КПД дифференциала повышенного трения

При оценке эксплуатационных свойств автомобилей, снабженных дифференциалом с повышенным внутренним трением, всегда встает вопрос о потерях, вызванных работой такого дифференциала. Оценить величину дополнительных потерь, вызванных работой момента внутреннего трения при работе дифференциала, удобнее всего коэффициентом полезного действия дифференциала.

КПД дифференциала определяется отношением снятой с полуосей и подведенной к чашке дифференциала мощностей:

.

В большинстве механизмов момент внутреннего трения пропорционален подведенному моменту: Т_r = А · Т₀, где А – коэффициент пропорциональности.

Р_r = А · Т₀ · (ω`–ω``).

Введем понятие передаточного отношения дифференциала и обозначим его .

Передаточное отношение дифференциала определится отношением частоты вращения внутренней относительно центра поворота полуоси к частоте вращения внешней относительно центра поворота полуоси. В первом приближении можно считать, что частоты вращения полуосей пропорциональны радиусам поворота колес полуосей.

Радиус поворота наружнего относительно центра поворота колеса равен:

R_нар = R+0,5B

Здесь R – величина перпендикуляра, опущенного из центра поворота автомобиля на продольную ось автомобиля. В первом приближении можно принять, что центр поворота лежит на перпендикуляре, проведенном через заднюю ось автомобиля.

B – колея задней оси

Тогда радиус поворота внутреннего относительно центра поворота колеса равен:

R_вн = R+0,5B

В этом случае передаточное отношение будет равно:

i = (R+0,5B) /(R–0,5B).

Разница частот вращения полуосей, выраженная через передаточное отношение и частоту вращения забегающей полуоси:

ω`–ω``=ω` · (1 – i).

Так как ω`+ ω``=2 · ω₀, то

ω₀ = ω`· 0.5 ·(1 + i).

Учитывая ранее полученные и , подставив в них Т_r. Получим

и

Поделим Т` на Т`` получим:

. Откуда .

Окончательно получим:

.

Пример: Рассмотри движение на дороге 5-ой категории. Согласно нормам дорожного строительства, минимальный радиус поворота на таких дорогах составляет 30 м.

Вездеход поворачивает R=30 м, колея В=1,7 м.

i = 1,06. Если К_бл=8, то КПД :

Если рассмотреть крайний случай – маневрирование автомобиля с поворотом с минимально возможным радиусом, то и в этом случае:

Если R=5 м, то η=0,868.

Таким образом, даже при достаточно высоких показателях коэффициента блокировки и предельном значении передаточного отношения КПД дифференциалов повышенного трения достаточно высок.