—>Автозапчасти и СТО —>

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.

Коробка дифференциала – проблемы, ремонт, обслуживание

Товар по теме:

Присадка «Супротек Редуктор» в редукторы и дифференциалы

Восстанавливает поверхности зубцов шестеренок и обойм подшипников в редукторах любого типа. Это снижает гул и вибрации при работе агрегата, облегчает его работу, продлевает ресурс в 2,5-3 раза.

Дифференциал коробки передач – это тип механического редуктора, который передает вращение от карданного вала на полуоси. Данное приспособление позволяет колесам крутиться с разной скоростью, когда автомобиль движется в повороте. У машин с задним приводом этот узел располагается в картере ведущего моста, а у полноприводных – в раздатке.

Зачем нужен дифференциал раздаточных коробок или мостов

Рассмотрим механику движения автомобиля в повороте. Движущееся по внешней дуге виража колесо проходит большее расстояние, чем то, что катится по внутренней стороне. Например, при повороте направо, левый диск вращается быстрее, чем правый, так как ему приходится преодолевать большее расстояние.

Коробка дифференциала призвана решить эту проблему. При движении на высоких скоростях хорошая управляемость – залог безопасности водителя и пассажиров. Если не обеспечить меньшую скорость вращения колеса, находящегося с внутренней стороны поворота, покрышка будет пробуксовывать. Этот фактор не только ускоряет износ авторезины, но и затрудняет управление транспортным средством.

Распределение крутящего момента дифференциалом при движении прямо

Устройство коробки дифференциала

Полуоси (5) имеют на концах обращенных друг к другу конические шестерни (3). Такие же шестерни (4), но меньшего диаметра (сателлиты), установлены между ними в коробке дифференциала. Когда на одно колесо начинают действовать силы торможения, его вращение замедляется. Второй диск продолжает вращаться с той же скоростью. Если бы колесная пара была жестко соединена, на ось бы действовали большие силы скручивания.

Здесь и начинают действовать сателлиты. Они просто прокручиваются, позволяя одной полуоси вращаться относительно другой. Механизм действует одинаково, независимо от того находится ли дифференциал в раздаточной коробке, картере моста или КПП. То есть одно колесо может оставаться неподвижным и даже вращаться в другую сторону.

1. Ведущая шестерня
2. Ведомая шестерня
3. Шестерня полуосей
4. Сателлиты дифференциала
5. Полуоси колёс

Для движения в сложных дорожных условиях обычные редукторы малоэффективны. На джипах дифференциалы устанавливаются в раздаточных коробках, и имеют принудительную или автоматическую блокировку. Это нужно, чтобы, когда одно колесо попадет на поверхность с плохим сцеплением, на него не передавался весь крутящий момент.

Например, дифференциал раздаточной коробки «Нива» семейства «Лада» блокируется механически. Этот узел распределяет усилие между передним и задним мостом. Межосевые дифференциалы блокировки не имеют. То есть одна ось не пробуксовывает относительно другой, но колеса всегда вращаются независимо.

На автомобилях «Шевроле Нива» блокирующимися являются все три дифференциала: в раздаточной коробке и между полуосями на каждом мосту. Кроме того на Niva Chevrolet можно отключать один мост. Например, если пробуксовывают задние колеса, можно переключить автомобиль в переднеприводной режим. В этом случае весь крутящий момент от двигателя передается на передний мост, который и вытянет машину.

Неисправности коробки дифференциала

Как и любой элемент трансмиссии, коробка дифференциала работает в условиях постоянных механических нагрузок. Со временем в этом узле происходят мелкие неисправности. Если их вовремя не устранять, произойдет крупная поломка.

Наиболее часто в этом узле трансмиссии выходят из строя главная пара, сателлиты, шестерни полуосей и различные подшипники. Как правило, ремонт коробки дифференциала заключается в замене этих элементов. Иногда приходится менять весь узел в сборе.

Незначительные дефекты на поверхности сателлитов, зубьев шестерен полуосей и главной пары можно удалить наждачной бумагой или шлифующим инструментом. Таким же способом можно выправить мелкие повреждения коробки сателлитов дифференциала. Если у вас нет навыков в этой области, лучше обратиться в автосервис. Мастера сделают все быстрее и грамотнее.

Если коробка дифференциала вашего автомобиля функционирует нормально, все-таки стоит подумать о профилактике. Предприняв несложные действия, можно избежать множества проблем, сэкономить время и деньги. Когда меняете или доливаете трансмиссионную жидкость, добавляйте в нее состав «Редуктор» от фирмы Suprotec.

Попав в трансмиссию, средство образует на металлических поверхностях защитный слой. Частично восстанавливаются повреждения, закрываются мелкие задиры и вмятины. Это оптимизирует работу пар трения. Разработка отечественного производителя «Супротек» не изменяет состав смазки, не повреждает резиновые или пластиковые детали. Состав разрешен к применению в дифференциалах любого типа.

Как определить неисправность

Любую поломку легче предотвратить, чем потом исправлять. Это известно каждому водителю и автослесарю. Раннее обнаружение неисправности в коробке дифференциала – залог уменьшения стоимости ремонта. Каждому водителю стоит знать, как диагностировать отклонения в работе этого узла.

Когда появились только первые признаки: посторонние шумы, нужно выполнить простую операцию, чтобы понять, где неисправность. Требуется вывесить домкратом ось, которая «находится под подозрением». Коробка передач ставится в нейтральное положение. Вращайте колесо руками. Нет посторонних звуков? Прекрасно.

Теперь попросите помощника удерживать противоположное колесо. Диск с вашей стороны крутится, а с противоположной – неподвижен? Отлично. Значит, ремонт коробки дифференциала вашему автомобилю не требуется. Источник посторонних шумов – другой узел.

Не забывайте о профилактике, чтобы дифференциал раздаточной коробки или моста служил долгие тысячи километров пробега. Отличный вариант: добавляйте средство Suprotec «Редуктор» в трансмиссионную жидкость. Триботехническая присадка защитит сателлиты, шестерни полуосей и другие детали от износа.

Если же колеса вашего автомобиля не могут свободно вращаться в разных направлениях, значит, коробка дифференциала неисправна. При небольших поломках может сохраняться относительная независимость движения, но будут слышны посторонние звуки: стуки, скрежет или хруст.

Для детальной диагностики требуется снять коробку дифференциала. Если в этой сфере у вас нет профессиональных навыков, обратитесь в автосервис. Те, кто умеет держать в руках гаечный ключ и отвертку, могут попытаться выполнить ремонт коробки дифференциала самостоятельно. Этот узел не так сложен, как, например, АКПП или двигатель.