20. Дифференциалы и активные муфты (вискомуфта, Haldex): назначение, схемы, устройство, работа, характеристика.

Механизм трансмиссии, распределяющий крутящий момент между выходными валами и позволяющий им вращаться с разными угловыми скоростями, называется дифференциалом.

Дифференциал, При повороте ав­томобиля его внутреннее ведущее колесо проходит меньший путь, чем наружное, поэтому, чтобы качение внутреннего колеса происходило без скольжения, оно должно вращаться медленнее, чем наружное. Это необ­ходимо для того, чтобы исключить при повороте пробуксовывание колес, которое вызывает повышенное из­нашивание шин, затрудняет управле­ние автомобилем и увеличивает рас­ход топлива. Для обеспечения раз­личной частоты вращения ведущих колес их крепят не на одном общем валу, а на двух полуосях, связан­ных между собой межколесным дифференциалом, подводящим к полуосям крутящий момент от глав­ной передачи. Таким образом, диф­ференциал служит для распределе­ния крутящего момента между ведущими колесами и позволяет пра­вому и левому колесам при пово­ротах автомобиля и при его движе­нии на криволинейных участках дороги вращаться с различной час­тотой. Межколесный дифференциал бывает симметричным или несиммет­ричным, соответственно распреде­ляющим крутящий момент между полуосями поровну или непоровну. На автомобилях получили примене­ние межколесные конические симмет­ричные дифференциалы, межосевые конические и кулачковые дифферен­циалы повышенного трения.

Межосевой конический дифферен­циал устанавливают на автомоби­лях повышенной проходимости с ко­лесными формулами 6X4 и 6X6, ведущие мосты которых могут рабо­тать в различных условиях сцепле­ния колес с дорогой.

Кулачковый дифференциал повы­шенного трения (рис. 14.32) за счет дополнительных сил 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.

Дифференциалы

По назначению

По конструкции

По внутреннему трению

Межколесные

Межосевые

Шестеренные

Кулачковые

Червячные

Симметричные

Несимметричные

По распределению крутящего момента

Малого трения

Повышенного трения

Схемы устройства и работы шестеренного дифференциала показана на рисунке 20а.

Рисунок 20а- Конический симметричный дифференциал: а — устройство; б — схема работы; 1, 7 — шестерни-сателлиты; 2, 8 — полуосе­вые конические колеса; 3, 9 — полуоси; 4 — крестовина; 5 — ведомое колесо главной передачи; 6 — ведущая шестерня главной передачи

Дифференциалы характеризуются передаточным числом. У симметричных дифференциалов оно равно 1. У них моменты и угловые скорости на правом и левом колесах определяются соответственно по выражениям

Мл +Мп =Мд (1)

Мл =Мп =Мд/2 (2)

ω_л+ ω_п = 2ω_д (3)

ω_п =2ω_д, если ω_л=0 (4)

Устройство шестеренных дифференциалов показано на рисунке 21.

а, б – симметричные; в, г – несимметричные; 1 – корпус; 2 – сателлит; 3,4 – полуосевые шестерни

Рисунок 21 – Схемы шестеренных дифференциалов

Функции дифференциала может выполнять вязкостная муфта (рисунок 26), у которой выходные валы могут проскальзывать при небольших скоростях и блокируются – при значительных. Работа ее основана на свойстве силиконовой (кремнийорганической) жидкости, находящейся внутри муфты, увеличивать вязкость при нагреве.

Рисунок 26 - Устройство вязкостной муфты (вискомуфты): 1 — корпус; 2 — вал корпу­са; 3,6 — ведущий и ведомый валы; 4 — дис­ки; 5 — уплотнения

C целью повышения управляемости и устойчивости автомобиля применяют активные дифференциалы типа активной гидравлической муфты Haldex (рисунок 28), управляемые электронным блоком.

Рисунок 28- Схема активной гидравлической муфты Haldex: 1- ведомый вал с кулачковой шайбой; 2-рабочий поршень; 3-многодисковая муфта; 4-насосный поршень; 5- нагнетательный клапан; 6- впускной клапан; 7- регулятор управления давления муфтой; 8-ведущий вал