6. Аналіз 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 привідних валів ( півосей )коліс та розподіл його між валами і рух коліс з різними кутовими 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.

Електронні системи контролю за рухом автомобіля з використанням диферентціала, останнім часом знаходять все більше застосовання.

На багатьох автомобілях застосовується ABS. З кінця 80-тих років ряд прогресивних автомобільних заводів почали випускати автомобілі з системами контролю тягового зусилля та зчеплення коліс- Traction Control.

Так Тойота установила систему Traction Control на Lexus LS400 у 1989 році.

При проковзуванні одного з коліс відносно іншого, система автоматично гальмує колесо, яке ковзає та перерозподіляє крутний момент на колесо з хорошим зчепленням. При сильному ковзанні, система може зменшити подачу паливної суміші в циліндри. Робота системи особливо ефективна на задньоприводних автомобілях.

З часом система Traction Control удосконалилась і її почали ставити на повно-приводні автомобілі, що дозволило перерозподіляти крутний момент між осями та колесами (Mercedes ML, BMW X5 та інші ). Хороші показники перерозподілу крутного момента, керованості, прохідності мають самоблокуючі гіпоїдні диференціали Torsen T-3 з електронною системою контролю гальмівних та тягових зусиль (4Runner, Prado, Lexus G X470 та інші).