11. Дифференциал. Колесная передача

Дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между полуосями ведущих колес при повороте автомобиля и при движении по неровностям дороги. Он позволяет колесам вращаться с разной угловой скоростью и проходить неодинаковый путь без проскальзывания относительно покрытия дороги. На автомобилях получили применение межколесные конические симметричные дифференциалы, межосевые конические и кулачковые дифференциалы повышенного трения.

Конструктивно конический симметричный дифференциал выполнен в одном узле вместе с главной передачей и состоит из: двух шестерен полуосей и 2 – 4 шестерен сателлитов, которые могут устанавливаться на крестовине.

При движении автомобиля на повороте его внутреннее колесо проходит меньший путь, чем наружное, в результате чего полуось и шестерня полуоси, связанная с этим колесом, вращаются медленнее. При этом шестерни-сателлиты, вращаясь на шипах крестовины, перекатываются по замедлившей вращение шестерни полуоси, в результате чего повышается частота вращения противоположной (внешней) полуосевой шестерни, полуоси и колеса автомобиля.

Основная особенность симметричных дифференциалов – поровну распределять крутящий момент снижает проходимость автомобиля. В случае попадания одного из колес на скользкое покрытие (лед, грязь) крутящий момент на нем уменьшается до значения, ограниченного коэффициентом сцепления колеса с дорогой. Такой же крутящий момент будет действовать и на другое колесо, находящееся на участке с высоким коэффициентом сцепления. Если суммарный момент будет недостаточен для движения автомобиля, то он не сможет тронуться с места (колесо на льду будет буксовать, а другое останется практически неподвижным).

Межосевые конические дифференциалы устанавливают на автомобили повышенной проходимости с колесными формулами 4х4, 6х4 и 6х6, ведущие мосты которых могут работать в различных условиях сцепления колес с дорогой.

Кулачковый дифференциал повышенного трения благодаря дополнительным силам трения (в результате самоблокировки) передает больший крутящий момент на то колесо автомобиля, которое вращается медленнее, что уменьшает возможность его пробуксовывания и повышает устойчивость автомобиля против бокового заноса.

Дифференциал состоит из двух половин – чашки и сепаратора. В сепараторе имеются два ряда радиальных отверстий, в которых размещены сухари (короткие стержни), установленные между внутренней и наружной звездочками, при помощи шлицев соединенных с полуосями. Внешняя поверхность внутренней звездочки и внутренняя поверхность внешней имеют кулачки, между которыми находится сепаратор с сухарями. Крутящий момент от ведомого колеса передается сепаратору, а от него через сухари – на кулачки звездочек и затем на полуоси.

В результате повышенного трения между сухарями и звездочками требуется значительное усилие для изменения частоты вращения одной звездочки относительно другой, что может произойти только при сравнительно большой разнице между дорожными сопротивлениями правого и левого колес. Поэтому у автомобилей с такими дифференциалами при пробуксовывании одного колеса полная остановка другого колеса будет происходить значительно реже по сравнению с автомобилями, имеющими конический симметричный дифференциал.

Колесными (бортовыми) передачами называются агрегаты трансмиссии, устанавливаемые по бортам транспортного средства непосредственно перед ведущими колесами (бортовые передачи) или в самих ведущих колесах (колесные передачи). Колесные (бортовые) передачи предназначены для увеличения вращающего момента, подводимого к ведущим колесам.

Применение колесной передачи позволяет разгрузить дифференциал и полуоси, уменьшить габаритные размеры моста и увеличить дорожный просвет.

По числу рядов зубчатых зацеплений, с помощью которых обеспечивается получение необходимого передаточного числа, колесные (бортовые) передачи подразделяют на одно- и двухрядные. Однорядные передачи бывают простые (с неподвижными осями) и планетарные. Двухрядные передачи могут быть простыми, планетарными и комбинированными (один ряд — простой, другой — планетарный).

По расположению осей ведущего и ведомого валов все передачи подразделяют на соосные (оси ведущего и ведомого валов расположены на одной прямой) и несоосные.