Диференціал

Дифференціал – механічний пристрій, який передає крутний момент з головної передачі до двох ведучих коліс, або з коробки передач (роздавальної коробки) до двох мостів, забезпечуючи різну або одинакову кутову швидкість джерела передачі крутного моменту та споживачів.

Під час руху автомобіля на повороту дороги шлях пройдений колесом, що рухається по внутрішньому радіусу, меньше, ніж шлях колеса тієї ж осі, яке рухається по зовнішньому радіусу. Для руху ведучих коліс без ковзання, кутова швидкість  внутрішнього колеса повинна бути менше кутової швидкості зовнішнього колеса. Під час руху коліс по нерівностях дороги на деяких відрізках шлях пройдений колесами передньої осі може відрізнятися від довжини шляху пройденого колесами задньої осі. Якщо автомобіль повнопривідний, то це теж може привести до руху автомобіля з ковзанням коліс.

На автомобілях використовують міжколісні та міжосьові диференціали, які забезпечують передачу крутного моменту на вісі мостів та ведучі вали коліс  через планетарний механізм з любим співвідношення кутових швидкостей привідних валів коліс під час руху у різноманітних дорожніх умовах.

Слугує для розподілу крутного моменту, який до нього підводиться, між двома веденими елементами та рух цих елементів з різними кутовими швидкостями, тобто диференціал забезпечує передавання крутного моменту від роздавальної коробки ( коробки передач ) до головних передач (мостів ) повноприводних автомобілів, а також від головної передачі до приводних валів ( півосей ) коліс та розподіл його між валами, рух коліс з різними кутовими швидкостями при повороту автомобіля та при русі по нерівностях дороги.

Диференціали повинні забезпечувати

- Кочення коліс без ковзання під час руху автомобіля на повороті та по не рівній дороги.

- Кочення коліс різних осей без ковзання під час руху автомобіля по нерівностях дороги.

- Уникнення ковзання одного з коліс однієї вісі (коліс одного з мостів повно-приводного автомобіля) на початку руху та при знаходженні коліс на слизькій дорозі.

- Автоматичний перерозподіл крутного моменту між колесами, залежно від зчеплення коліс з дорогою.

- Передачу крутного моменту до коліс при невеликих розмірах.

Оцінка досконалості конструкції диференціала

Мета аналізу конструкції диференціала є визначення найбільш оптимального варіанта конструкції диференціала, який забезпечує розподіл крутного моменту що до нього підводиться між двома веденими елементами та рух цих елементів з різними кутовими швидкостями, тобто який забезпечує передавання крутного моменту від роздавальної коробки ( коробки передач ) до головних передач ( мостів ) повноприводних автомобілі, а також від головної передачі до привід-них валів ( півосей )коліс та розподіл його між валами і рух коліс з різними куто-вими швидкостями при повороту автомобіля та при русі по нерівностях дороги.

При аналізу конструкції диференціала враховуються конструктивні параметри автомобіля, вимоги до диференціалів, які перераховані раніше ( Пункт ’’Вимоги до диференціалів“) та результати розрахунків.

Конічні симетричні міжосьові та міжколісні диференціали завдяки своїй простоті, надійності, невеликим габаритам, забезпеченні стійкості на слизькій дорозі, високому коефіцієнту корисної дії, великому амортизіційному ресурсу та невеликій собівартості, являються найбільш поширеними на автомоблях.

Недоліком таких диференціалів є низький рівень прохідності при руху по бездоріжжю та на слизьких ділянках дороги.

Циліндричний диференціал має велику кількість зубчатих коліс, тому дещо складніший в порівнянні з конічним. Може застосовуватись як міжосьовий так і міжколісний.

Черв’ячний диференціал підвищеного тертя забезпечує кращу прохідність, але через велику складність виготовлення та вартість, широкого застосування не знайшов.

Гіпоїдний самоблокуючий диференціал типу Torsen Т-3 забезпечує хорошу прохідність і останнім часом все більше встановлюється на автомобілях.

Кулачкові диференціали підвищеного тертя застосовується автомобілях

ГАЗ-66, МАЗ, БТР і забезпечують хороші показники надійності, прохідності.

Шестерневі диференціали з фрикційними елементами останнім часом зна-ходять все більше застосування завдячуючи своїм блокувальним якостям, можливостям застосування автоматичних електоронних систем контролю за рухом автомобіля.

Гідравлічні диференціали (гідромуфта з в’язкою рідиною) останнім часом почали застосовувати в легкових автомобілях. Гідравлічні диференціали де використовуються насоси високого тиску практично не застосовуються.

Загальним недоліком само або примусово блокувальних диференціалів є те, що при руху по слизькій ділянці дороги на повороті, знижується стійкість руху через перерозподіл крутного моменту на те чи інше колесо. Усуває цей недолік електронна система контролю за рухом автомобіля.