25. Назначение и типы дифференциалов, их краткая характеристика.

Назначение дифференциала — обеспечить при необходимости разную частоту вра­щения ведущих колес.

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 воздуха в шинах или при движении по неровной дороге.

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

При наличии нескольких ведущих мостов возникает необходимость применения меж­осевого дифференциала. В основном применяют шестеренные, кулачковые и червячные дифференциалы. 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 называют симметричным или несимметричным в зависимости от то­го, как распределяется крутящий момент между полуосями (поровну или нет).

Конический симметричный дифферен­циал наиболее широко применяется на ав­томобилях (рис. 137). Две чашки 1 и 5 дифференциала стянуты .болтами 6. На коробке дифференциала закреплено ведо­мое колесо главной передачи, приводящее ее во вращение. Между чашками диф­ференциала зажата крестовина 8, на ши­пах которой свободно посажены и могут вращаться прямозубые конические зубча­тые колеса, так называемые сателлиты 4, находящиеся в зацеплении с двумя коническими полуосевыми зубчатыми колесами 3. Последние внутренними шлицами соединену со шлицевыми концами полу­осей, свободно проходящих через отверс­тия в коробке дифференциала. На наруж­ных концах полуосей установлены колеса. Для уменьшения трения под торцовые поверхности сателлитов и полуосевых зубчатых колес подложены шайбы 2 и 7. При вращении коробки 7 (рис. 138) дифференциала она через сателлиты 5 и 9 полуосевые зубчатые колеса 2 и 6 врашают полуоси 1и 5. Передача крутя­щего момента происходит в следующем порядке: через ведомое колесо 3 главной передачи, коробку 7 дифференциала, ось 4 сателлитов, сателлиты 5 и 9, полу­осевые зубчатые колеса 2 и 6, полуоси 1 и 8. Сателлиты, кроме того, могут вращаться на своих осях, поэтому они могут изменять частоту вращения полу­осевых зубчатых колес относительно ко­робки дифференциала.

(Если сателлиты не вращаются на оси, то обе полуоси вращаются с одинаковой частотой вращения.,. Это происходит при - движении автомобиля по прямой и ровной дороге, когда задние колеса при одина­ковом сопротивлении качению проходят одинаковый путь и имеют, следовательно, одинаковую частоту вращения. При повороте автомобиля, например, вправо сателлиты 5 и 9 вращаются на своих осях с разными частотами и увеличивают час­тоту вращения полуосевого зубчатого ко­леса 2 и связанных с ним полуоси 1 и колеса. Одновременно частота вращения полуосевого зубчатого колеса 6 умень­шается. При этом понижается частота вращения полуоси 8 и колеса. Частота вращения коробки дифференциала всегда остается равной полусумме частот вра­щения левой и правой полуосей.

Межосевой дифференциал необходим в автомобилях с двумя ведущими задними мостами. В качестве примера рассмотрим межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ-5320. Картер 12 (рис. 139, 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, кони­ческие зубчатые колеса 23 привода про­межуточного моста и 24 привода заднего моста.

Зубчатое колесо 23 шлицами постоянно соединено с 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 движении вилкой 15 муфты 22 вперед она скользит по наруж­ным зубьям внутренней муфты и входит в зацепление с наружными зубьями пра­вой чашки дифференциала, соединяя зуб­чатое колесо 23 с корпусом дифферен­циала. осуществляется блокировка меж- осевого дифференциала.

Внутренняя зубчатая муфта 22 имеет снаружи два зубчатых венца, причем тол­щина зубьев наружного венца на 0.4 му больше толщины зубьев внутреннего вен­ца, что потребует некоторого усилия для перемещения муфты 21 в исходное поло­жение — этим предотвращается самовы­ключение механизма блокировки. Для включения механизма блокировки роди­тель, открывая кран, направляет сжатый воздух между крышкой и мембраной 30 механизма блокировки (рис. 139, б). Мембрана, прогибаясь и преодолевая со­противление пружины 28. воздействует на стакан 29 и через пружину 27 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 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. 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. 139)

Дифференциал повышенного трения устанавливается на автомобиле ГАЗ-66-11. Сепаратор I (рис. 140) 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 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.