Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Дифференциалы

Дифференциал - механизм трансмиссии автомобиля, распределяющий подводимый к нему вращающий момент между выходными валами и обеспечивающий их вращение с разными угловыми скоростями.

К конструкции дифференциала предъявляют следующие требования: пропорциональное распределение вращающих моментов между колесами или осями; обеспечение различной частоты вращения ведущих колес; малые габаритные размеры и масса. При движении по прямой все колеса автомобиля проходят за одно и то же время одинаковый путь. На криволинейных участках дороги внешние колеса проходят больший отрезок пути, чем внутренние. Более медленное вращение внутреннего ведущего колеса приводит к его пробуксовыванию, что вызывает интенсивное изнашивание шин, увеличивает затраты мощности, затрудняет поворот автомобиля. Чтобы избежать этого, вместе с главной передачей устанавливают дифференциал, который обеспечивает вращение правого и левого ведущих колес с различной частотой вращения.

Для повышения проходимости автомобиля распределение моментов по отдельным колесам и мостам должно осуществляться пропорционально их вертикальным реакциям. По конструкции различают дифференциалы шестеренные, кулачковые и червячные.

В зависимости от места установки дифференциалы могут быть межколесные, межосевые и межбортовые. Межколесный дифференциал устанавливают между правым и левым ведущими колесами одной оси автомобиля, межосевой — между ведущими мостами автомобиля, а межбортовой — между ведущими колесами с правой и левой сторон автомобиля.

На рис.10 и показана схема шестеренного межколесного дифференциала.

Рис. 10. Схема шестеренного дифференциала:

а - блокируемого; б - самоблокирующегося; 1 - ведущая шестерня главной передачи; 2 - полуосевая шестерня; 3 - полуоси; 4 - сателлит; 5 - ведомая шестерня главной передачи; 6 - корпус дифференциала; 7 - крестовина; 8 - зубцы корпуса; 9 – зубчатая муфта; 10, 11 - соответственно ведущие и ведомые диски

 

На корпусе б дифференциала неподвижно установлена ведомая шестерня 5 главной передачи, находящаяся в зацеплении с ведущей шестерней 1. В корпусе 6 размещена крестовина 7 со свободно сидящими на ней коническими шестернями-сателлитами 4. Их бывает от двух до четырех. Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с коническими полуосевыми шестернями 2, жестко закрепленными на полуосях 3 ведущих колес. На современные автомобили чаще всего устанавливают шестеренные дифференциалы с коническими шестернями или кулачковые дифференциалы повышенного трения.

Шестеренный дифференциал с коническими шестернями представляет собой планетарный механизм. Ведомая шестерня главной передачи жестко соединена с коробкой дифференциала, состоящей из двух чашек. В коробке на крестовине свободно вращаются шестерни-сателлиты, находящиеся в зацеплении с полуосевыми шестернями левого и правого колес. Чтобы сателлит мог самоустанавливаться, его торец сделан сферическим. Коробка дифференциала также имеет соответствующую сферическую опорную поверхность, центр которой совпадает с вершиной конусов зубчатых колес дифференциала. Полуоси свободно проходят через отверстия в коробке дифференциала. Для повышения срока службы дифференциала между опорными поверхностями сателлитов и полуосевых шестерен установлены бронзовые шайбы.

При вращении ведомой шестерни главной передачи вместе с ней вращается коробка дифференциала, а следовательно, и крестовина с сателлитами. При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге оба колеса автомобиля встречают одинаковое сопротивление, вследствие чего будут одинаковыми и усилия на зубьях обеих полуосевых шестерен. Сателлиты в этом случае не поворачиваются вокруг собственной оси, находясь в состоянии равновесия. Таким образом, все детали дифференциала вращаются как одно целое и частоты вращения обеих полуосевых шестерен, а следовательно, и полуосей с колесами одинаковые.

При повороте автомобилей внутреннее колесо испытывает большее сопротивление, чем наружное, и усилие на полуосевой шестерне, связанной с внутренним колесом, становится больше. Вследствие этого равновесие сателлитов нарушается, и они начинают перекатываться по полуосевой шестерне, соединенной с внутренним колесом, вращаясь относительно собственной оси и вращая вторую полуосевую шестерню с увеличенной скоростью. В результате частота вращения внутреннего колеса автомобиля уменьшается, а наружного — возрастает, и поворот автомобиля совершается без юза и пробуксовки.

Когда на колеса автомобиля действуют одинаковые силы реакции дороги, частоты вращения полуосей и шестерни также одинаковые. При затормаживании одной из полуосей частота вращения другой полуоси будет равна удвоенной частоте вращения корпуса дифференциала.

Однако шестеренный дифференциал имеет и недостатки. Так, при недостаточном сцеплении одного из колес с дорожным покрытием одинаковый момент передается обоими колесами. Сумма этих моментов может оказаться недостаточной для преодоления сопротивления движению. Тогда колесо, стоящее на дороге с малым сцеплением, буксует, а колесо, стоящее на дороге с большим сцеплением, неподвижно.

Способы устранения отрицательного влияния дифференциала на проходимость: применение дифференциалов с повышенным внутренним трением, принудительная блокировка дифференциала.

Кулачковый дифференциал повышенного трения (рис. 11) состоит из левой 1 и правой 5 чашек и сепаратора 6, жестко соединенного с ведомой шестерней главной передачи. В отверстия сепаратора свободно вставлены сухари 2, расположенные в два ряда в шахматном порядке и упирающиеся торцами во внутреннюю 3 и внешнюю 4 обоймы. Поверхности обойм, соприкасающиеся с сухарями, имеют выступы — кулачки. В центральные отверстия чашек входят полуоси, одна из которых с помощью шлицев соединяется с внутренней, а другая — с внешней обоймами.

Рис. 11. Кулачковый дифференциал повышенного трения:

1 - левая чашка коробки дифференциала; 2 - сухари; 3 - внутренняя обойма; 4 - внешняя обойма; 5 - правая чашка коробки дифференциала; 6 - сепаратор

 

Когда ведомая шестерня главной передачи вместе с сепаратором приводится во вращение, сухари оказывают одинаковое давление на кулачки обеих обойм и заставляют их вращаться. Если одно из колес автомобиля испытывает большее сопротивление, то связанная с ним обойма будет вращаться медленнее сепаратора. Сухари, оказывая большее давление на другую обойму, будут как бы подталкивать ее, соответственно ускоряя вращение этой обоймы.

Однако повышенное трение между сухарями и обоймами требует значительного усилия для изменения скорости вращения одной обоймы по отношению к другой, что может произойти лишь при достаточно большой разнице сопротивлений, испытываемых правым и левым колесами.

Роликовый дифференциал свободного хода (рис. 12) состоит из двух полумуфт свободного хода, соединяющих корпус дифференциала с полуосями. На внутренней поверхности корпуса 1 дифференциала выполнены профилированные продольные канавки, в которых размещен ряд роликов 2. Ролики установлены в сепараторах 4 и 5. Цилиндрические кулачки 3 и 6 связаны с полуосями с помощью шлиц. При прямолинейном движении автомобиля ролики заклинены и оба колеса вращаются с одинаковой скоростью. Если одно колесо забегает, то ролики муфты, соединенной с полуосью этого колеса, выкатываются в свободное пространство профильных канавок, и колесо свободно катится, не передавая вращающего момента. Чтобы ролики не заклинивались при выкатывании в противоположной стороне канавок, сепараторы 4 и 5 взаимосвязаны, что ограничивает их взаимное угловое перемещение.

Дифференциал работает практически постоянно, что обусловлено неровностями дороги, неравномерным износом шин, неодинаковой нагрузкой на колеса и другими факторами, поэтому вращающий момент передается в большинстве случаев через одно колесо. Это отрицательно влияет на управляемость автомобиля и приводит к ускоренному изнашиванию шин. Кроме того, большие давления в местах контакта роликов 2 с корпусом 1 снижают долговечность дифференциала.

Рис. 12. Роликовый дифференциал свободного хода:

1 - корпус дифференциала; 2 - ролики; 3, 6 - кулачки; 4, 5 - сепараторы; 7 - ведомая коническая шестерня

 

Межосевой дифференциал устанавливают на многоосных авто мобилях, благодаря чему колеса ведущих мостов могут вращаться с разными скоростями. Это важно для повышения проходимости автомобиля. Схема межосевого дифференциала показана на рис. 13.

Рис. 13. Межосевой дифференциал:

1 - крестовина; 2, 4, 7, 8 - шестерни; 3 - муфта; 5 - вал привода среднего моста; 6 - ведущий вал межосевого дифференциала; 9 - вал привода заднего моста; 10 - корпус

 

Крестовина 1, несущая шестерни-сателлиты, установлена на валу 6, являющемся продолжением выходного вала раздаточной коробки. Шестерни-сателлиты находятся в зацеплении с боковыми коническими шестернями. Правая коническая шестерня выполнена как одно целое с цилиндрической шестерней 2, а левая — с шестерней 7. Шестерня 2 находится в зацеплении с шестерней 4, установленной на валу 5 привода среднего моста. Шестерня 7 через шестерню 8 приводит во вращение вал 9 привода заднего моста. Если при движении автомобиля колеса среднего и заднего ведущих мостов вращаются с одинаковой скоростью, то крестовина с сателлитами вращается как одно целое с коническими шестернями межосевого дифференциала. Вращающий момент равномерно распределяется между обоими ведущими мостами. В случае вращения колес мостов с разными скоростями боковая коническая шестерня, связанная с колесами, имеющими меньшую частоту вращения, вращается медленнее, чем другая. Это вызывает перекатывание сателлитов по боковой шестерне, вращающейся с меньшим числом оборотов, в результате чего сателлиты начинают вращаться на своих осях. Вращение сателлитов увеличивает число оборотов другой боковой шестерни, и колеса, связанные с ней, начинают вращаться быстрее.

По характеру распределения вращающего момента между выходными валами дифференциалы делят на симметричные и несимметричные. В несимметричных дифференциалах вращающий момент распределяется между выходными валами в некотором соотношении р ≠ 1. Значение параметра р для несимметрического дифференциала выбирают близким к значению отношения вертикальных нагрузок на соответствующие ведущие мосты.

Механизм блокировки дифференциала применяют для повышения проходимости автомобиля в условиях, когда оба ведущих колеса (правое и левое) попадают на скользкий грунт и начинают буксовать. В этом случае дифференциал заставляет оба ведущих колеса вращаться с одинаковыми угловыми скоростями и позволяет полностью использовать вес, приходящийся на ведущий мост. Для предотвращения относительного вращения ведомых звеньев в блокируемом дифференциале устанавливают жесткую связь между выходными звеньями, например с помощью зубчатой муфты 9 (см. рис. 10, а).

В самоблокирующихся дифференциалах устройство, препятствующее относительному вращению ведомых звеньев, действует автоматически. К таким дифференциалам относятся червячные и дисковые со встроенными фрикционными дисковыми муфтами или с муфтами вязкого трения, в которых используется силиконовая жидкость. Схема самоблокирующегося дифференциала повышенного трения с фрикционными муфтами показана на рис. 10, б. Ведущие диски 10 фрикционных муфт связаны с корпусом б дифференциала, а ведомые диски 11 — с полуосями 3. Диски стремятся быть сжатыми под действием осевых усилий, возникающих при работе конических шестерен дифференциала. При сжатии дисков вращающий момент передается сателлитами и муфтами — происходит частичная блокировка дифференциала. Чем больше момент сопротивления на ведущих колесах, тем выше сила сжатия дисков муфт и, следовательно, степень блокировки. Перераспределение моментов на выходных звеньях происходит за счет искусственного повышения внутреннего трения, которое характеризуется коэффициентом блокировки, представляющим собой максимальное отношение моментов на отстающем и опережающем звеньях (для шестеренных дифференциалов коэффициент равен 1,1...1,3).

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:811

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.