1.5.2. Дифференциал

Дифференциал - это механизм, распределяющий крутящий момент между колёсами, мостами или бортами автомобиля.

Впервые дифференциал был установлен на паровом автомобиле в 1897 году. В дальнейшем дифференциалы получили широкое распространение, прежде всего в качестве межколёсных, хотя даже в 20-е годы еще выпускались автомобили без дифференциала, например, советский НАМИ-1.

Межколёсные дифференциалы позволяют вращаться колёсам с разными угловыми частотами на повороте, межколёсные дифференциалы обеспечивают работы трансмиссии автомобиля без циркуляции мощности, приводящей к появлению дополнительных нагрузок и износу шин.

Классификация дифференциалов представлена схемой рис.60, где деление на виды проводится по признакам: расположения (места установки), по распределению моментов. Отдельную группу образуют самоблокирующиеся дифференциалы, получившие широкое применение за последние годы, Самоблокировка - это свойство механизма автоматически менять распределение моментов между выходными валами.

На рис.61 показаны основные виды дифференциалов: а) симметричный конический дифференциал, б) симметричный цилиндрический дифференциал, в) несимметричный конический дифференциал, г) несимметричный цилиндрический дифференциал.

Симметричный дифференциал применяется как межколёсный, так как в этом случае требуется передача одинаковых моментов к колёсам. Несимметричный дифференциал может применяться как межосевой, в основном, для грузовых автомобилей, если требует распределить крутящий момент в определённом соотношении между осями.

Все показанные на рис.61 дифференциалы имеют постоянное соотношение моментов на ведомых валах.

Стремление получить необходимую характеристику дифференциала в зависимости от условий движения привело к созданию блокируемых и самоблокирующихся дифференциалов.

Принудительная блокировка дифференциала может по-разному выполняться конструктивно. Во многих случаях это устройство, позволяющее связывать одно полуось ведущего моста автомобиля с зубчатым колесом главной передачи. Дифференциал теряет свободу, полуоси оказываются жёстко соединёнными.

Предложены различные схемы и конструкции самоблокирующихся дифференциалов. К таковым, в частности, относится пульсирующий дифференциал конического типа. В отличие от обычного конического дифференциала, в котором усилие от оси сателлита равномерно распределяется между коническими шестернями полуосей, в пульсирующем – сателлит выполняется в виде трехзубой несимметричной детали, в зависимости от положения которой происходит периодическое изменение распределения моментов.

К самоблокирующимся относятся дифференциалы свободного хода двух видов: роликовые и кулачковые. Эти дифференциалы называют также обгонными, так как их свойства напоминают свойства муфты свободного хода. Строго говоря, такие дифференциалы не относятся к дифференциалам, так как они не подчиняются закономерностям кинематики дифференциала.

Достаточно широкое применение получили самоблокирующиеся дифференциалы повышенного трения. К таковым относятся очень популярные в современных автомобилях дифференциалы Torsen, схема и конструкция которых показана на рис.62. Это червячно-винтовой дифференциал с тремя парами сателлитов, установленных в гнёздах цилиндрической коробки. Каждая пара сателлитов связана цилиндрическими шестернями. Полуосевые шестерни 1 – винтовые, сателлиты 2 – червяные.

Дифференциал Torsen (Torsen Sensing) был предложен фирмой Gleason и в настоящее время применяется на легковых автомобилях Audi Quattro, Porsche 964 Carrera 4.