Общие сведения. Дифференциал - механизм трансмиссии, выполняющий функцию распределения подводимого к нему крутящего момента между выходными валами и обеспечения их вращения с

Дифференциал - механизм трансмиссии, выполняющий функцию распределения подводимого к нему крутящего момента между выходными валами и обеспечения их вращения с разными угловыми скоростями.

К конструкции всех типов дифференциалов предъявляют следующие требования:

- распределение крутящих моментов между колесами и мостами в пропорции, обеспечивающей наилучшие эксплуатационные свойства;

- высокий КПД;

- обеспечение хорошей управляемости и устойчивости автомобиля по дорогам с неравномерным коэффициентом сцепления, при поворотах и при движении по неровностям дороги;

- малые габариты и вес;

- высокая надежность и износостойкость при необходимых значениях коэффициента блокировки.

Дифференциалы представляют собой трехзвенные (корпус дифференциала, сателлиты и полуосевые шестерни) планетарные механизмы с двумя степенями свободы. Дифференциалы классифицируют по следующим признакам:

- по кинематическим свойствам (симметричные и несимметричные);

- по конструктивным признакам (зубчатые конические и цилиндрические, зубчатые с дополнительными фрикционными муфтами, зубчатые с гидравлическими или гидромеханическими муфтами, червячные, кулачковые);

- по компоновке (межосевые, межколесные, межбортовые, межзвеньевые и т. д.);

- по степени блокировки (неблокируемые, блокируемые и самоблокирующие частично или полностью).

Назначение всех перечисленных типов дифференциалов состоит в том, что они должны создавать дифференциальную связь между различными частями силового привода.

Симметричные дифференциалы с коническими или цилиндрическими зубчатыми колесами (рис 6.1) имеют малое внутреннее трение и распределяют крутящий момент между полуосями почти поровну, поэтому если одно из колес начинает буксовать, то второе останавливается, и движение автомобиля прекращается. Такой дифференциал обеспечивает передачу крутящих моментов на колеса, которые вращаются с различными угловыми скоростями при движении на повороте, по неровной дороге и при неизбежном различии радиусе качения ведущих колес.

 

а) б)

Рис.6.1. Шестеренчатый дифференциал: а - цилиндрический; б - конический

Дифференциалы с цилиндрическими колесами обычно применяют как межосевые, в которых предусмотрено несимметричное распределение крутящего момента (рис.6.1, а). Крутящий момент распределяется пропорционально радиусам качения ведущих и задних колес.

В автомобилях высокой проходимости применяют дифференциалы с принудительной блокировкой и дифференциалы повышенного внутреннего трения. Наиболее простым способом полной блокировки является блокировка с помощью зубчатой муфты 1 (рис. 6.2). При этом осуществляется прямое соединение полуоси с корпусом дифференциала. Блокировка зубчатой муфтой возможна при остановке и при прямолинейном движении автомобиля, когда отсутствует движение полуоси относительно корпуса дифференциала.

Рис.6.2. Главная передача и дифференциал с принудительной блокировкой: 1 - зубчатая муфта; 2 - зубчатые венцы; 3 - механизм включения; 4 - корпус дифференциала

 

Повышенное внутреннее трение создается в дифференциалах с коническими или цилиндрическими зубчатыми колесами. В дифференциале с коническими зубчатыми колесами это достигается введением фрикционных элементов (рис.6.3). В этих конструкциях крестовина заменяется двумя осями сателлитов, которые имеют независимые осевые перемещения. Концевые цапфы осей 1 сателлитов выполняют в виде кулачков с поверхностями U- образной формы. Фрикционными элементами для дифференциала (рис.6.3, а) служат конические поверхности промежуточных чашек 2, а для дифференциала (рис.6.3, б) - дисковые шайбы трения 6 и 7. При прямолинейном движении автомобиля крутящий момент передается от корпуса дифференциала к осям сателлитов.

А-А

 

а) б)

Рис 6.3. Дифференциалы повышенного трения: а - с фрикционными конусами; б - с фрикционными шайбами

В качестве межколесных дифференциалов на большинстве автомобилей устанавливают конические дифференциалы. Симметричный межколесный дифференциал устанавливается в том случае, если подводимый крутящий момент распределяется поровну. Несимметричный дифференциал устанавливается тогда, когда моменты между мостами распределяются не поровну. В этом случае в качестве межколесных применяются как конические, так и цилиндрические планетарного типа дифференциалы. Межбортовые дифференциалы используются в специальных многоприводных автомобилях. Принудительную блокировку дифференциалов используют для повышения проходимости. При этом блокировка осуществляется обычно с места водителя электропневматическим приводом. Самоблокирующие межколесные или межосевые дифференциалы устанавливают также для повышения проходимости легковых и грузовых автомобилей.