Дифференциалы
Дифференциал – механизм трансмиссии, распределяющий подводимый к нему крутящий момент между выходными валами и позволяющий им вращаться с разными угловыми скоростями.
Наиболее широко в качестве межколесных дифференциалов, получили симметричные конические дифференциалы, называемые часто простыми.
Передача крутящего момента в таких дифференциалах происходит в следующем порядке: через ведомое колесо главной передачи, корпус 1 дифференциала, ось сателлитов (или крестовину) 5, сателлиты 2, полуосевые шестерни 4 и полуоси 3 на колеса.
При движении по прямой ровной дороге оба ведущих колеса, и, следовательно, полуоси 3 и полуосевые шестерни 4 вращаются с одинаковой угловой скоростью.
При повороте автомобиля внутреннее по отношению к центру поворота колесо встречает большее сопротивление (поскольку движется по меньшему радиусу Rв) и замедляет свое вращение. Сателлиты 2 начинают проворачиваться на своих осях 5, обкатываясь по полуосевым шестерням 4 и, насколько уменьшается частота вращения внутреннего колеса, настолько же увеличивается частота вращения наружного.
Уравнение кинематики дифференциала: wл + wп = 2 wк.
К преимуществам простого дифференциала следует отнести простоту конструкции; малые размеры и массу; надежность; высокий КПД; обеспечение устойчивости при движении по скользкой дороге и торможении двигателем благодаря равенству продольных реакций на ведущих колесах.
Отрицательным качеством простого дифференциала является ограничение проходимости автомобиля. В случае, когда одно из ведущих колес автомобиля находится на участке дороги с низким коэффициентом сцепления, а другое с высоким; то автомобиль не сможет тронуться с места – одно из колес будет буксовать, другое – стоять неподвижно.
Объясняется этот недостаток можно следующим образом. Уравнение возможности движения автомобиля можно записать в виде: Pφ ≥ PТ ≥ Pψ (где PТ – сила тяги на колесах, Pφ – сила сцепления колес с дорогой, Рψ – сила общего дорожного сопротивления).
Если одно из колес находится на участке с низким коэффициентом сцепления, то крутящий момент на нем ограничится силой сцепления колеса с дорогой (будет низким). Поскольку дифференциал – симметричный (делит крутящий момент на колеса поровну), то такой же низкий крутящий момент будет и на втором колесе, хотя оно и находится на участке дороги с высоким коэффициентом сцепления. Если суммарного крутящего момента на колесах не хватит для преодоления дорожного сопротивления, автомобиль не сможет тронуться с места.
Ликвидировать этот недостаток можно блокировкой дифференциала, то есть, принудительно заставляя обе полуосевые шестерни вращаться с одинаковой угловой скоростью, соединив их между собой или одно из них с корпусом дифференциала, как это обычно делается.
Момент включения блокирующего устройства определяется водителем, что не всегда оптимально: если не выключена блокировка при движении по хорошей дороге, наблюдается ускоренный износ шин и повышенный расход топлива; на дороге с неоднородным коэффициентом сцепления возможна потеря устойчивости; при наезде на неровность или повороте с малым радиусом возможна поломка полуосей. Поэтому для увеличения силы тяги чаще применяют самоблокирующие дифференциалы.
Кулачковые (сухарные) дифференциалы могут выполняться с радиальным (рисунок) и осевым расположением кулачков. Сепаратор 2 связан с корпусом дифференциала (ведущей шестерней 1 ГП). В радиальных отверстиях размещены сухари 3, торцы которых находятся в постоянном контакте с рабочими поверхностями звездочек 4 и 5.
Если угловые скорости обоих ведомых звездочек 4 и 5 одинаковы, то сухари 3 относительно звездочек не перемещаются.
Когда угловые скорости колес, а, следовательно, и звездочек, различны, то сухари 3, вращаясь с сепаратором 2, одновременно перемещаются от отстающей звездочки к забегающей. Такое перемещение обусловлено скосами кулачков.
На кулачках отстающей звездочки скорость и скольжение сухаря направлены в сторону вращения ведущего элемента, а на кулачках забегающей – в противоположную. Вследствие этого силы трения между сухарями и кулачками увеличивают момент, передаваемый на отстающую полуось и уменьшают момент на забегающей.
Такое перераспределение крутящего момента принято оценивать коэффициентом блокировки: Кб = Мотст. / Мзаб. (у простых дифференциалов Кб = 1,05 – 1,15; у рассмотренного сухарного – Кб ≈ 3,5).
Дата добавления: 2015-08-14; просмотров: 672;