Міжколісний диференціал: види, пристрій, принцип роботи

Міжколісний диференціал: види, пристрій, принцип роботи


Міжколісний диференціал належить до трансмісійного механізму, який розподіляє крутний момент між валами приводу. Крім того, зазначений механізм дозволяє обертатися колесам з різними кутовими швидкостями. Даний момент особливо помітний при проході поворотів. Крім того, така конструкція дає можливість безпечно і комфортно переміщатися по сухому твердому покриттю. У деяких випадках, при виїзді на слизьку трасу або бездоріжжя, розглянуте пристосування може зіграти як стопор для автомобіля. Розглянемо особливості будови та експлуатації міжколісних диференціалів.

Опис

Диференціал призначений для розподілу крутячого моменту від карданого валу до провідних колісних мостів спереду або ззаду, залежно від різновиду приводу. В результаті міжколісний диференціал дає можливість провертатися кожному колесу без пробуксовки. У цьому і полягає пряме призначення механізму.

При прямолінійному переміщенні транспорту, коли навантаження на колеса рівномірне з ідентичними кутовими швидкостями, розглянутий агрегат функціонує в ролі передавального відсіку. У разі зміни умов руху (буксування, розворот, поворот) навантажувальний показник змінюється. Напівосі прагнуть обертатися з різними швидкісними параметрами, виникає необхідність розподілення крутячого моменту між ними в певному співвідношенні. На цьому етапі міжколісний диференціал починає виконувати свою основну функцію - гарантування безпеки маневрів транспортного засобу.

Особливості

Схема розміщення розглянутих автомобільних пристосувань залежить від робочого провідного мосту:

  1. На картері коробки перемикання передач (передній привід).
  2. На корпусі провідного заднього мосту.
  3. Машини з повним приводом оснащуються міжколісним диференціалом на остовах обох мостів або роздаткових коробках (здійснюють передачу робочого моменту між колесами або мостами, відповідно).

Варто зазначити, що диференціал на машинах з 'явився не так давно. На перших моделях "саморухливі" екіпажі мали погану маневреність. Провертання коліс з ідентичним кутовим параметром швидкості призводило до пробуксовки одного з елементів або втрати зчеплення з дорожнім покриттям. Незабаром інженери розробили вдосконалену модифікацію пристрою, що дозволяє нівелювати втрату керованості.

Передумови для створення

Міжколісні диференціали автомобілів винайшов французький конструктор О. Пеккер. У механізмі, призначеному для розподілу обертового моменту, були присутні шестерні і робочі вали. Вони служили для трансформації моменту кручення від двигуна до провідних коліс. Незважаючи на всі переваги, ця конструкція повністю не вирішувала проблеми з пробуксовкою коліс на поворотах. Виражалося це у втраті зчеплення одного з елементів з покриттям. Особливо виражено момент проявлявся на обледенілих ділянках.

Буксування в подібних умовах призводило до неприємних подій, що послужило додатковим стимулом для розробки вдосконаленого пристосування, здатного запобігти занесенню транспортного засобу. Технічне рішення зазначеної проблеми розробив Ф.Порше, який придумав кулачкову конструкцію, що обмежує проскальзування коліс. Першими автомобілями, на яких застосовувалася імітація міжколісного диференціалу, стали "Фольксвагени".

Пристрій

Обмежувальний вузол працює за принципом планетарного редуктора. До стандартної конструкції механізму входять такі елементи:

  • напівосьові шестерінки;
  • супутні сателіти;
  • робочий корпус у вигляді чаші;
  • основна передача.

Остов жорстким способом поєднаний з відомим зубчастим колесом, яке приймає момент кручення від аналога головної передачі. Чаша через сателіти трансформує обертання на провідні колеса. Різниця у швидкісних режимах кутових параметрів забезпечується також за допомогою супроводжуючих шестерень. При цьому величина робочого моменту залишається стабільною. Задній міжколісний диференціал орієнтований на передачу обертів на провідні колеса. Транспортні повнопривідні засоби оснащуються альтернативними механізмами, що впливають на мости.

Різновиди

Зазначені види механізмів поділяються за конструкційними ознаками, а саме:

  • конічні версії;
  • циліндричні варіанти;
  • червячні пристосування.

Крім того, диференціали розділяються за кількістю зубів шестереня напівосей на симетричні і несиметричні версії. Через оптимальну можливість розосередження моменту кручення, другі модифікації з циліндрами монтуються на мости автомобілів з повним приводом.

Машини з переднім або заднім провідним мостом обладнуються симетричними конічними модифікаціями. Червячна передача універсальна і може агрегувати з усіма типами пристроїв. Конічні агрегати здатні працювати в трьох конфігураціях: прямолінійним, поворотним і пробуксовочним способом.

Схема роботи

При прямолінійному переміщенні, електронна імітація блокування міжколісного диференціалу характеризується рівним розосередженням навантаження між колесами транспортного засобу. При цьому спостерігається ідентична кутова швидкість, а корпусні сателіти не обертаються навколо власних осей. Вони трансформують момент кручення на напівосі за допомогою статичного зубчастого зачепа і веденої шестерінки основної передачі.

На поворотах автомобіль відчуває мінливий вплив зусиль опору і навантаження. Параметри розподіляються таким чином:

  1. Внутрішнє колесо меншого радіусу отримує збільшений опір, порівняно з зовнішнім аналогом. Підвищений показник навантаження обумовлює зниження швидкості обертання.
  2. Зовнішнє коліщатко пересувається більшою траєкторією. При цьому збільшення кутової швидкості сприяє плавному повороту машини, без буксування.
  3. З урахуванням зазначених факторів, колеса повинні володіти різними кутовими швидкостями. Сателіти внутрішнього елемента сповільнюють обертання напівосей. Ті ж, у свою чергу, через конічний зубчастий елемент, підвищують інтенсивність роботи зовнішнього аналога. При цьому момент кручення від основної передачі залишається стабільним.

Пробуксовка і курсова стійкість

Автомобільні колеса можуть отримувати різний параметр навантаження, буксуючи і втрачаючи зчеплення з дорожнім покриттям. При цьому на один елемент подається надмірне зусилля, а другий працює "вхолосту". Через таку різницю рух автомобіля стає хаотичним або взагалі припиняється. Щоб усунути ці недоліки, використовують систему курсової стійкості або ручне блокування.

Для того, щоб момент кручення напівосей вирівнявся, слід стопорити дію сателітів і забезпечити трансформацію обертів від чаші на навантажену напівось. Це особливо актуально для міжколісних диференціалів МАЗу та інших машин підвищеної вантажопідйомності з повним приводом. Подібна особливість пов 'язана з тим, що варто втратити зчеплення в одній з чотирьох точок, величина моменту, що крутить, спрямується до нуля, навіть якщо машина оснащена двома міжколісними і одним міжосевим диференціалом.

Електронний самоблок

Уникнути неприємностей, зазначених вище, дозволяє часткове або повне блокування. Для цього і застосовуються самоблокуючі аналоги. Вони розподіляють кручення з урахуванням різниці на напівосях і відповідних швидкісних режимів. Оптимальним способом вирішення проблеми є обладнання машини електронним блокуванням міжколісного диференціалу. Система оснащується датчиками, які контролюють необхідні показники під час руху транспортного засобу. Після обробки отриманих даних процесор вибирає оптимальний режим коригування навантажувальних та інших впливів на колеса і мости.

Принцип роботи даного вузла складається з трьох основних стадій:

  1. На початку проскальзування провідного колеса, контрольний блок отримує імпульси від індикаторів швидкості обертання, після їх аналізу автоматично приймається рішення про спосіб функціонування. Далі відбувається замикання клапана-перемикача і відкривання аналога високого тиску. Помпа вузла АБС створює тиск у робочому контурі гальмівного циліндра буксуючого елемента. Гальмування ведучого проковзуючого колеса здійснюється за рахунок підвищення тиску гальмівної рідини.
  2. На другому етапі система імітації самоблоку утримує гальмівне зусилля за рахунок збереження тиску. Дія насоса і пробуксовка колеса припиняється.
  3. До третьої стадії роботи зазначеного механізму відноситься завершення проскальзування колеса з одночасним скиданням тиску. Перемикач відкривається, а клапан високого тиску закупорюється.

Міжколісний диференціал КамАЗа

Нижче наведено схему зазначеного механізму з описом елементів:

1 - Основний вал.

2 - Ущільнювач.

3 - Картер.

4, 7 - Шайби опорного типу.

5, 17 - Корпусні чаші.

6 - Сателіт.

8. Індикатор блокування.

9 - Заливна пробка.

10 - Пневмокамера.

11 - Вилка.

12 - Кільце-стопор.

13 - Муфта зубчаста.

14 - Блокувальна муфта.

15 - Зливна кришка.

16 - Шестеренка приводу середнього мосту.

18- Хрестовина.

19 - Зубчаста шестерня заднього мосту.

20 - Кріпильний болт.

21, 22 - Кришка і підшипник.

Безпека

Міжколісний диференціал призначений для забезпечення безпечної та комфортної їзди на дорогах різного призначення. Деякі недоліки розглянутого механізму, зазначені вище, проявляються при небезпечному і агресивному маневруванні по бездоріжжю. Отже, якщо на машині передбачено привід ручного блокиратора, експлуатувати її необхідно виключно у відповідних умовах. Швидкісні машини використовувати без зазначеного механізму досить складно і небезпечно, особливо на високих швидкостях по шосе.



Матеріали по темі