-за этого происходит остановка второго колеса. Как итог – машина обездвиживается.

Для устранения этой проблемы, необходимо замедлить пробуксовывающие колесо. Для этого и используется блокировка.

Как работает блокировка дифференциала? Полная предполагает жесткое соединение корпуса дифференциала и одной из полуосей. Дифференциал попросту не может крутиться быстрее редукторной шестерни. За счет этого исключается перераспределение вращения. 

В системах с частичной блокировкой ограничиваются усилия, которые могут передаваться между узлами.

Управление блокировкой

Блокировка активно используется на межосевых и межколесных дифференциалах. Она может активироваться в автоматическом, либо же ручном режиме.

Ручная блокировка дифференциала – как работает? Она задействуется только по мере необходимости. Водитель самостоятельно выбирает, когда включать привод, в результате чего обеспечивается жесткая сцепка элементов дифференциального узла между собой.

Блокировочные приводы классифицируются на электромеханические и механизированные, а также пневматические и гидравлические.

Ручное управление предполагает соблюдение определенных правил, знание того, как работает блокировка межосевого дифференциала. Если забыть отключить блокировку дифференциала и продолжить движение при хорошем сцеплении обоих колес с дорожным покрытием, есть риск повреждения трансмиссии.

Автоматические дифференциалы

Системы этого типа называют самоблокирующимися. Они отличаются тем, что здесь блокировка осуществляется без непосредственного участия водителя.

Как работает самоблокирующийся дифференциал? Самое простое решение предполагает наличие пакета дисков. Одни диски жестко соединяются с корпусом дифференциала, другие – с осью. Также они плотно прижаты между собой.

В нормальном режиме пакет дисков вращается вместе с дифференциалом. При росте угловой скорости, часть дисков начинают вращаться быстрее. Но за счет трения, прирост угловой скорости замедляется.

У электронной блокировки межосевого дифференциала принцип работы похожий. Только здесь вместо дисков используется АБС. Если на одном из колес увеличивается угловая скорость, тормозная система автоматические замедляет его.

Автор: Алина Закордонец