§ 71. Дифференциал

Назначение дифференциала. При пово­роте автомобиля его внешние и вну­тренние колеса за один и тот же отре­зок времени проходят разные пути. Колесо, катящееся по внутренней кривой, проходит меньший путь, чем коле­со, катящееся по внешней кривой. Сле­довательно, внешнее колесо автомобиля должно вращаться несколько быстрее внутреннего. Аналогичное явление про­исходит и при прямолинейном движе­нии, если задние колеса автомобиля имеют неодинаковые диаметры, что вполне возможно при неравномерном распределении нагрузки в кузове, не­одинаковом износе шин, различном вну­треннем давлении в шинах или при дви­жении по неровной дороге.

Чтобы ведущие колеса автомобиля могли вращаться с различной частотой вращения, их крепят не на одном об­щем валу, а на двух, называемых полу­осями и соединенных одна с другой спе­циальным механизмом — дифференциа­лом, подводящим к этим полуосям крутящий момент от главной пере­дачи.

Типы дифференциалов. В основном применяют дифференциалы трех ти­пов — шестеренные, кулачковые и чер­вячные. Дифференциал может быть про­стой или самоблокирующийся (диффе­ренциал повышенного трения или с механизмом свободного хода). Ше­стеренные дифференциалы относятся к простым, а кулачковые и червячные к дифференциалам повышенного тре­ния.

Дифференциал, распределяющий кру­тящий момент между полуосями, назы­вают симметричным или несимме­тричным в зависимости от того, распре­деляет он крутящий момент между полуосями поровну или не поровну.

Конический симметричный дифферен­циал. На рис. 145 показаны детали на­иболее широко применяемого на авто­мобилях шестеренного конического диф­ференциала, устанавливаемого между полуосями ведущих колес. Две чашки / и 5 дифференциала стянуты болтами 6. На коробке дифференциала закреплено ведомое колесо главной передачи, приводящее коробку во вращение. Ме­жду чашками дифференциала зажата крестовина 8, на шипах которой свобод­но посажены и могут вращаться прямо­зубые конические зубчатые колеса, так

Рис. 145.

Детали симметричного дифференциала:

/ и 5 — чашки дифференциала; 2 и 7 —шайбы; 3 — полуосевые зубчатые колеса; 4 — сателлиты; 6 - болт крепления чашек дифференциала; 8 — крестовина

Рис. 146.

Схемы работы дифференциала

а — при движении автомобиля по прямой;

6 - при движении автомобиля на повороте; / и

8- полуоси; 2 и 6 - полуосевые зубчатые колеса;

3 - ведомое колесо главной передачи; 4 - ось

сателлитов; 5 и 9 —сателлиты; 7 — коробка

дифференциала

опорных шайб сателлитов на коробке дифференциала установлен маслоулови­тель 3 (см. рис. 142). Дифференциалы легковых автомобилей имеют обычно два сателлита, а грузовых и автобу­сов — четыре.

Межосевой дифференциал автомобилей семейства КамАЗ. В автомобилях с дву­мя ведущими задними мостами приме­няют межосевой дифференциал. В каче­стве примера рассмотрим межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ-5320. Картер 12 (рис. 147, а) межосевого диф­ференциала прикреплен к картеру глав­ной передачи промежуточного моста. Передняя чашка 13 межосевого диффе­ренциала болтами соединена с задней чашкой. Внутри помещен дифферен­циальный механизм, в который входят сателлиты с крестовиной, коническое зубчатое колесо 23 привода промежу­точного моста и колесо 24 привода за­днего моста.

Зубчатое колесо 23 шлицами постоян­но находится в зацеплении с ведущей конической шестерней 17 главной передачи промежуточного моста, а колесо 24 — с валом 18, передающим вращение главной передаче заднего моста. Зубча­тое колесо 23 имеет наружные зубья, с которыми в постоянном зацеплении находятся внутренняя зубчатая муфта 22 и муфта 21 блокировки дифференциа­ла. При передвижении вилкой 15 муфты 22 вперед она скользит по наружным зубьям внутренней муфты и входит в зацепление с

движении по скользким и размокшим грунтовым дорогам.

Наличие дифференциала в приводе к ведущим колесам автомобиля иногда отрицательно влияет на его проходи­мость. Если одно из ведущих колес ав­томобиля попадает на скользкий уча­сток дороги; а другое катится по сухому участку, то вследствие наличия диффе­ренциала колесу, движущемуся по сухо­му участку, нельзя передать значи­тельный крутящий момент. Колесо, на­ходящееся на скользком участке, будет буксовать, а другое — стоять неподвиж­но. Это происходит в результате того, что каждый сателлит представляет со­бой как бы равноплечую балку, распре­деляющую действующую на него силу между полуосевыми зубчатыми колеса­ми поровну. Если одно колесо попадает на скользкий участок дороги, то соеди­ненное с ним полуосевое зубчатое колесо оказывает сателлиту меньшее сопроти­вление и воспринимает весь переда­ваемый момент, а другое колесо остает­ся неподвижным.Ликвидировать этот недостаток можно блокировкой диффе­ренциала, т. е. принудительно заставляя ба полуосевых зубчатых колеса вра­щаться с одинаковой скоростью, соеди­нив их между собой или одно из них с корпусом дифференциала, как это сде­лано в межосевом дифференциале авто­мобиля КамАЗ-5320 (рис. 147).

Дифференциал повышенного трения. На автомобиле ГАЗ-66 устанавливается кулачковый дифференциал повышенно­го трения. Сепаратор / (рис. 148) имеет два ряда отверстий, в которые в шах­матном порядке свободно вставлены 24 сухаря. На наружной и внутренней по­верхностях сепаратора между рядами отверстий под сухари поставлены сто­порные кольца, предотвращающие про­вертывание сухарей и удерживающие их от выпадения из сепаратора при сборке. Внутренние вершины сухарей упирают­ся во внутреннюю звездочку 4, посажен­ную на шлицы левой полуоси, а на­ружные концы сухарей — в наружную звездочку 3, сидящую на шлицах правой полуоси. Наружная звездочка 3 имеет

Для предотвращения выключения ме­ханизма блокировки внутренняя зубча­тая муфта 22 имеет снаружи два зуб­чатых венца, причем толщина зубьев наружного венца на 0,4 мм больше тол­щины зубьев внутреннего венца. Для включения механизма блокировки води­тель, открывая кран, направляет сжатый воздух между крышкой и мем­браной 30 механизма блокировки (рис. 147,6). Мембрана, прогибаясь и преодолевая сопротивление пружины 28, воздействует на стакан 29 через пру­жину 27 и передвигает шток 25, а вме­сте с ним и вилку 15. При этом замы­каются контакты микровыключателя 14, включающие контрольную лампу на щитке приборов. Принудительную бло­кировку дифференциала выполняют при

движении по скользким и размокшим грунтовым дорогам.

Наличие дифференциала в приводе к ведущим колесам автомобиля иногда отрицательно влияет на его проходи­мость. Если одно из ведущих колес ав­томобиля попадает на скользкий уча­сток дороги; а другое катится по сухому участку, то вследствие наличия диффе­ренциала колесу, движущемуся по сухо­му участку, нельзя передать значи­тельный крутящий момент. Колесо, на­ходящееся на скользком участке, будет буксовать, а другое — стоять неподвиж­но. Это происходит в результате того, что каждый сателлит представляет со­бой как бы равноплечую балку, распре­деляющую действующую на него силу между полуосевыми зубчатыми колеса­ми поровну. Если одно колесо попадает на скользкий участок дороги, то соеди­ненное с ним полуосевое зубчатое колесо оказывает сателлиту меньшее сопроти­вление и воспринимает весь переда­ваемый момент, а другое колесо остает­ся неподвижным.Ликвидировать этот недостаток можно блокировкой диффе­ренциала, т. е. принудительно заставляя ба полуосевых зубчатых колеса вра­щаться с одинаковой скоростью, соеди­нив их между собой или одно из них с корпусом дифференциала, как это сде­лано в межосевом дифференциале авто­мобиля КамАЗ-5320 (рис. 147).

Дифференциал повышенного трения. На автомобиле ГАЗ-66 устанавливается кулачковый дифференциал повышенно­го трения. Сепаратор / (рис. 148) имеет два ряда отверстий, в которые в шах­матном порядке свободно вставлены 24 сухаря. На наружной и внутренней по­верхностях сепаратора между рядами отверстий под сухари поставлены сто­порные кольца, предотвращающие про­вертывание сухарей и удерживающие их от выпадания из сепаратора при сборке. Внутренние вершины сухарей упирают­ся во внутреннюю звездочку 4, посажен­ную на шлицы левой полуоси, а на­ружные концы сухарей — в наружную звездочку 3, сидящую на шлицах правой полуоси.

Наружная звездочка 3 имеет движении по скользким и размокшим грунтовым дорогам.

Наличие дифференциала в приводе к ведущим колесам автомобиля иногда отрицательно влияет на его проходи­мость. Если одно из ведущих колес ав­томобиля попадает на скользкий уча­сток дороги; а другое катится по сухому участку, то вследствие наличия диффе­ренциала колесу, движущемуся по сухо­му участку, нельзя передать значи­тельный крутящий момент. Колесо, на­ходящееся на скользком участке, будет буксовать, а другое — стоять неподвиж­но. Это происходит в результате того, что каждый сателлит представляет со­бой как бы равноплечую балку, распре­деляющую действующую на него силу между полуосевыми зубчатыми колеса­ми поровну. Если одно колесо попадает на скользкий участок дороги, то соеди­ненное с ним полуосевое зубчатое колесо оказывает сателлиту меньшее сопроти­вление и воспринимает весь переда­ваемый момент, а другое колесо остает­ся неподвижным.^.Ликвидировать этот недостаток можно блокировкой диффе­ренциала, т. е. принудительно заставляя

оба полуосевых зубчатых колеса вра­щаться с одинаковой скоростью, соеди­нив их между собой или одно из них с корпусом дифференциала, как это сде­лано в межосевом дифференциале авто­мобиля КамАЗ-5320 (рис. 147).

Дифференциал повышенного трения. На автомобиле ГАЗ-66 устанавливается кулачковый дифференциал повышенно­го трения. Сепаратор / (рис. 148) имеет два ряда отверстий, в которые в шах­матном порядке свободно вставлены 24 сухаря. На наружной и внутренней по­верхностях сепаратора между рядами отверстий под сухари поставлены сто­порные кольца, предотвращающие про­вертывание сухарей и удерживающие их от выпадания из сепаратора при сборке. Внутренние вершины сухарей упирают­ся во внутреннюю звездочку 4, посажен­ную на шлицы левой полуоси, а на­ружные концы сухарей — в наружную звездочку 3, сидящую на шлицах правой полуоси. Наружная звездочка 3 имеет

Рис. 148.

Кулачковый дифференциал повышенного трения

автомобиля ГАЗ-66:

а — конструкция; 6 — детали; 1 — сепаратор;

2 — сухарь; 3 - наружная звездочка, соединенная

с правой полуосью; 4 — внутренняя звездочка,

соединенная с левой полуосью; 5 — ведомое

колесо главной передачи

шесть равномерно расположенных по внутренней окружности кулачков, а вну­тренняя звездочка 4 — два ряда кулач­ков по шесть в каждом ряду, разме­щенных в шахматном порядке.

Сепаратор, являясь ведущим элемен­том, связан через сухари со звездочками и при прямолинейном движении вращает­ся вместе с ними. Полуоси могут иметь и разные частоты вращения вследствие радиального перемещения сухарей 2 под действием кулачков одной из звездочек и соответствующего воздействия на ку­лачки другой звездочки. Однако при этом вследствие повышенного трения между сухарями и звездочками для про­ворачивания полуосей необходимо на­личие значительной разницы в сопроти­влении колес. Следовательно, в случае буксования одного из колес полная остановка другого колеса происходит реже. Звездочки и сухари изготовляют из легированных сталей. Их трущиеся поверхности имеют высокую твердость.