Задний дифференциал что это: устройство, виды и принцип работы

10.07.2019 alexxlab 0
Categories : Разное

Содержание

устройство, виды и принцип работы

Дифференциал – это механизм трансмиссии, распределяющий подводимый к нему крутящий момент между приводными валами и позволяющий колесам вращаться с разными угловыми скоростями. Особенно это заметно, когда машина проходит поворот. Дифференциал обеспечивает безопасное и комфортное вождение на сухой дороге с твердым покрытием. Однако если автомобиль покинет ее пределы и продолжит двигаться по пересеченной местности, а также в случае гололеда (и других тяжелых погодных условий) этот механизм может лишить автомобиль возможности передвигаться. О том, что такое дифференциал, как он устроен, в чем его вред для внедорожников и как с этим бороться – пойдет речь ниже.

Дифференциал как часть трансмиссии

Дифференциал в автомобиле  —  это механизм, распределяющий крутящий момент карданного вала трансмиссии между ведущими колесами передней или задней оси (в зависимости от типа привода), позволяя каждому из них вращаться без пробуксовки. В этом заключается основное назначение дифференциала.

межколёсный дифференциалВедуший мост с дифференциалом в разрезе

При прямолинейном движении, когда колеса нагружены одинаково и имеют равную угловую скорость вращения – механизм работает в качестве передаточного звена. Если условия движения изменяются (поворот, пробуксовка) – нагрузка становится неравномерной. У полуосей появляется необходимость вращаться с разными скоростями, и, как следствие, становится необходимым распределить полученный крутящий момент между ними  в определенном соотношении. Тогда узел выполняет вторую важную функцию: обеспечение безопасного маневрирования автомобиля.

Схема расположения дифференциала зависит от типа привода автомобиля:

  1. Передний привод – картер коробки передач.
  2. Задний привод – корпус ведущего моста.
  3. Полный привод – корпусы переднего и заднего мостов (для передачи крутящего момента ведущим колесам) или раздаточная коробка (для передачи крутящего момента ведущим мостам).

Дифференциал на автомобилях появился не сразу. Конструкторы первых «самодвижущихся экипажей» были очень озадачены плохой маневренностью своих изобретений. Вращение колёс с одинаковой угловой скоростью во время прохождения поворота приводило к тому, что одно из них начинало буксовать или, наоборот, полностью теряло контакт с дорогой. Инженеры вспомнили, что на ранних прототипах первых автомобилей, снабжаемых паровыми двигателями, было устройство, позволявшее избежать потери управляемости.

Механизм распределения вращающего момента изобрёл француз Онесифор Пеккёр. В устройстве Пеккёра присутствовали валы и шестерни. Через них крутящий момент от мотора поступал к ведущим колёсам. Но даже после применения изобретения Пёккера проблема пробуксовки колёс на поворотах не решилась полностью. Выявились недостатки системы.  Например, одно из колес в какой-то момент терял сцепление с дорогой. Сильнее всего это проявлялось на обледенелых участках.

Пробуксовка в таких условиях часто приводила к  авариям, поэтому конструкторы надолго задумались над тем, как предотвратить занос машины. Решение было найдено Фердинандом Порше. Он стал изобретателем кулачкового механизма, который ограничивал проскальзывание колёс ведущего моста. Немецкое устройство дифференциала нашло применение в автомобилях Volkswagen.

Как устроен дифференциал

Что такое дифференциалЧто такое дифференциалПринципиальная схема дифференциала

Узел работает как планетарный редуктор. Принципиальное устройство дифференциала: шестерни полуосей (5) и сателлитов (4) размещены в чашке (3). Чашка (корпус) жестко соединена с ведомой шестерней (2), которая принимает крутящий момент от ведущей шестерни главной передачи (1). Корпус передает вращение посредством сателлитов полуосям, вращающим ведущие колеса. Разные угловые скорости обеспечиваются благодаря работе сателлитов. Величина крутящего момента остается неизменной.

Применение дифференциалов в зависимости от их видов

Устройства используют для передачи крутящего момента ведущим колесам и ведущим мостам автомобиля .

Грузовики и легковые автомобили всех типов приводов имеют межколесный дифференциал, передающий вращение колесам. Межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между мостами, применяют исключительно в полноприводных машинах.

По типу применяемой зубчатой передачи различают следующие виды механизмов:

  1. конический;
  2. цилиндрический;
  3. червячный.

По количеству зубьев шестерен полуосей:

  1. симметричный;
  2. несимметричный.

Благодаря его свойству пропорционально распределять крутящий момент несимметричный дифференциал с цилиндрической передачей устанавливают между мостами полноприводных автомобилей.

Заднеприводные и переднеприводные автомобили оснащают коническим симметричным дифференциалом.

Червячная передача, являясь самой универсальной, используется во всех типах устройств со всеми приводами.

Схема работы дифференциала

Рассмотрим принцип, по которому работает симметричный межколесный конический дифференциал, распределяющий крутящий момент между колесами в трех различных условиях:

  1. прямолинейное движение;
  2. поворот;
  3. пробуксовка.

При прямолинейном движении

Прямолинейное движение характеризуется равномерным распределением нагрузки между колесами автомобиля. Они имеют одинаковую угловую скорость. Сателлиты, размещенные в корпусе, не вращаются вокруг своих осей. Они передают крутящий момент от ведомой шестерни главной передачи к полуосям через неподвижное зубчатое зацепление.

Работа дифференциалаРабота дифференциалаРабота дифференциала при повороте и прямолинейном движении

При повороте

Когда транспортное средство поворачивает, силы сопротивления и нагрузки распределяются следующим образом:

  • Внутреннее колесо, имеющее меньший радиус от центра поворота, испытывает сопротивление большей силы, чем наружное. Увеличенная нагрузка заставляет его снизить скорость вращения.
  • Наружное колесо, двигаясь по большему радиусу (большей траектории), наоборот, должно увеличить угловую скорость, чтобы автомобиль мог повернуть плавно, без пробуксовки.

Таким образом, колеса должны иметь разные угловые скорости. Замедление вращения полуоси внутреннего колеса приводит сателлиты в движение. Они, в свою очередь, посредством конической зубчатой передачи увеличивают скорость вращения полуоси наружн

Дифференциал. Устройство и виды, назначение.

Дифференциал.

Дифференциа́л (от лат. differentia – разность, различие) — механизм в составе трансмиссий транспортных и (реже) технологических машин по передаче мощности посредством вращения с одновременным делением единого потока мощности

Дифференциа́л — в общем случае есть механизм по передаче мощности вращением, позволяющий без каких-либо пробуксовок и потерь КПД складывать два независимых по своим угловым скоростям входящих потока мощности в один исходящий, раскладывать один входящий поток мощности на два взаимозависимых по своим угловым скоростям исходящих, а также работать в первом и втором вариантах попеременно. Основное назначение дифференциала в технике — трансмиссии транспортных машин, в которых дифференциал разветвляет поток мощности от двигателя на два между колёсами, осями, гусеницами, воздушными и водными винтами. Прочее использование дифференциалов в технике вообще и в транспортной технике в частности является вторичным и нечастым. Механической основой дифференциала по умолчанию является планетарная передача, как единственная из всех передач вращательного движения, имеющая две степени свободы.

Назначение

Применение дифференциалов в трансмиссиях автомобилей обусловлено необходимостью обеспечить вращение ведущих колёс одной оси с разной частотой. В первую очередь это необходимо в поворотах, но также и при разном диаметре ведущих колёс, что возможно при вынужденной установке шин двух разных типоразмеров или при разности давления в шинах. В случае, если оба колеса имеют жёсткую кинематическую связь, любое рассогласование частот вращения по вышеупомянутым причинам приводит к возникновению так называемой паразитной циркуляции мощности. Это безусловно вредное явление вызывает проскальзывание колеса с меньшей силой сцепления относительно поверхности дороги, дестабилизирует движение автомобиля по дуге, нагружает трансмиссию и двигатель, повышает расход топлива и проявляется тем сильнее, чем меньше радиус поворота и выше силы сцепления, действующие на колёса. Дифференциал, установленный в разрез валов привода колёс одной оси, позволяет разорвать жёсткую кинематическую связь между колёсами и устранить паразитную циркуляцию мощности, не потеряв при этом возможностей по передаче мощности на каждое колесо с КПД близким к 100%. Подобный дифференциал называется «межколёсным», а данная область применения является основной для дифференциалов вообще, так как межколёсный дифференциал присутствует в приводе ведущих колёс всех легковых, грузовых и абсолютно подавляющей части 
внедорожных, спортивных и гоночных автомобилей.

Помимо привода ведущих колёс автомобиля дифференциалы также применяются:

  • В приводе двух и более постоянно ведущих осей от одного двигателя (так называемый «межосевой» дифференциал).
  • В приводе соосных воздушных и водных винтов противоположного вращения (в качестве дифференциала и редуктора одновременно).
  • В дифференциальных механизмах поворота гусеничных машин (в связке из одного-двух-трёх дифференциалов с разными принципами совместной работы).
  • При сложении передаваемой вращением мощности от двух двигателей с произвольными частотами вращения на один общий вал.

При повороте автомобиля, все его колеса проходят разный по длине путь, и если между двумя ведущими колесами существует жесткая связь, они начнут проскальзывать. Скольжение колес при повороте приводит к повышенному расходу топлива, износу шин, нарушению устойчивости и т. п.

Дифференциал позволяет ведомым валам вращаться с разными угловыми скоростями и выполняет функции распределения подводимого к нему крутящего момента между колесами или ведущими мостами. Дифференциалы бывают межколесными и межосевыми (в случае установки между несколькими ведущими мостами).

Впервые дифференциал был применен в 1897г. на паровом автомобиле. В настоящее время все автомобили имеют межколесные дифференциалы на ведущих мостах. Наиболее распространенным является конический симметричный дифференциал, включающий в себя: корпус, сателлиты, ось сателлитов (или крестовину) и полуосевые шестерни. Обычно число сателлитов в дифференциалах легковых автомобилей — два, грузовых и внедорожных — четыре.

Симметричный дифференциал получил свое название за способность распределять подводимый момент поровну при любом соотношении угловых скоростей, соединенных с ним валов. Применение такого дифференциала в качестве межколесного, обеспечивает устойчивость при прямолинейном движении, а также при торможении двигателем на скользкой дороге.

Существенным недостатком обычного дифференциала является снижение проходимости автомобиля, если одно из его колес попадает в условия малого сцепления с опорной поверхностью. При этом на колесо, находящееся в нормальных сцепных условиях, нельзя подвести крутящий момент, превышающий тот, который может быть реализован на колесе, находящемся в условиях малого сцепления (это приводит к пробуксовке колеса). Для преодоления этого недостатка в некоторых конструкциях используются Дифференциалы полноприводных автомобилей различных конструкций.

Самоблокирующиеся дифференциалы могут выполняться следующим образом:

1) с электронной блокировкой;

2) с дисковым дифференциалом;

3) с вязкостной муфтой.

Управление системой осуществляется как механически водителем, так и с помощью специальных блоков управления, которые учитывают угловые скорости колес и разность крутящего момента на переднем и заднем приводе. Полностью автоматические системы позволяют экономить топливо, обеспечивают улучшение проходимости автомобиля, облегчая его управление на высокой скорости и лучше реализуют мощность мотора.

Сегодня подобные системы самоблокирующихся дифференциалов зарекомендовали себя с наилучшей стороны, они отличаются прочностью, надежностью и долговечностью, не требуя в процессе эксплуатации какого-либо сложного обслуживания и ремонта.

Дифференциал Торсена

Червячный дифференциал Торсена — это конструкция, которая отличается чувствительностью к показателям крутящего момента. По сути, это планетарный редуктор, внутри которого располагаются многочисленным ведомые и ведущие червячные шестерни. Отличительной особенностью такой конструкции является свойство червяных шестерён вращать другие валы, при этом оставаясь полностью неподвижными.

Такие конструкции получились надежными, долговечными, функциональными и способными выдерживать существенные нагрузки в процессе эксплуатации автомобиля. Сегодня эти системы устанавливаются на полноприводные седаны и универсалы, лёгкие кроссоверы и тяжёлые внедорожники. Рассматривать дифференциал Торсена как полноценную блокировку дифференциала всё же не следует, однако такая система существенно улучшает управляемость, позволяя эффективно перебрасывать крутящий момент между осями и отдельными колёсами на автомобиле.

где он и зачем нужен?

Здравствуйте друзья читатели! Поговорим о механизме, который есть и будет на каждом автомобиле – дифференциал. Что такое дифференциал в автомобиле и зачем нужен? Дифференциал нужен для оптимального распределения крутящего момента при поворотах и маневрировании, когда колеса начинают крутиться с разными угловыми скоростями.

Дифференциал, как я думаю о нем, должен писаться с большой буквы. Он являет собой самый первый сложный шестеренчатый механизм, изобретенный на заре автомобилестроения. Поняв его и испытав восторг от человеческого гения, который смог так просто решить важную проблему, ты убедишься что сути-то он прост как пять копеек, а какую задачу решил!

О нем особо никто теперь не думает, он есть — да и есть, и должен быть всегда. Привыкли. А ведь без него нет ни одного автомобиля. Это важнейший элемент трансмиссии!

Где расположен дифференциал:

  • на заднеприводном автомобиле в картере моста, и совмещен с шестерней главной передачи;
  • на переднеприводном, тоже совмещен с главной передачей и как правило в одном картере с коробкой передач;
  • на полноприводных автомобилях они присутствуют и в переди, и сзади, и совмещены с главными передачами;
  • так же, в полноприводных автомобилях внедорожниках и кроссоверах, для оптимального распределение крутящего момента на все колеса, добавляется третий дифференциал и устанавливается между осями в раздаточной коробке.

Те дифференциалы, которые работают на ведущих колесах называют межколесными, а дифференциалы, распределяющие моменты между осями автомобиля – межосевыми.

Принцип работы дифференциала построен на идее планетарного редуктора. В зависимости от использования вида шестерен, дифференциалы бывают следующих видов: цилиндрические, конические, червячные.

Дифференциал конический, как правило применяют в межколесных дифференциалах. Цилиндрический распространен, ввиду его конструктивной простоте, в межосевых дифференциалах. Червячный признан как универсальный и самый тихий в работе, хотя самый сложный в изготовлении, применяется и в межколесных и в межосевых.

Устройство дифференциала автомобиля

Рассмотрим устройство дифференциала автомобиля. Все дифференциалы имеют один и тот же принцип – принцип планетарного редуктора. То есть имеют полуосевые шестерни и бегущие по ним, шестерни – сателлиты.

Корпус (чашка дифференциала) принимает крутящий момент от шестерни главной передачи, чарез оси сателлитов и сами шестерни-сателлиты и передает на полуосевые шестерни.

Сателлитов может быть два или четыре в коническом дифференциале, это зависит от мощности автомобиля.

В конических и червячных дифференциалах из ровно в два раза больше, это связано с конструктивной особенности такого типа дифференциалов. Пары сателитов распределяется каждый на свою полуосевую шестерню.

Полуосевые шестерни, в планетарке их еще называют светлым название «солнечные шестерни», передают уже крутящий момент на колеса. Левые и правые полуосевые шестерни могут иметь разное количество зубьев, такие дифференциалы называют несимметричные. Нессиметричные дифференциалы, соответственно, имеют и пары сателлитов с разным количеством зубов (рассмотрите внимательно конический дифференциал на чертеже выше).

Несмотря на ассиметричность, дифференциалы работают так же как и симметричные, и та или иная идея конструкторов по компоновке этих механизмов обусловлена лишь соображениями компактности и конструктивной необходимости.

Работа дифференциала

Работа межколесного дифференциала характеризуюется тремя режимами:

  1. движение по прямой;
  2. работа в поворотах;
  3. в условиях скользкой дороги.

При движении прямо, силы распределяются поровну на каждое колесо, крутящий момент через корпус передается на сателлиты. Сателлиты не вращаются на своих осях, соответственно полуоси вращаются с равными угловыми скоростями.

В повороте же начинает работать дифференциал, то есть выполнять работу, для которой он и был создан. Внутренне колесо начинает бежать по меньшему радиусу, а внешнее по большому, угловые скорости на полуосевых шестернях начинают меняться. Сателлиты начинают вращаться вокруг своих осей, которые увеличивают скорость внешней шестерни полуоси, бегущего по внешнему радиусу колеса и уменьшать угловую скорость внутренней шестерни, полуось и колесо, бегущего по внутреннему радиусу.

Суммы частот вращения полуосевых шестерен всегда соответствуют частоте вращения ведомой шестерни главной передачи. Поэтому при повороте тяга на колеса всегда одинаковая и никогда не происходит пробуксовки внутреннего колеса, при условии равного сцепления колес с дорогой.

Если же автомобиль попадает в условия скользкой дороги, то колесо у которого меньшее сцепление начинает пробуксовавать, вращаться быстрее, а то колесо у которого сцепление с дорогой больше, просто перестает вращаться и по сути дела автомобиль просто будет стоять на месте с одним вращающемся колесом. Это тот минус дифференциала, который обусловлен его конструкцией.

Бороться с таким явление можно, и конструкторы придумали блокировку дифференциала. Но об этом в другой статье.

https://www.youtube.com/watch?v=KPSig_W0FE0

Спасибо за внимание! Переходите в другую статью, там наверняка вы найдете много для себя полезного. И поделитесь с друзьями в соц.сетях.

Что такое дифференциал, для чего он нужен, и как устроен

Дифференциал как автомобильный механизм скоро отметит двухвековой юбилей, однако его конструкция за эти долгие годы хоть и совершенствовалась, но сохранила ключевые особенности. Что же такое дифференциал, и какую роль он выполняет в автомобиле?

1. Что такое дифференциал?

Дифференциал в автомобиле – это механизм, который позволяет передавать мощность и, следовательно, вращение от коробки передач к колесам, разделяя поток этой мощности на два, для каждого из колес одной оси, с возможностью изменять соотношение передаваемой к ним мощности, и, следовательно, позволяя колесам вращаться с разной скоростью. Проще говоря, дифференциал разделяет 100% мощности, передаваемой коробкой передач, на два потока для каждого из колес на одной оси, и эти потоки могут перераспределяться в зависимости от условий движений от 50:50 до 100:0.

2. Для чего нужен дифференциал?

Основное предназначение дифференциала – обеспечить возможность вращения колес на одной оси с разной скоростью с сохранением неразрывного потока крутящего момента. Для автомобиля это важно прежде всего в поворотах: ведь при движении по дуге колеса на внешней стороне поворота проходят больший путь, чем колеса на внутренней, а значит, должны вращаться с большей скоростью для сохранения стабильности машины.

Если же колеса на оси будут соединены жестко, то внутреннее колесо в повороте будет пробуксовывать. Для заднеприводного автомобиля это повышает риск заноса, а для переднеприводного радикально ухудшает управляемость и контроль автомобиля в повороте. Таким образом, обеспечение свободного и независимого вращения колес на одной оси с сохранением постоянства передачи на них крутящего момента от двигателя было одной из принципиальных задач с момента создания автомобиля – и это задача была успешно решена.

3. Как устроен дифференциал?

Дифференциал являет собой частный случай планетарной передачи. Физически он обычно представляет собой набор из четырех шестерней, вращение к которым передается пятой – ведомой шестерней главной передачи, объединенной с корпусом дифференциала, выполняющим роль водила. Главная передача – это набор из двух шестерней: ведущая получает вращение от КПП и передает его ведомой. Ведомая же шестерня главной передачи передает вращение через корпус на шестерни-сателлиты, а они, в свою очередь, находятся в зацеплении с солнечными шестернями, жестко закрепленными на приводных полуосях колес.

Когда автомобиль движется по прямой, шестерни-сателлиты неподвижны, и скорость вращения шестерни главной передачи равна скоростям вращения солнечных шестерней: колеса вращаются с одинаковой скоростью. В повороте же шестерни-сателлиты начинают вращаться, обеспечивая разницу скоростей солнечных шестерней и, следовательно, колес на внешней и внутренней стороне поворота.

4. Каковы недостатки дифференциала?

Главным недостатком дифференциала одновременно является его главное преимущество – возможность передавать до 100% мощности на одно из колес. Исходя из этого, в условиях, когда одно колесо имеет недостаточное сцепление с поверхностью, основная часть мощности будет передаваться именно на него. Таким образом, порой даже имея одно колесо на поверхности с достаточным сцеплением, автомобиль не может тронуться с места.

Для устранения этой проблемы были разработаны разнообразные конструкции – дифференциалы с повышенным внутренним сопротивлением (так называемые самоблоки) и дифференциалы с принудительной блокировкой, ручной или автоматизированной. В зависимости от конструкции и назначения они могут как изменять перераспределение потока мощности в пользу колеса с хорошим сцеплением с поверхностью, так и полностью замыкать дифференциал, заставляя колеса на оси вращаться с одинаковой скоростью. Разные типы таких дифференциалов мы рассмотрим в отдельных материалах.

Принцип работы дифференциала и его устройство

Автоликбез28 января 2018

Крутящий момент, создаваемый двигателем внутреннего сгорания, передается колесам с помощью различных механизмов – валов, шлицевых и шестеренчатых передач, дифференциалов. Последние вызывают наибольший интерес у любителей экстремальной езды по бездорожью, поскольку принимают участие в распределении мощности. Многие автолюбители слабо представляют работу данного узла, поэтому стоит рассмотреть вопрос, что такое дифференциал в автомобиле, объяснить его устройство и принцип действия.

Дифференциал

Назначение механизма

Чтобы понять роль дифференциала, применяющегося в транспортных средствах всех типов, нужно рассмотреть конструкцию обычного планетарного редуктора, передающего усилие от карданного вала двум полуосям. Алгоритм работы агрегата прост:

  1. Кардан вращает хвостовик с косозубой шестеренкой на конце.
  2. От хвостовика крутится большая планетарная шестерня, соединенная с двумя полуосями.
  3. Крутящий момент передается от планетарной шестерни полуосям и закрепленным на концах колесам.

Без дифференциала редуктор поровну распределяет крутящий момент на 2 оси, в результате колеса вертятся с одинаковой скоростью. Такое разделение вполне годится для прямолинейного движения, которое в реальности встречается довольно редко – даже при езде по ровным участкам трассы автомобиль отклоняется от прямой линии.

Чтобы машина идеально прошла поворот, колеса одного моста должны вращаться с разными скоростями, поскольку внешнее катится по более широкой дуге. Простой редуктор, обеспечивающий одинаковое вращение обеих полуосей, на повороте заставит одну шину скользить, вторую – буксовать, что заметно ухудшает маневренность авто.

Справка. Проблема весьма актуальна для внедорожников с постоянным полным приводом. В данном случае крутящий момент делится не только между колесами, но и между осями, вращающими редукторы переднего и заднего моста.

Совмещенный с планетарным редуктором дифференциал нужен для изменения угловых скоростей правого и левого колеса в зависимости от крутизны поворота. Механизм автоматически распределяет крутящий момент на полуоси, позволяя колесным покрышкам совершать разное число оборотов при движении автомобиля по дуге. Без дифференциала нормальная эксплуатация транспортного средства невозможна по таким причинам:

  • недостаточная управляемость;
  • быстрое истирание шин;
  • ускоренный износ деталей редуктора, валов и полуосей.

Как работает свободный дифференциал?

Механизмами данного типа оснащается подавляющее большинство машин с приводом на переднюю либо заднюю ось. В первом случае узел размещается внутри коробки передач, во втором является частью планетарного редуктора заднего моста.

Конструкция планетарной передачи подразумевает использование шестеренок конической формы. Существуют и другие разновидности автомобильных редукторов – цилиндрические, конусно-цилиндрические и червячные.

Устройство дифференциала свободного типа предусматривает совмещение с главной передачей. Механизм заднего моста включает следующие детали:

  • хвостовик с конической ведущей шестерней, соединенный с карданным валом;
  • ведомая планетарная шестеренка;
  • корпус ведомой шестерни оборудован двумя проушинами, куда вставляются оси сателлитов;
  • сателлитные шестеренки конической формы;
  • ведомые шестерни полуосей;
  • подшипники;
  • корпус редуктора.

Устройство свободного дифференциалаВ легковых авто устанавливается 2 сателлита, на грузовиках – четыре.

Изучить принцип работы свободного дифференциала предлагается на примере:

  1. Пока машина едет прямо, колеса крутятся с одинаковой скоростью. Хвостовик вращает «планетарку» вместе с закрепленными на ней сателлитами, причем последние остаются неподвижными и передают равный крутящий момент обеим осям за счет давления на зубья.
  2. Автомобиль входит в поворот. Крутящиеся вместе с большой шестерней сателлиты начинают вращаться вокруг собственной оси, причем в разные стороны.
  3. Мощность на валу делится не пополам, а в зависимости от крутизны дуги. Благодаря комбинированному вращению сателлитов полуоси и колеса совершают разное число оборотов, машина успешно преодолевает поворот без проскальзывания и пробуксовки резины.

Дифференциал получил название свободного, поскольку передает больший крутящий момент на колесо, которое вращается легче. Понятно, что на повороте шина внутри дуги сопротивляется вращению, поэтому дифференциал отдает больше мощности другой оси – противоположное колесо крутится быстрее.

Примечание. Полноприводные авто и внедорожники оснащаются тремя дифференциальными разделителями мощности – межосевым (ставится в раздаточной коробке) и двумя межколесными.

Свободный механизм решает главную проблему, но создает побочную. Когда одна покрышка начинает контактировать со скользким покрытием – льдом, укатанным снегом, грязью, начинается пробуксовка. Причина – дифференциальный механизм, отдающий максимум мощности в сторону наименьшего сопротивления. Для предотвращения подобных ситуаций на многих автомобилях задействована временная блокировка дифференциала.

Разновидности механизмов

Чтобы избавиться от пробуксовок на скользком дорожном покрытии либо в условиях бездорожья, производители комплектуют транспортные средства дифференциальными устройствами следующих конструкций:

  • механизм свободного типа с принудительной блокировкой от привода;
  • частично блокирующийся дифференциал повышенного сопротивления;
  • самоблокирующаяся червячная передача типа Torsen.

В первом варианте применяется рассмотренный выше шестеренчатый узел, дополнительно оснащенный блокировочным устройством. Система функционирует просто: в случае необходимости водитель активирует привод, фиксирующий сателлиты в неподвижном состоянии. Крутящий момент начинает делиться ровно пополам, оси вращаются с одинаковой скоростью и транспортное средство успешно преодолевает проблемное место.

Механизм с принудительной блокировкойПринудительная блокировка межосевого дифференциала включается с помощью различных приводов:

  • механический – от рычага раздаточной коробки;
  • электрический;
  • пневматический;
  • гидравлический.

Аналогичные приводные элементы применяются для остановки и удержания сателлитов переднего либо заднего моста.

Автомобили дорогой комплектации производители оснащают антипробуксовочной системой. Она «обманывает» дифференциальное устройство другим способом: по сигналу датчика, фиксирующего быстрое вращение одного колеса, электроника отдает команду его притормозить. Тогда сателлитные шестеренки начинают передавать больше мощности на другую ось и авто прекращает «грестись» на месте.

Устройство повышенного сопротивления

Помимо сателлитов, ведущих и ведомых шестерен, дифференциал повышенного трения включает такие элементы:

  • корпус, жестко прикрепленный к планетарной шестеренке;
  • пакет фрикционных дисков, установленных на каждой полуоси;
  • стальные диски, чьи выступы зафиксированы в корпусе;
  • распорная пружина, вставленная между коническими шестернями полуосей.

Дифференциал повышенного тренияСтальные и фрикционные диски (похожие применяются в сцеплении) установлены поочередно, первые вращаются вместе с корпусом, вторые – с осями. Конусообразная шестеренка надета на шлицы оси и способна смещаться на определенное расстояние. Пружина поддавливает 2 противоположных осевых шестерни.

Частичная блокировка дифференциала происходит следующим образом:

  1. На прямолинейном сухом участке дороги сателлиты неподвижны, а диски вращаются друг относительно друга.
  2. При попадании одной шины на скользкий участок начинается пробуксовка. Благодаря конусной форме зубьев шестеренки со стороны остановившегося колеса начнут взаимно отталкиваться.
  3. Шестерня полуоси сдвинется и сожмет пакет дисков. Возникнет сила трения, заставляющая ось вращаться вместе с корпусом напрямую от «планетарки» в обход сателлитов.

Подобное устройство самостоятельно регулирует степень блокировки – чем медленнее крутится покрышка с хорошим сцеплением, тем сильнее сжимаются диски и подается больше крутящего момента.

Самоблокирующиеся передачи Torsen

Принцип работы данных механизмов базируется на одной особенности червячной пары: шестеренка способна передавать вращение сателлиту, но обратное действие невозможно. Все шестерни, включая сателлитные, сделаны в виде цилиндров с косыми дугообразными зубьями. Всего в механизме применяется 3 пары червячных сателлитов, установленных вокруг шестеренок полуосей.

Самоблокирующаяся передача TorsenСамоблокирующийся дифференциал работает так:

  1. Во время прямолинейного движения червячные сателлиты ведут себя аналогично конусным – не крутятся сами, но вращают оси от главной передачи.
  2. На повороте число оборотов одной полуоси вырастет и она придаст вращение парам сателлитов – мощность начнет распределяться по-разному.
  3. Поскольку каждая пара сателлитов связана между собой прямозубой передачей, пробуксовка одного колеса исключается. Ось способна крутить свой сателлит, тот вращает соседний, который уже не может поворачивать вторую полуось. Механизм блокируется автоматически.

Устройство Torsen – самое надежное и передовое, но слишком дорогое, поэтому ставится на машины максимальной комплектации. В остальных применяются более доступные механизмы повышенного трения.

В среде любителей экстремальной езды по бездорожью известен простейший способ избежать пробуксовок – блокировка заднего дифференциала с помощью сварки. Сателлиты намертво привариваются к осям и всегда находятся в неподвижном состоянии. Правда, подобные автомобили предназначены только для езды по грунту и снегу – эксплуатировать их на твердом покрытии чересчур неудобно и дорого.

Как работают разные типы дифференциалов

Что необходимо знать о дифференциалах и об их различиях в работе.

Прежде чем приступить к рассмотрению дифференциалов, их типов и нюансах работы, сначала мы с вами обратимся к теории. Для чего вообще нужен дифференциал на современных автомобилях и какой принцип его работы?

Дифференциал, как говорит теория, это механическое устройство с особым видом планетарной зубчатой передачи, разделяющий момент входного вала (в нашем случае карданного вала) между выходными валами (полуосями) автомобиля, передающий, момент силы с карданного вала на задние полуоси в заднеприводном варианте или непосредственно от двигателя сразу на полуоси в переднеприводном автомобиле так (дифференциал в FWD расположен в КПП), что угловые скорости вращения этих полуосей могут быть разными по отношению друг к другу и колеса автомобиля проходят разный путь (например в повороте). Опять же, все из теории, во время прохождения поворота колеса автомобиля проходят по различным траекториям, а именно, по внутренней и внешней, отсюда соответственно получается, что колесо вращающееся по внешнему радиусу проделывает (пробегает) больший путь чем то колесо, которое вращается по внутреннему радиусу, а значит, что и скорость такого вращения колес будет разная, т.е. скорость колеса вращающегося (пробегающего) по внутреннему радиусу должна быть меньше той скорости колеса, которое вращается по внешнему радиусу.

 

Смотрите также: Что нужно знать прежде чем ездить по бездорожью

 

В этом как-раз непосредственно и заключается главная задача дифференциала, т.е. правильно распределять скорости вращения валов на выходе и соответственно самих колес.

 

Предназначение дифференциала автомобилей:

— позволяет ведущим колёсам вращаться с разными угловыми скоростями;

— неразрывно передаёт крутящий момент от двигателя на ведущие колёса.

 

Основная проблема, появившаяся на заре автомобильной эры, была решена с помощью применения дифференциала, теперь повороты машине можно проходить более безопасно и без пробуксовки колес, а отсюда соответственно и без чрезмерной нагрузки на трансмиссию, на шины и на сами подшипники колес. Но зато появилось другое неудобство.

Простейший дифференциал имеет одну яркую «особенность», благодаря которой он категорически не подходит для сложных, экстремальных дорожных ситуаций.

 

Когда у ведущих колес 100% сцепление с дорогой, то все будет идти хорошо и дифференциал будет исполнять свою функцию просто идеально, но стоит одному из колес попасть в ситуацию когда оно (шина) потеряет сцепление с дорогой, или попадет на другой тип грунта или на лед, то начнет вращаться именно то колесо, которое потеряло сцепление, а противоположенное стоящее на более цепком грунте просто останется неподвижным.

 

Смотрите также: Избыточная поворачиваемость и недостаточная поворачиваемость

 

Не вдаваясь в сами нюансы работы механизма можно просто констатировать факт, что дифференциал не меняет свой крутящий момент, он просто перераспределяет мощность между колесами и такая мощность будет всегда больше на том именно колесе, которое вращается быстрее. При пробуксовке колеса сопротивление его и крутящего момента будет минимальным, а значит чрезвычайно малым будет и крутящий момент передающийся с самого двигателя непосредственно на колесо, а значит и на противоположенном колесе этот крутящий момент будет ему соответствовать, то есть он будет минимальным.

 

Особенно видны и очень заметны недостатки этого классического дифференциала на спортивных автомобилях с большой мощностью, а также и на полноприводных машинах, которые рассчитаны на езду по бездорожью.

 

В этой связи инженеры и автопроизводители большинства автокомпаний начали искать новое решение с этой проблемой. Появилось большое количество (различных видов устройств) дифференциалов. Основные виды таковых нам и хотелось бы освятить в данной статье. А также нам хотелось бы рассказать своим читателям и об основных преимуществах и конкретных недостатках тех или иных видов этих устройств, и еще, на каких современных автомобилях можно сегодня встретить тот или иной тип дифференциалов.

 

Свободный дифференциал (Open Differential).

Суть его работы.

Разделяет крутящий момент двигателя на две оси, каждая из которых способна вращаться с различной скоростью.

 

Недостатки.

При потери сцепления колеса с дорогой крутящий момент на противоположном колесе тоже снижается (падает). В худшем варианте, у застрявшего автомобиля одно колесо будет свободно вращается, в то время, как противоположенное с лучшим сцеплением не сможет просто передать поверхности (дороге) достаточно крутящего момента, чтобы сдвинуть автомобиль с места.

 

Современные системы управления тягой компенсируют это, путем применения тормозов к потерявшему сцепление колесу. Но данный подход к проблеме помогает лишь отчасти, более сложный дифференциал, как правило действует быстрее и он более эффективен, чем тот же стандартный тип такого механизма.

 

На каких автомобилях его можно обнаружить.

Устанавливается на большинство автомобилей у которых «отсутствуют претензии» на нехватку большой мощности (они достаточно мощные), или у которых «отсутствуют амбиции» к любому бездорожью (внедорожники), а также на семейные седаны, на кроссоверы, на мини-вэны, на малолитражные машины, и т.д.

 

Блокируемый дифференциал (Locking Differential).

Как он работает.

При заблокированном дифференциале колеса машины будут постоянно вращаться с равными скоростями. В песке, в грязи и на снегу заблокированный дифференциал гарантирует, что крутящий момент продолжит поступать на колеса с более высокой тягой.

 

Недостатки.

В незаблокированном виде данный механизм ведет себя точно также, как и свободный дифференциал. Блокировка дифференциала на поверхности с высоким уровнем сцепных свойств, как например, на том же сухом асфальте, затрудняет поворачиваемость автомобиля и может нанести серьезный вред автомобильной трансмиссии.

 

На каких автомобилях его можно обнаружить.

Jeep Wrangler,  Mercedes-Benz G-класса,  Ram 2500 Power Wagon; опционально его можно поставить на большинство полноразмерных джипов и пикапов.

 

Самоблокирующийся дифференциал (Limited-slip Differential). Дифференциал повышенного трения.

Как он работает.

Самоблокирующийся дифференциал совмещает в себе две концепции,- свободную и блокируемую системы дифференциалов. Он способен функционировать большую часть времени как обычный дифференциал, а в нужный момент автоматически блокироваться, т.е. в тот момент, когда происходит проскальзывание одного из колес. Блокировка достигается за счет вязкостной муфты, или фрикционной муфты, или за счет сложной системы гидророторного типа. В военных автомобилях ставятся зубчатые или кулачковые самоблокирующиеся дифференциалы.

 

Недостатки.

Чисто механические дифференциалы повышенного трения являются реактивными. То есть, они не блокируются пока не произошла пробуксовка колеса.

 

На каких автомобилях его можно обнаружить.

Nissan 370Z  со Sport пакетом (с вискомуфтой),  Mazda MX-5 Miata  (clutch-type),  Scion FR-S/Subaru BRZ  (helical gears).

 

Самоблокирующийся дифференциал с электронным управлением (Electronically Controlled Limited-slip Differential).

Как он работает.

Преимущества такого электронного управления в том, что повышается тяга в повороте и степень блокировки дифференциала можно настроить.

 

Например, если компьютер автомобиля определяет, что в повороте у него (автомобиля) избыточная поворачиваемость, то он может сильнее заблокировать дифференциал для того чтобы стабилизировать автомобиль.

 

Недостатки.

Как и в обычном дифференциале ограниченного скольжения его крутящий момент смещен в сторону и колеса более медленно вращающегося.

 

На каких автомобилях его можно обнаружить.

BMW M3  и  M4,  Cadillac ATS-V  и  CTS-V,  Chevrolet Corvette с пакетом Z51,  Ferrari 488GTB.

 

Активный дифференциал (Torque-vectoring Differential).

Как он работает.

Использует дополнительные редуктора, которые подключаются по команде электроники. Электроника собирает информацию со всех датчиков, а именно, о скорости автомобиля, о скорости вращения колес, о включенной передаче, об угле поворота рулевого колеса и о множестве других параметров.

 

Способен дозированно отправлять крутящий момент к каждому из ведущих колес.

 

С активным дифференциалом автомобиль может проходить повороты на больших скоростях.

 

Недостатки.

Системы активного дифференциала тяжелые, достаточно сложные и очень дорогие, они увеличивают расход топлива автомобиля.

 

На каких автомобилях его можно обнаружить.

Audi S4, S5 и S6; BMW X5 M и X6 M; Lexus RC F.

Дифференциал автомобиля — устройство, фото, типы.

Многие покупатели при выборе внедорожника наверняка сталкивались в описании той или иной модели с термином «электронная блокировка дифференциала». Но что это такое, и как работает этот самый дифференциал, знают далеко не все потенциальные владельцы автомобилей этого класса. В нашем сегодняшнем материале мы подробно расскажем, для чего машине дифференциал, каковы его разновидности и на какие автомобили он устанавливается.

На фото самоблокирующиеся дифференциалы

История создания и назначение дифференциала

На автомобилях, оснащенных двигателем внутреннего сгорания, дифференциал появился через несколько лет после их изобретения. Дело в том, что первые экземпляры машин, приводимых в действие двигателем, имели очень плохую управляемость. Оба колеса на одной оси при повороте вращались с одинаковой угловой скоростью, что приводило к пробуксовке колеса, идущего по внешнему, большему, чем внутренний, диаметру. Решение проблемы было найдено просто: конструкторы первых автомобилей с ДВС позаимствовали у паровых повозок дифференциал – механизм, изобретенный в 1828 году французским инженером Оливером Пекке-Ром. Он представлял собой устройство, состоящее из валов и шестерней, через которые крутящий момент от двигателя передается на ведущие колеса. Но после установки на автомобиль дифференциала обнаружилась еще одна проблема – пробуксовка колеса, утратившего сцепление с дорогой.

Обычно это проявлялось, когда автомобиль двигался по дороге, покрытой участками льда. Тогда колесо, попавшее на лед, начинало вращаться с большей скоростью, чем то, которое находилось на грунте или бетоне, что в итоге приводило к заносу автомобиля. Тогда конструкторы задумались об усовершенствовании дифференциала с тем, чтобы при подобных условиях оба колеса вращались с одинаковой скоростью и автомобиль не заносило. Первым, кто проводил эксперименты с созданием дифференциала с ограниченным проскальзыванием, стал Фердинанд Порше.

Фердинанд Порше

Ему понадобилось три года, чтобы разработать, протестировать и выпустить на рынок так называемый кулачковый дифференциал – первый механизм с ограниченным проскальзыванием, который устанавливался на первые модели марки Volkswagen. Впоследствии инженеры разработали различные виды дифференциалов, о которых речь пойдет ниже.

В автомобиле дифференциал выполняет три функции: 1) передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам, 2) задает колесам разные угловые скорости, 3) служит понижающей передачей в сочетании с главной передачей.

Устройство дифференциала

Усовершенствованный автомобильными конструкторами дифференциал устроен в виде планетарной передачи, где крутящий момент от двигателя передается через карданный вал и коническую зубчатую передачу на корпус дифференциала. Тот, в свою очередь, направляет крутящий момент на две шестерни, а уже они распределяют момент между полуосями. Сцепление между шестернями-сателлитами и полуосями имеет две степени свободы, что позволяет им вращаться с разными угловыми скоростями.

Устройство дифференциала.

Таким образом, дифференциал обеспечивает разную скорость вращения колес, расположенных на одной оси, что предотвращает и пробуксовку при повороте. После того, как был изобретен полный привод, у автомобиля появилось два, а впоследствии и три (с межосевым) дифференциала, которые распределяли крутящий момент между ведущими осями.

Уже понятно, что без дифференциала не обходится ни один автомобиль. В передне- и заднеприводных автомобилях он расположен на ведущей оси. Если у автомобиля сдвоенная ведущая ось, то здесь в конструкции трансмиссии применяют два дифференциала — по одному на каждую ось. В полноприводных машинах дифференциалов два (для моделей с подключаемым полным приводом – по одному на каждую ось) или три (для моделей с постоянным полным приводом – по одному на каждую ось, плюс межосевой дифференциал, который распределяет крутящий момент между осями). Кроме количества механизмов, устанавливаемых на автомобили с разными типами приводов, дифференциалы различают по виду блокировки.

Разновидности дифференциалов

По виду блокировки дифференциалы делятся на два – ручная и электронная блокировка. Ручная, как следует из названия, производится водителем вручную при помощи кнопки или тумблера. В этом случае шестерни-сателлиты механизма блокируются, ведущие колеса двигаются с одинаковой скоростью. Обычно ручная блокировка дифференциала предусмотрена на внедорожниках.

Ее рекомендуется включать при преодолении сложного бездорожья и отключать при выезде на обычные дороги.

Электронная или автоматическая блокировка дифференциала осуществляется при помощи электронного блока управления, который, анализируя состояние дорожного покрытия (используется информация с датчиков ABS и антипробуксовочной системы), сам блокирует шестерни-сателлиты.

Задний дифференциал с электронным управлением Range Rover Sport

По степени блокировки это устройство делится на дифференциал с полной блокировкой и дифференциал с частичной блокировкой шестерен-сателлитов.

Полная блокировка дифференциала предполагает 100%-ную остановку вращения шестерен-сателлитов, при которой сам механизм начинает выполнять функцию обычной муфты, передавая равнозначный крутящий момент на обе полуоси. Вследствие этого оба колеса вращаются с одинаковой угловой скоростью. Если же одно из колес теряет сцепление с дорогой, весь крутящий момент передается на колесо с лучшим сцеплением, что позволит преодолеть бездорожье. Такое устройство дифференциала используется на внедорожниках Toyota Land Cruiser, Mercedes-Benz G-Class и других.

Полная блокировка дифференциала

Частичная блокировка дифференциала предполагает неполную остановку вращения шестерен-сателлитов, то есть с проскальзыванием. Достигается такой эффект за счет так называемых самоблокирующихся дифференциалов. В зависимости от того, каким образом срабатывает этот механизм, их делят на два вида: Speed sensitive (функционируют при разнице в угловых скоростях вращения полуосей) и Torque sensitive (функционируют при уменьшении крутящего момента на одной из полуосей). Такое устройство дифференциала используется на внедорожниках Mitsubishi Pajero, Audi с системой полного привода Quattro, BMW с системой X-Drive и так далее.

Дифференциалы, относящиеся к группе Speed sensitive, имеют разную конструкцию. Существует механизм, в котором роль дифференциала играет вискомуфта. Она представляет собой резервуар, расположенный между полуосью и ротором карданного вала, заполненный специальной вязкой жидкостью, в которую, в свою очередь, погружены диски, сочлененные с полуосью и ротором. Когда угловая скорость вращения колес разнится (одно колесо вращается быстрее другого), диски в резервуаре тоже начинают вращаться с разными скоростями, но вязкая жидкость постепенно выравнивает их скорость, и, соответственно, крутящий момент. Как только угловые скорости обоих колес сравняются, вискомуфта отключается. По своим характеристикам вискомуфта менее надежна, чем фрикционный дифференциал, поэтому ее устанавливают на машины, предназначенные для преодоления бездорожья средней степени или спортивные модификации автомобилей.

Еще один механизм дифференциала, относящийся к группе Speed sensitive – героторный дифференциал. Здесь роль блокировки, в отличие от вискомуфты, играет масляный насос и фрикционные пластины, которые монтируются между корпусом дифференциала и шестерней-сателлитом полуосей. Но принцип действия во многом схож с таковым у вискомуфты: при возникновении разницы в угловых скоростях ведущих колес насос нагнетает масло на фрикционные пластины, которые под давлением блокируют корпус дифференциала и шестерню полуоси до тех пор, пока скорости вращения колес не сравняются. Как только это происходит, насос перестает работать и блокировка отключается.

Дифференциалы, относящиеся к группе Torque sensitive, тоже имеют разную конструкцию. К примеру, есть механизм, в котором используется фрикционный дифференциал. Его особенностью является разность угловых скоростей вращения колес при движении автомобиля на прямой и в повороте. При езде по прямой дороге угловая скорость обоих колес одинаковая, а при прохождении поворота ее значение различно для каждого колеса. Это достигается за счет установки между корпусом дифференциала и шестерней-саттелитом фрикциона, который способствует улучшению передачи крутящего момента на колесо, утратившее сцепление с дорогой.

Еще один тип дифференциалов — с гипоидным (червячным или винтовым) и косозубым зацеплением. Их условно делят на три группы.

Первая – с гипоидным зацеплением, в которой у каждой полуоси есть собственные шестерни-сателлиты. Они объединятся между собой при помощи прямозубого зацепления, причем ось шестерни располагается по отношению к полуоси перпендикулярно. При возникновении разницы в угловых скоростях ведущих колес, шестерни полуосей расклиниваются, образуется трение между корпусом дифференциала и шестернями. Происходит частичная блокировка дифференциала и крутящий момент передается на ту ось, угловая скорость вращения которой меньше. Как только угловые скорости колес выровняются, происходит деактивация блокировки.

Вторая – с косозубым зацеплением, в которой у каждой полуоси также есть свои шестерни-сателлиты (они винтовые), но их оси располагаются параллельно полуосям. А объединяются эти агрегаты между собой при помощи косозубого зацепления. Сателлиты в этой механизме установлены в специальных нишах на корпусе дифференциала. Когда угловая скорость вращения колес различается, происходит расклинивание шестерен, и они, сопрягаясь с шестернями в нишах корпуса дифференциала, частично блокируют его. При этом крутящий момент направляется на ту полуось, скорость вращения которой меньше.

Третья – с косозубыми шестернями полуосей и винтовыми шестернями сателлитов, которые располагаются параллельно друг другу. Такой тип используется в конструкции межосевого дифференциала. Благодаря планетарной конструкции дифференциала, имеется возможность посредством частичной блокировки смещать крутящий момент на ту ось, угловая скорость вращения колес которой меньше. Диапазон такого смещения весьма широк – от 65/35 до 35/65. При установлении равнозначной угловой скорости вращения колес передней и задней оси дифференциал разблокируется.

Эти группы дифференциалов получили самое широкое применение в автомобилестроении: их устанавливают как на «гражданские» модели, так и на спортивные.

Понимание и диагностика шума заднего дифференциала

«Задний дифференциал играет очень большую роль в рабочем узле легкового, грузового или полуавтомобиля. Все мы знаем, что автомобиль работает за счет движения поршня двигателя, который приводится в действие за счет сгорания топлива. Но как именно движение поршня или коленчатого вала преобразуется во вращательное движение колес? Давайте посмотрим на магию заднего дифференциала и проблемы, возникающие из-за шума заднего дифференциала. «

Rear differential noise is a usual indication of a lubrication or gear alignment problem. Какова цель заднего дифференциала?

Дифференциал — это последний концевой механизм, который позволяет создавать крутящий момент в коленчатом валу перед его распределением через трансмиссию на ведущий вал, а затем на колеса.Эта часть служит для передачи мощности двигателя на колеса, а также позволяет им иметь разные скорости вращения. Именно эта цель и является причиной названия «дифференциал», потому что он может распределять различные скорости на колеса, особенно во время поворота.

Пара ведущих колес в транспортном средстве не вращается с одинаковой скоростью во время поворота. В таких ситуациях колесо на поворотной стороне (внутреннее колесо) вращается медленнее, чем его аналог (внешнее колесо). Это стало возможным с помощью боковых шестерен заднего дифференциала и крестовин.Проще говоря, этот механизм определяет скорость и частоту поворота оси и колес по отношению к повороту приводного вала. Это часто называют соотношением кольца и шестерни. Если, например, у вас заднее передаточное число 3,73: 1, это просто означает, что ведущий вал (который соединен непосредственно с ведущей шестерней) будет вращаться 3,73 раза, чтобы колеса повернули одно на полный оборот.

Что делает задний дифференциал?

Differential Дифференциал дозирует мощность на два колеса с точными пропорциями и скоростью, чтобы обеспечить максимальную устойчивость и минимизировать нагрузку на трансмиссию, компоненты дифференциала и шины.Два колеса на ведущей оси без дифференциала посередине привели бы к тому, что оба колеса всегда получали одинаковую мощность. Однако наличие дифференциала позволяет каждому колесу действовать индивидуально.

Зачем вам это нужно? Что ж, это имеет огромное значение при повороте. Проще говоря, дифференциал позволяет каждому колесу быть независимым от другого, при этом передавая мощность им обоим. Когда одно колесо на бордюре вращается медленнее, механизм будет продолжать вращать другое колесо без скольжения, заедания или рывков.Если бы не было дифференциала, мы бы заблокировали колеса на одной скорости в повороте. Это затруднило бы поворот и с большой вероятностью потеряло бы контроль.

Помимо поворота, трансмиссия могла вызвать другие проблемы, поскольку она подвергалась бы воздействию высоких сил. Что может случиться, так это то, что одной шине нужно будет зацепиться и проскользнуть, чтобы поддерживать ту же скорость, что и другая, что приведет к передаче силы через ось на все ее компоненты, что приведет к огромной нагрузке на компоненты оси и шины, что приводит к к преждевременному износу.

Каковы симптомы неисправного заднего дифференциала?

Задние дифференциалы выдают заметные симптомы при их износе или повреждениях. Обычно, когда ваш дифференциал выходит из строя, вы можете столкнуться с одним из следующего:

  • Трудности в управлении
    Поскольку дифференциал — это элемент, который помогает вашему автомобилю в повороте, как только он начинает изнашиваться, точность не является чем-то важным на твоей стороне больше. Колеса не смогут регулировать свою скорость, что делает управление автомобилем непредсказуемым и может привести к аварии.Было бы желательно передать вашу машину механику, как только вы почувствуете проблему с управлением.
  • Повреждение шины
    При прохождении поворотов колеса и шины, движущиеся с одинаковой скоростью, приведут к преждевременному износу внутренних шин или даже повреждению, поскольку скорость будет значительно выше, чем та, на которую рассчитана внутренняя резьба.
  • Вибрация
    Значительный износ карданных шарниров дифференциала приводит к вибрации приводного вала.Эта вибрация может усиливаться при ускорении автомобиля и может привести к еще более сильным вибрациям при появлении дифференциальной утечки жидкости. Это ранние признаки того, что дифференциал нуждается в проверке как можно скорее.
  • Воющие шумы
    Это наиболее распространенные шумы, возникающие из-за недостаточной смазки внутренних компонентов дифференциала. Этот недостаток смазки может появиться, например, из-за утечки жидкости и неизбежно приведет к появлению воющего шума, когда это произойдет.
  • Шлифование шестерен
    Услышав увеличение уровня гудящих шумов или шлифования шестерен, можно почти наверняка узнать, что у вас изношенный дифференциал. Обычно гудение становится громче при ускорении. В этом случае лучше всего проверить состояние дифференциала и заменить его, если он в плохом состоянии.

Шум заднего дифференциала Misaligned gears are one of the most common causes of rear differential noise.

Задний дифференциал состоит из множества шестерен с зубьями, переплетенными друг с другом.Эффективность его работы зависит от того, насколько точно эти шестерни расположены и ориентированы относительно друг друга. Если, например, в механизме заканчивается смазка или происходит неправильное расположение шестерен, возникает шум заднего дифференциала. Вой шестерен, шум подшипников и лязг — распространенные шумы заднего дифференциала, которые должны беспокоить владельцев транспортных средств.

Шум заднего дифференциала и шум подшипника ступицы

Поскольку подшипники встроены в каждое колесо, а также в дифференциал, в большинстве случаев очень сложно определить, является ли создаваемый шум шумом заднего дифференциала или подшипником ступицы колеса. шум.
По мере того, как подшипник начинает изнашиваться, трение увеличивается, и металлический материал изнашивается, часто создавая плохой шум, пока наконец он не выйдет из строя. Неисправные подшипники могут издавать свистящий звук или ревущий шум. Часто шум становится громче по мере увеличения скорости или загрузки машины.
Поскольку шум часто проникает сквозь шасси, определить его источник очень сложно. К счастью, есть несколько простых вещей, которые могут помочь отличить шум заднего дифференциала от шума ступичного подшипника.

Шум подшипника ступицы колеса

Самая простая проверка для выявления неисправного ступичного подшипника — это подвесить автомобиль так, чтобы колесо не касалось земли. Затем возьмите колесо и покачивайте им взад и вперед. Ступица, в которой находится подшипник, не должна позволять колесу раскачиваться вперед и назад. Если это так, шансы получить колесный подшипник мешка высоки.

Шум заднего дифференциала

Если подшипник выходит из строя внутри дифференциала, шум практически такой же, как шум, создаваемый вышедшим из строя подшипником колеса, что затрудняет его изоляцию.Единственное различие между шумом подшипника ступицы колеса и шумом заднего дифференциала будет заключаться в том, что шум подшипника ступицы будет изменяться в зависимости от скорости вращения колеса, но обычно не изменяется при изменении нагрузки (ускорения / замедления), в то время как шум от заднего дифференциала будет изменяться вместе с колесом скорость и нагрузка.
Не следует работать с неисправными подшипниками, так как они могут нанести серьезный ущерб другим компонентам, что значительно увеличивает стоимость ремонта.

Дифференциальный шум при ускорении

Дифференциальный шум при ускорении должен вас насторожить.Обычно это случается, когда в различных обстоятельствах шестерня немного перемещается внутри дифференциала или если пятно контакта не было отрегулировано идеально, что приводит к небольшому шуму при зацеплении зубьев. Когда шестерни вращаются, зубья скользят по точкам контакта друг с другом и создают слышимый вами шум.
Продолжение использования автомобиля в таких обстоятельствах приведет к образованию пятна контакта, которое будет продолжать расширяться, в то время как зубы будут испытывать ненормальный износ.

Люди говорят о дифференциальном шуме при ускорении, потому что это наиболее распространенная область, в которой шум возникает при ускорении.
Причина в том, что нагрузка на шестерни затрудняет скольжение зубьев по каждой из них. Это также увеличивает нагрузку на несущие подшипники, что также делает их склонными к выходу из строя (и они тоже становятся очень шумными).
Иногда эта проблема перерастает в шум во время движения накатом.

Интересно, что иногда дифференциальный шум при ускорении появляется не из-за смещения зубцов, а из-за того, что пользователь застрял и заставил машину открепиться. Внутри дифференциала есть небольшая ось и крестовины, которые очень медленно вращаются, когда вы входите в поворот, и одно колесо должно вращаться немного медленнее, чем другое.Если вы застряли и только одно колесо вращается, когда вы пытаетесь открепиться, эти маленькие шестеренки становятся очень горячими.
По своей конструкции они не устанавливаются ни на какие подшипники, а просто окружены смазкой для зубчатых передач. Когда они нагреваются, смазочные свойства зубчатой ​​передачи теряются.

Что происходит, если задний дифференциал выходит из строя во время движения

В зависимости от автомобиля и проблемы с задним дифференциалом, то, что происходит, когда задний дифференциал выходит из строя во время движения, различается по степени серьезности.

Если у вас сломанные зубья шестерни или сильно сколотые зубья, вы испытаете легкий «скачок» мощности или вибрацию, которая увеличивается со скоростью.В зависимости от того, какие зубья затронуты, вы можете испытывать эти вибрации постоянно (если сколотый зуб находится на ведущей шестерне или внешнем кольцевом колесе), при вращении в любом направлении (если сломанный зуб находится на ведущей шестерне, известной как крестовина) или просто при повороте в одну сторону (при наличии сколов зубьев на полуоси).

Если у вас сломано несколько зубов, вы обязательно услышите стук или стук. Зубья шестерни имеют тенденцию ломаться в посадочных местах 2-3, и с каждым сломанным зубом длина скипа и сила зацепления увеличиваются, производя более сильный шум и вибрацию.Этот шум может выглядеть как треск, треск или заедание. Приводам рекомендуется остановиться, чтобы предотвратить возможность потери управления.

Попадание зубьев на одну ведущую шестерню может не испортить полностью ваш дифференциал, и если вовремя поймать, вы сможете медленно добраться до механической мастерской без платформы. Если на кольце или шестерне больше сломанных зубьев, то это уже другое дело. Сломанные зубья на ведущей шестерне могут привести к полной потере мощности при повороте в любом направлении и, в конечном итоге, к точке, когда шестерни больше не входят в зацепление, что приведет к полной остановке автомобиля.

Диагностика шума заднего дифференциала

Существуют различные ситуации, которые могут создавать шум заднего дифференциала. Например, вой шестеренок — верный признак износа. Если вы заметили, что воющий шум возникает только во время замедления, то это хороший показатель того, что предварительный натяг подшипника шестерни ослаб.

Однако вой при ускорении на разных скоростях указывает на то, что шестерни уже изношены или находятся вне совмещения или глубины друг с другом.Если шум заднего дифференциала возникает при разгоне автомобиля только на определенной скорости, это, вероятно, связано с износом шестерен из-за перегрузки и нарушения смазки. Если ваши шестерни были недавно установлены и по-прежнему издают завывающий шум, дважды проверьте его предварительную нагрузку и убедитесь, что зубья выровнены правильно.

Урчание и жужжание на скорости более 20 миль в час, кроме того, могут быть результатом износа подшипников опоры. На автомобилях с осями C-образного зажима шум заднего дифференциала может изменяться на разных поворотах.Как правило, изношенные подшипники шестерни могут создавать жужжащие звуки на разных скоростях, будь то при замедлении и / или ускорении. Если проблема заключается в подшипниках шестерни, они создают больше шума, чем грохота, потому что они вращаются в несколько раз быстрее, чем несущий узел. Регулярный стук каждые несколько футов также может быть признаком поломки ведущей шестерни и / или сколов и повреждений коронной шестерни.

Чрезмерно изношенные подшипники имеют тенденцию издавать воющий шум, когда они не поддерживают должным образом шестерни.С другой стороны, урчание при повороте является признаком неисправности ступичных подшипников. Стук и стук по углам могут быть вызваны недостаточной смазкой для положительного сцепления, поломкой крестовины или изношенными сцеплениями с положительным сцеплением или ограниченным проскальзыванием. Кроме того, сломанные зубчатые передачи могут также заблокировать дифференциал и создать громкий хруст во время окончательного вылета. Если шум заднего дифференциала характеризуется стуком через каждые два или три фута, то есть большая вероятность, что сломанная коронная шестерня является проблемой, поскольку секция со сломанными зубьями стучит или скрежетает, когда она пытается зацепить шестерню.

Наличие сколов или отсутствия высокой точки на зубе шестерни по звуку очень похоже на поломку шестерни, за исключением того, что шум заднего дифференциала возникает только при ускорении или замедлении. Это потому, что проблема присутствует только на одной стороне поврежденного зуба. Этот задний дифференциальный шум описывается как звук сильного щелчка, который возникает каждые восемь футов или около того. Если шестерня имеет высокое пятно, шум возникает через каждые два или три фута и гораздо более выражен из-за его более высокой частоты.

Что вызывает неисправность заднего дифференциала?

Задние дифференциалы могут очень быстро выйти из строя, если ими неправильно пользоваться и / или пренебрегать ими, а это может случиться даже на первых километрах движения новенького автомобиля.

Вот список причин, по которым задний дифференциал может выйти из строя:

  • Неадекватное вождение в период обкатки: Когда автомобиль новый, существует период 3000-5000 миль, когда определенные пороговые значения не должны пересекаться, если пользователь не желает сокращать срок службы дифференциала.
    В этот период разрешается совершать только короткие поездки со скоростью менее 50 миль в час. Педаль всегда должна находиться в полуоткрытом положении и запрещается буксировка или буксировка.
    Все эти усилия необходимы для того, чтобы дифференциал не достигал высокой температуры, вызывающей быстрое нарушение смазки.
  • Отсутствие замены первой смазки шестерни между 3000-5000 миль: Этот интервал используется большинством производителей мостов для маркировки окончание периода обкатки. Необходимо заменить масло, а дифференциальный магнит очистить и тщательно осмотреть, чтобы убедиться, что все частицы железа собраны, а магнит достаточно чист, чтобы продолжать собирать частицы твердого железа.
    В зависимости от качества смазки, используемой в вашем дифференциале с самого начала, вам, возможно, придется наклониться к тому или иному концу этого интервала. Высокоэффективные синтетические масла для слуховых аппаратов можно заменить примерно на расстоянии 4500-5000 миль, в то время как масла меньшего размера нужно менять быстрее. Как узнать качество масла, которое вы используете? Просто запросите данные испытаний ASTM вашего производителя масел.
  • Разрешить пробуксовку колес: Это серьезная проблема, так как чрезмерная скорость вращения колес может быстро нагреть дифференциал.Раскрутка сцепного колеса с прерывистым сцеплением с хорошей или плохой тягой создает смертельный коктейль. Подобное прерывистое сцепление может наблюдаться на песчаных участках на сухой дороге / снегу или льду, и это вызывает сильные ударные нагрузки, когда сцепление внезапно восстанавливается. Этот скачок нагрузки может вызвать повреждение или поломку внутренних частей дифференциала или компонентов трансмиссии, таких как универсальные шарниры.
  • Не проверять штуцер сапуна и сапун регулярно: Проверять на утечки, расколы или трещины следует регулярно, так как они могут привести либо к постепенному проникновению воды из-за погодных условий, либо к внезапному проникновению воды с затопленных дорог или аппарелей для лодок.Что происходит, когда горячий дифференциал встречается с холодной водой, так это то, что возникает явление вакуума, которое быстро засасывает внутрь воздух или воду. Трансмиссионные масла могут работать с воздухом, но лишь некоторые из представленных на рынке могут справляться с загрязнением водой и при этом обеспечивать адекватную смазку. По сути, трансмиссионные масла разрушаются при добавлении воды в смесь.
  • Не модернизировать кожух дифференциала: Кожух дифференциала также следует модернизировать, когда повышается крутящий момент или мощность, а также при буксировке тяжелого прицепа или буксировке на крутых склонах или когда вы знаете, что буксировка станет регулярной.Причина этого в том, что послепродажные крышки дифференциала добавляют больше охлаждения и жесткости, что предохраняет дифференциал от изгиба при высоких крутящих нагрузках, а некоторые даже позволяют установить датчик внутри, чтобы отслеживать температуру с приборной панели.

Основной совет для большого пальца — всегда быть осторожным, чтобы не вызвать сильные удары или не нагреть задний дифференциал, поскольку зубья шестерни или целые сегменты дифференциала могут сломаться, или масло может сломаться, вызвать серьезную нехватку смазки и полностью испортить сборку.
Срок службы смазки во многом зависит от температуры, которой она достигает. Испытания показали, что буксировка прицепа со скоростью 55 миль в час и уклоном 3,5% может привести к температурам до 370 ° F, когда срок службы трансмиссионных масел лучше всего измерять в минутах, а не в милях.

Высокие ударные нагрузки могут повредить зубья, потому что шестерни имеют ограниченное количество зубьев и не все входят в контакт в один момент. По сути, это означает, что весь скачок нагрузки будет приходиться только на 2-3 зуба за раз. Производители не создавали эти сложные сборки с расчетом на такие нагрузки.

Сколько стоит замена заднего дифференциала?

Differential components Стоимость замены заднего дифференциала зависит от степени ремонта, который необходимо сделать. Замена всего нескольких деталей будет стоить значительно дешевле, чем замена большого количества деталей. Это может привести к увеличению счета с 200–400 долларов до 600–800 долларов.

Полная замена заднего дифференциала стоит очень дорого. Это зависит от модели и марки автомобиля, а также от ваших предпочтений между утилизированным и новым.Вы можете искать в диапазоне от 500 до 1000 долларов за восстановленный дифференциал с включенной рабочей силой, и от 2000 до 2500 долларов за новый.
К счастью, очень сложно повредить дифференциал настолько сильно, что это можно исправить только полной заменой. Причина такой цены кроется в сложности и огромном количестве компонентов (несколько сальников, подшипники, шестерни и валы), которые собраны вместе, чтобы сформировать этот гениальный механизм.

Устранение шума заднего дифференциала

Proper lubrication is a good way of preventing the possibility of rear differential noise from occurring. Игнорирование шума заднего дифференциала может привести к серьезным проблемам и необратимому повреждению кольца и шестерни.Ремонт дифференциала обычно рекомендуется оставить на руки профессионалам из-за сложности системы.

Вместо этого вы могли бы усилить смазку дифференциала. Обеспечение надлежащего уровня смазки также уменьшит нагревание и трение и сделает движения шестерен относительно друг друга более плавными и тихими. Однако это всего лишь превентивный шаг, и тем, у кого возникли задержки с устранением проблемы, рекомендуется замена всего механизма.

Что касается смазочных материалов, одним из очень хороших примеров является двигатель CleanBoost® EMT ™ и обработка металлов Boost Performance Product. Этот продукт содержит стабилизирующие антиоксиданты и специальные дезактиваторы металлов, которые обеспечивают плавную работу двигателя и трансмиссии. При нанесении трансмиссионное масло в дифференциале переносит эту обработку двигателя и металла на неровности металлов, образуя на них ковалентную гальваническую связь. Он обеспечивает проникновение в поверхность от 2 до 4 микрон, что снижает нагрев и трение, а также снижает шум заднего дифференциала, где это применимо.

Для получения дополнительной информации об этом продукте просто перейдите сюда.

Что происходит, когда гаснет задний дифференциал?

What happens when your differential goes out? Перед тем, как выключить задний дифференциал, он начинает давать вам подсказки в виде звуков или даже утечек. Было бы лучше не оставлять эти знаки без внимания, поскольку каждая лишняя миля, сделанная в таких обстоятельствах, может увеличить ваш счет за ремонт в будущем.

Дифференциалы представляют собой сложные механические элементы, и замена прокладки или уплотнения шестерни обходится значительно дешевле, чем восстановление всего дифференциала или его полная замена.Когда проблемы начинают возникать, во время движения из задней части грузовика может раздаваться воющий звук. Он может быть непрерывным, приходить и уходить или даже изменяться по высоте, так как все зависит от нагрузки на дифференциал, а также от серьезности проблемы.

Еще один симптом, который вы можете испытать при выходе из строя дифференциала, — это то, что автомобиль может начать трястись или вибрировать. В зависимости от серьезности вибрация может становиться более заметной при достижении более высоких скоростей или, если она очень сильная, вы можете испытывать сильные вибрации при ускорении после остановки.Утечки также находятся в этом списке и представляют собой самый дешевый ремонт в зависимости от того, насколько низкий уровень масла в дифференциале.

Если по какой-либо причине эти симптомы не обнаруживаются и дифференциал полностью исчезает, это может подвергнуть вашу жизнь серьезной опасности, в зависимости от контекста. Ваш автомобиль может либо перестать подавать мощность на колеса, либо полностью заблокировать дифференциал. Оба этих сценария потенциально могут привести к потере контроля над автомобилем в зависимости от скорости, на которой вы движетесь, и дорожных условий.

.

Восстановленные передний и задний дифференциалы

Создано в Sketch. Создано в Sketch. Переключить меню

(719) 725-1559

    • Подарочный сертификат
    • Войдите или зарегистрируйтесь