Реферат автомобильные дифференциалы повышенного трения

Обновлено: 05.07.2024

Дифференциал – это механизм трансмиссии, распределяющий подводимый к нему крутящий момент между приводными валами и позволяющий колесам вращаться с разными угловыми скоростями. Особенно это заметно, когда машина проходит поворот. Дифференциал обеспечивает безопасное и комфортное вождение на сухой дороге с твердым покрытием. Однако если автомобиль покинет ее пределы и продолжит двигаться по пересеченной местности, а также в случае гололеда (и других тяжелых погодных условий) этот механизм может лишить автомобиль возможности передвигаться. О том, что такое дифференциал, как он устроен, в чем его вред для внедорожников и как с этим бороться – пойдет речь ниже.

Дифференциал как часть трансмиссии

Дифференциал в автомобиле — это механизм, распределяющий крутящий момент карданного вала трансмиссии между ведущими колесами передней или задней оси (в зависимости от типа привода), позволяя каждому из них вращаться без пробуксовки. В этом заключается основное назначение дифференциала.

При прямолинейном движении, когда колеса нагружены одинаково и имеют равную угловую скорость вращения – механизм работает в качестве передаточного звена. Если условия движения изменяются (поворот, пробуксовка) – нагрузка становится неравномерной. У полуосей появляется необходимость вращаться с разными скоростями, и, как следствие, становится необходимым распределить полученный крутящий момент между ними в определенном соотношении. Тогда узел выполняет вторую важную функцию: обеспечение безопасного маневрирования автомобиля.

Схема расположения дифференциала зависит от типа привода автомобиля:

Передний привод – картер коробки передач.
Задний привод – корпус ведущего моста.
Полный привод – корпусы переднего и заднего мостов (для передачи крутящего момента ведущим колесам) или раздаточная коробка (для передачи крутящего момента ведущим мостам).

Механизм распределения вращающего момента изобрёл француз Онесифор Пеккёр. В устройстве Пеккёра присутствовали валы и шестерни. Через них крутящий момент от мотора поступал к ведущим колёсам. Но даже после применения изобретения Пёккера проблема пробуксовки колёс на поворотах не решилась полностью. Выявились недостатки системы. Например, одно из колес в какой-то момент терял сцепление с дорогой. Сильнее всего это проявлялось на обледенелых участках.

Пробуксовка в таких условиях часто приводила к авариям, поэтому конструкторы надолго задумались над тем, как предотвратить занос машины. Решение было найдено Фердинандом Порше. Он стал изобретателем кулачкового механизма, который ограничивал проскальзывание колёс ведущего моста. Немецкое устройство дифференциала нашло применение в автомобилях Volkswagen.

Как устроен дифференциал

Узел работает как планетарный редуктор. Принципиальное устройство дифференциала: шестерни полуосей (5) и сателлитов (4) размещены в чашке (3). Чашка (корпус) жестко соединена с ведомой шестерней (2), которая принимает крутящий момент от ведущей шестерни главной передачи (1). Корпус передает вращение посредством сателлитов полуосям, вращающим ведущие колеса. Разные угловые скорости обеспечиваются благодаря работе сателлитов. Величина крутящего момента остается неизменной.

Применение дифференциалов в зависимости от их видов

Устройства используют для передачи крутящего момента ведущим колесам и ведущим мостам автомобиля .

Грузовики и легковые автомобили всех типов приводов имеют межколесный дифференциал, передающий вращение колесам. Межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между мостами, применяют исключительно в полноприводных машинах.

По типу применяемой зубчатой передачи различают следующие виды механизмов:

конический;
цилиндрический;
червячный.

По количеству зубьев шестерен полуосей:

Благодаря его свойству пропорционально распределять крутящий момент несимметричный дифференциал с цилиндрической передачей устанавливают между мостами полноприводных автомобилей.

Заднеприводные и переднеприводные автомобили оснащают коническим симметричным дифференциалом.

Червячная передача, являясь самой универсальной, используется во всех типах устройств со всеми приводами.

Схема работы дифференциала

Рассмотрим принцип, по которому работает симметричный межколесный конический дифференциал, распределяющий крутящий момент между колесами в трех различных условиях:

прямолинейное движение;
поворот;
пробуксовка.

При прямолинейном движении

Прямолинейное движение характеризуется равномерным распределением нагрузки между колесами автомобиля. Они имеют одинаковую угловую скорость. Сателлиты, размещенные в корпусе, не вращаются вокруг своих осей. Они передают крутящий момент от ведомой шестерни главной передачи к полуосям через неподвижное зубчатое зацепление.

При повороте

Когда транспортное средство поворачивает, силы сопротивления и нагрузки распределяются следующим образом:

Внутреннее колесо, имеющее меньший радиус от центра поворота, испытывает сопротивление большей силы, чем наружное. Увеличенная нагрузка заставляет его снизить скорость вращения.
Наружное колесо, двигаясь по большему радиусу (большей траектории), наоборот, должно увеличить угловую скорость, чтобы автомобиль мог повернуть плавно, без пробуксовки.

Таким образом, колеса должны иметь разные угловые скорости. Замедление вращения полуоси внутреннего колеса приводит сателлиты в движение. Они, в свою очередь, посредством конической зубчатой передачи увеличивают скорость вращения полуоси наружного колеса. Крутящий момент, получаемый от главной передачи, остается неизменным.

При пробуксовке

Колеса автомобиля, движущегося даже прямолинейно по скользкой дороге или бездорожью, могут испытывать различную нагрузку: одно из них пробуксовывает, теряя сцепление с дорогой; другое, становясь более нагруженным, замедляется. Повторяется схема поворота. Только теперь она приносит вред: буксующее колесо может получить 100% принятого дифференциалом крутящего момента, а нагруженное вообще перестанет вращаться. Движение автомобиля прекратится.

Эти недостатки работы узла решаются различными способами:

ручной или автоматической блокировкой;
внедрением системы курсовой устойчивости.

Блокировка дифференциала и система курсовой устойчивости

Чтобы крутящий момент полуосей снова стал одинаковым, нужно блокировать действие сателлитов или обеспечить его передачу от чашки на нагруженную полуось.

Это особенно актуально для машин повышенной проходимости, имеющих полный привод 4Х4. Не только потому что они предназначены для езды по местности с тяжелыми дорожными условиями. Стоит машине, оснащенной тремя дифференциалами (два межколесных, один межосевой), хотя бы в одной из четырех точек потерять сцепление – величина крутящего момента остальных колес устремится к нулевому значению, и машина откажется ехать.

Избежать неприятностей помогает блокировка, которая может быть либо частичной, либо полной (зависит от степени перераспределения усилий между полуосями), а также либо ручной, либо автоматической (зависит от степени контроля со стороны водителя).

Хорошо себя зарекомендовали самоблокирующиеся дифференциалы, распределяющие крутящий момент, учитывая его разность на полуосях или исходя из значений угловых скоростей.

Наиболее сложным совершенным способом устранить недостатки узла является электронная блокировка, реализуемая на базе системы курсовой устойчивости, датчики которой контролирует все необходимые параметры во время движения автомобиля. На основе полученных данных работа автомобиля корректируется автоматически.

Безопасность прежде всего

Как известно, в гонках выигрывают те пилоты, которые теряют меньше времени на прохождение поворотов. Именно поэтому так много гоночных команд и инженеров делают всё возможное для увеличения скорости их прохождения.
В любом автомобиле стандартный дифференциал устанавливается для распределения энергии двигателя между ведущими колесами. Стандартный дифференциал передаёт энергию двигателя колесу, которое испытывает меньшее сопротивление кручению. Это позволяет ведущим колёсам в повороте вращаться с разной скоростью и тратить меньше энергии на сопротивление. Сопротивление возникает, так как колёса при повороте описывают разные окружности.

Однако, при прохождении поворота, когда автомобиль кренится на внешнюю сторону, происходит ослабление сцепления колёс внутренней стороны с дорогой. Колёса внутренней стороны "вывешиваются" из-за перераспределения веса, что вызывает избыточное вращение. Такая пробуксовка делает бесполезной попытку ускорения до тех пор, пока колёса не войдут в нормальное сцепление с дорогой. Дифференциал повышенного трения призван минимизировать такой вид пробуксовки.

Дифференциал повышенного трения
(дисковый тип)

Дифференциал повышенного трения по строению аналогичен нормальному дифференциалу.

Как Вы можете видеть, полуоси находятся в скользящем зацеплении с одной группой дисков (на картинке диск "В"), а корпус дифференциала с другой (на картинке диск "А"). Ось сателлитов заключена в камеру, созданную парой нажимных колец. Нажимные кольца находятся в скользящем зацеплении с корпусом. Передача момента от двигателя к полуосям происходит через распорные кольца, посредством зацепления дисков "А" с дисками "В". При появлении крутящего момента ось сателлитов "распирает" нажимные кольца, которые в свою очередь прижимают диски "В" к дискам "А". Таким образом, обе полуоси ведущего привода равномерно распределяют момент между колёсами. Степень прижима (блокировки) зависит от величины переданного двигателем крутящего момента. Этот эффект ограничивает проскальзывание разгруженного в сильном повороте колеса. Обеспечивая блокировку при ускорении и торможении, дифференциал повышенного терния работает как обычный при отсутствии передаваемого двигателем момента.

Виды дифференциалов повышенного трения (1 way, 1.5 way и 2 way)

Многие производители дифференциалов повышенного трения делят свою продукцию в соответствии с режимом работы на 1 way, 1.5 way и 2 way. Это деление зависит от вида разреза в камере под ось сателлитов. Форма разреза непосредственно влияет на работу ДПТ. 1 way означает, что из-за формы разреза блокировка дифференциала происходит только при ускорении. Дифференциал с индексом 2 way блокируется как при ускорении, так и при торможении. Дифференциал 1.5 way также как и 2 way блокирует и при ускорении и при замедлении, но блокировка при замедлении имеет более "мягкий" характер. Этот тип обеспечивает "щадящую" блокировку при торможении и лучше всего подходит для новичков, и менее эффективен, чем 2 way в профессиональном автоспорте. Самое эффективное применение данного типа — это ведущая ось переднеприводного автомобиля.

Краткий итог по типам ДПТ:

1. Применение типа 1.5 way целесообразнее всего на автомобилях для дорог общего пользования. Более мягкая блокировка при торможении позволяет плавно "смещать" автомобиль в повороте при замедлении (чем при использовании типа 2 way).
2. Применение типа 2 way обеспечивает оптимальную блокировку при ускорении и замедлении. Идеально подходит для дрифтинга, особенно для пилотов, которые предпочитают постоянную блокировку при прохождении поворотов. Основное применение типа 2 way — автоспорт.

Сравнение дифференциалов повышенного трения

На сегодняшний день существует большое количество типов ДПТ и их производителей.
Большинство дифференциалов повышенного трения применяемых в стандартной комплектации автомобиля, или опционно, имеют 2 сателлита. Такая конструкция не в состоянии обеспечить сильной блокировки, и скорее необходима для создания "спортивного" поведения автомобиля. Такая блокировка лучше, чем её отсутствие, но это не лучший вариант для профессиональных пилотов и для любителей дрифтинга.
Настоящий дифференциал повышенного трения должен иметь как минимум 4 сателлита. Во всём мире такая конструкция используется в ралли и в кольцевых автомобильных гонках. Линейность и степень блокировки ДПТ зависит от ряда параметров. Форма разреза камеры, размер дисков, коэффициент трения, порог срабатывания, характеристики смазочного масла — всё это влияет на характеристики ДПТ.
Виско-муфта, тип Торсена, винтовой тип — это типы ДПТ, которые устанавливают производители автомобиля. Эти типы широко распространены, так как имеют менее агрессивную степень блокировки и более просты в обслуживании, чем дисковые ДПТ. Однако, для достижения максимального контроля над автомобилем, например, в соревнованиях, производители автомобилей и тюнинг-ателье используют дифференциал дискового типа.

Прикрепленные файлы: 1 файл

осн.docx

В любом повороте, путь колеса оси, двигающегося по короткому (внутреннему) радиусу, меньше, чем путь другого колеса той же оси, которое проходит по длинному (внешнему) радиусу. В результате этого, угловая скорость вращения внутреннего колёса должна быть меньше угловой скорости вращения внешнего колеса. В случае с не ведущим мостом, выполнить это условие достаточно просто, так как оба колеса могут не быть связанными друг с другом и вращаться независимо. Но если мост ведущий, то необходимо передавать крутящий момент одновременно на оба колеса (если передавать момент только на одно колесо, то возможность управления автомобилем по современным понятиям будет очень плохой). При жесткой же связи колёс ведущего моста и передачи момента на единую ось обоих колёс, автомобиль не мог бы нормально поворачивать, так как колеса, имея равную угловую скорость, стремились бы пройти один и тот же путь в повороте. Дифференциал позволяет решить эту проблему: он передаёт крутящий момент на раздельные оси обоих колёс (полуоси) через свой планетарный механизм с любым соотношением угловых скоростей вращения полуосей. В результате этого, автомобиль может нормально двигаться и управляться как на прямом пути, так и в повороте.

Дифференциал - это механическое устройство, которое передает крутящий момент с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга. Такая передача момента возможна благодаря применению так называемого планетарного механизма. В автомобилестроении, дифференциал является одной из ключевых деталей трансмиссии. В первую очередь он служит для передачи момента от коробки передач к колёсам ведущего моста.

Однако, ввиду физики устройства, у планетарного механизма есть очень нехорошее свойство: он стремится передать полученный крутящий момент туда, куда легче. Например, если оба колеса моста имеют одинаковое сцепление с дорогой и усилие, необходимое для раскручивания каждого из колёс одинаковое, дифференциал будет распределять крутящий момент равномерно между колёсами. Но стоит только появится ощутимой разнице в сцеплении колёс с дорогой (например, одно колесо попало на лёд, а другое осталось на асфальте), как дифференциал тут же начнёт перераспределять момент на то колесо, усилие для раскрутки которого наименьшее (то есть на то, которое находится на льду). В результате, колесо, находящееся на асфальте перестанет получать крутящий момент и остановится, а колесо, находящееся на льду примет на себя весь момент и будет вращаться с увеличенной угловой скоростью, причем планетарный механизм будет играть роль редуктора, повышающего скорость вращения этого колеса. Естественно, это явление сильно ухудшает проходимость и управляемость автомобиля. Ведь по логике вещей, в рассмотренной ситуации момент желательно передавать на колесо, расположенное на асфальте, чтобы автомобиль мог продолжить движение.

В полноприводных автомобилях дифференциалом обычно оборудованы два моста, а зачастую дифференциал можно обнаружить еще и между мостами (межосевой дифференциал). Таким образом, мы получаем схему трансмиссии, в которой присутствуют целых три дифференциала: два мостовых и один межосевой. Последний необходим для постоянного движения с полным приводом и передачей момента на все четыре колеса. Ведь в повороте колёса рулевого моста (обычно переднего) имеют совсем другие угловые скорости, нежели чем колёса заднего моста. Межосевой дифференциал призван передавать крутящий момент от коробки передач к обоим ведущим мостам с разным соотношением угловых скоростей. Такая схема с тремя дифференциалами является одной из самых распространённых схем для постоянного полного привода (Full time 4WD).

2. Алгоритм блокировки дифференциала

Основной целью блокировки дифференциала является передача необходимого крутящего момента обоим его потребителям (полуосям или карданам). Существуют принципиально разные методы решения данной задачи.

Полная (100%-я) ручная блокировка.

При таком типе блокировки, дифференциал фактически перестаёт выполнять свои функции и превращается в простую муфту, жестко связывающую полуоси (или карданы) между собой и передающую им одинаковый крутящий момент с одинаковой угловой скоростью. Для того, чтобы полностью заблокировать классический дифференциал, достаточно либо заблокировать возможность вращения сателлитов, либо жестко соединить между собой чашку дифференциала с одной из полуосей. Такая блокировка как правило реализована при помощи пневматического, электрического или гидравлического привода, управляемого водителем из салона автомобиля. Применяется как для мостовых, так и для межосевых дифференциалов. На картинке изображена схема блокировки компании ARB для мостового дифференциала, в которой блокируются сателлиты.

3. Виды автоматической блокировки дифференциалов

Кулачковые и зубчатые автоматические блокировки.

Принцип работы этих блокировок достаточно прост. Вместо классического шестеренчатого планетарного механизма используются кулачковые или зубчатые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке заклиниваются и блокируют полуоси друг с другом. Нетрудно себе представить, что происходит с автомобилем при срабатывании такой блокировки в повороте.

Некоторые экземпляры просто отключают одну из полуосей в момент возникновения небольшой разницы скоростей. Именно поэтому, штатно такими блокировками оборудуются только дифференциалы военной и специальной техники (БТР и. т. п.)

На картинках изображены (слева направо): кулачковая блокировка отечественного производства (БТР 60), Detroit Locker и Detroit E-Z Locker (компания Tractech).

Довольно часто фрикционные блоки подпружинивают. Такие дифференциалы штатно устанавливаются в задний мост многих внедорожников - Toyota 4Runner (Hilux Surf), Nissan Terrano, Kia Sportage и. т. п. Американская компания ASHA Corp. пошла дальше, снабдив пакет фрикционов LSD дифференциала устройством блокировки, состоящего из насоса с поршнем (Героторный дифференциал). При возникновении разности в угловых скоростях полуоси и чашки насос нагнетает масло (жидкость) на поршень и сдавливает фрикционный блок, тем самым блокируя дифференциал. Данная конструкция получила название Gerodisk (Hydra-Lock) и штатно устанавливается на внедорожники Chrysler (на картинке слева). Практически для всех friction based дифференциалов необходимо применять специальное масло, которое содержит присадки, обеспечивающие нормальную работу фрикционных блоков.

Torque sensitive differentials.

А вот компания Zexel Torsen в своём дифференциале T-2 предложила немного другую компоновку по сути, того же устройства (на картинке справа). Благодаря своей необычной конструкции, парные сателлиты соединены между собой со внешней стороны солнечных шестерней. По сравнению с первым типом, эти дифференциалы имеют меньший диапазон работы блокировки, однако они более чувствительны к разнице передаваемого момента и срабатывают раньше (начиная от 1.4/1). Компания Tractech недавно выпустила мостовой torque sensitive дифференциал Electrac, снабженный принудительной электроприводной блокировкой.

Межколесные дифференциалы является составной частью ведущего моста. Они обеспечивают качение ведущих колес с разными угловыми скоростями на поворотах, когда колеса проходят разные по длине пути. Качение колес с разными угловыми скоростями может потребоваться даже при прямолинейном движении, вследствие эксплуатационного изменения радиуса колес, например, из-за разного давления в шинах, разной степени изношенности шин или различиях в нагрузках на колеса.

Вместе с этим, дифференциал еще и распределяет крутящий момент на оба ведущих колеса, причем это распределение может быть как симметричным (50:50), когда применяется простой симметричный дифференциал, так и допускающим существенное различие в величине момента до 2-4 раз за счет применения дифференциала повышенного трения или самоблокирующегося дифференциала.

Межколесные дифференциалы и самоблокирующиеся дифференциалы

Разница угловых скоростей колес одной оси, возникающая, к примеру, при прохождении поворота, компенсируется с помощью межколесного конического дифференциала (рис. 9 «Обычный межколесный конический дифференциал«). Однако у автомобилей с традиционным дифференциалом есть один существенный недостаток, который выражается в ухудшении тяги из-за прокручивания одного из ведущих колес при попадании на скользкую поверхность, щебень и т.п. В этом случае весь крутящий момент двигателя направляется на прокручивающееся колесо. Другое колесо остается неподвижным и автомобиль просто не может тронуться с места.

Чтобы устранить этот недостаток, многие производители начали оснащать свои автомобили соответствующими системами блокировки межколесного дифференциала. Существуют варианты блокировки с геометрическим или силовым замыканием, в зависимости от типа автомобиля и схемы привода колес.

Блокировка межколесного дифференциала с геометрическим замыканием

Блокировка межколесного дифференциала с геометрическим замыканием (рис. 10 «Дифференциал, имеющий блокировку с геометрическим замыканием«) позволяет уравнивать частоты вращения колес путем установления жесткой связи между корпусом дифференциала (1) и одной из полуосей (3) с помощью скользящей муфты (2).

Блокировка межколесного дифференциала с силовым замыканием

Блокировка межколесного дифференциала с силовым замыканием обеспечивается так называемым самоблокирующимся дифференциалом или дифференциалом с ограничением проскальзывания. На рисунке 11 изображен самоблокирующийся дифференциал ZF серии DL.

Помимо деталей, типичных для любого дифференциала, он оснащен двумя симметрично расположенными нажимными кольцами и многодисковыми муфтами. Нажимные кольца (2) и наружные диски муфт (3) жестко соединены с корпусом дифференциала (8), в то время как внутренние диски муфт (4) входят в зацепление с конической шестерней полуоси (5).

Самоблокирующее действие дифференциала проявляется при передаче крутящего момента через оба нажимных кольца на полуоси. При этом в результате перемещения нажимных колец относительно сателлитов дифференциала (6) кольца отжимаются наружу и пакеты дисков сжимаются. При разнице частоты вращения ведущих колес между наружными и внутренними дисками возникает трение, в результате чего колесо, вращающееся медленнее, увлекается колесом, которое вращается быстрее.

Блокирующее действие всегда находится в постоянном соотношении с крутящим моментом от двигателя. Это соотношение, часто называемое коэффициентом блокировки (к примеру, 40 %), зависит от количества дисков и угла наклона клиновых поверхностей на нажимных кольцах.

При наличии автоматической системы регулировки привода ведущих колес (ASR) система блокировки межколесных дифференциалов имеет электронное управление и гидравлический привод. На рисунке 12 в качестве примера изображен автоматический самоблокирующийся дифференциал (ASD) производства Mercedes-Benz.

Этот дифференциал также имеет два симметрично расположенных пакета дисков (1). Однако при этом блокирующее действие реализуется не с помощью нажимных колец, а исключительно за счет усилия на зубьях сателлитов дифференциала (2). Кроме этого, с каждой стороны расположено по одному кольцевому поршню (3), на которые действует давление гидравлической системы. Такой поршень воздействует через наружный шарикоподшипник (4) на полуось (5) и отводит ее вместе с конической шестерней (6) полуоси наружу. Благодаря этому увеличивается усилие прижима на пакете дисков и, тем самым, коэффициент блокировки, который может достигать 100 % (полная блокировка).

Работающая автоматически система активизирует дополнительную гидравлическую блокировку только в случае необходимости. При этом команды на подключение формируются и выдаются электронным блоком.

На современных легковых автомобилях в качестве межколесных дифференциалов используются также несимметричные самоблокирующиеся дифференциалы с одной единственной фрикционной муфтой. Несимметричность проявляется в том, что сателлиты дифференциала испытывают различную нагрузку в зависимости от направления поворота, или даже в том, что коэффициент блокировки может быть различным в зависимости от частоты вращения колес (левый или правый поворот).

На рисунке 13 изображен межколесный дифференциал с электронным управлением и гидравлической многодисковой муфтой, несимметрично расположенной между корпусом дифференциала и полуосью.

Вязкостная муфта (вязкостная блокировка)

Самоблокирующийся дифференциал Torsen

Название Torsen, используемое компанией Gleason для обозначения дифференциалов такой конструкции, происходит от английских слов Torque Sensing (распознавание крутящего момента). В этом дифференциале используется принцип червячной передачи (рис. 16 «Самоблокирующийся дифференциал Torsen«).

Основное правило состоит в том, что в червячной передаче только червяк может приводить в движение червячное колесо, но не наоборот.

Однако, изменив угол подъема червяка, можно добиться того, чтобы червяк приводился в движение червячным колесом (к примеру, в рулевом управлении с червячным механизмом). Это означает: чем круче угол подъема червяка, тем меньше самоторможение механизма.

Конструкция и принцип действия самоблокирующегося дифференциала Torsen

В корпусе дифференциала расположены три пары осей, каждая с двумя червячными колесами и четырьмя цилиндрическими шестернями, а также два червяка. Каждое червячное колесо жестко соединено со своими двумя цилиндрическими шестернями.

Один червяк соединен с ведущей шестерней привода передних колес, а другой — с фланцем вала привода задних колес.

Приводимый в движение корпус дифференциала через оси червячных колес захватывает червячные колеса. Они, в свою очередь, приводят в движение оба червяка привода передних и задних колес.

При возникновении разницы частоты вращения (к примеру, при прохождении поворота) уравнивание частоты вращения передних и задних колес производится с помощью цилиндрических шестерен.

Вращающийся быстрее червяк приводит в движение три червячных колеса. Находящиеся в зацеплении цилиндрические шестерни захватывают три других шестерни и, соответственно, начинают вращать второй червяк с более низкой скоростью. В результате предотвращается прокручивание колес с меньшим сцеплением с грунтом.

Муфта Haldex

Другой вариант многодисковых муфт с распознаванием частоты вращения — это муфта Haldex, используемая компаниями Volkswagen и Volvo на автомобилях с постоянным полным приводом.

Муфта Haldex (рис. 17) имеет функцию регулировки. В процессе регулировки процессор учитывает также дополнительные данные. Решающее значение для распределения крутящего момента имеет не только проскальзывание, но и уровень динамики движения автомобиля. Процессор получает данные с датчиков угловой скорости колес ABS и системы управления двигателем по шине CAN. Эти данные дают процессору всю необходимую информацию о скорости, режиме движения (прохождение поворота, тяга или накат), благодаря чему он может адекватно оценить ситуацию движения.

По сравнению с вязкостной муфтой преимущество переключаемой многодисковой муфты состоит в отсутствии перекоса в трансмиссии и быстром разъединении передних и задних колес при торможении. Это делает муфту Haldex совместимой с современными системами регулировки динамики движения, к примеру ESP. Возможна даже буксировка автомобиля с приподнятыми над дорогой колесами.

Межосевые дифференциалы

На полноприводных автомобилях между передними и задними колесами также должен быть установлен дифференциал, который (как в случае с межколесными дифференциалами) обеспечивал бы компенсацию разницы частоты вращения между ведущими колесами.

Во избежание потери силы тяги на ведущих колесах этот дифференциал (также называемый межосевым или средним дифференциалом) может быть выполнен в виде самоблокирующегося дифференциала или оснащен подключаемой блокировкой дифференциала.

Однако различия возникают там, где в качестве межосевого дифференциала используется планетарная передача. В этом случае крутящий момент в незаблокированном состоянии неравномерно распределяется между передними и задними колесами. Это происходит в зависимости от передаточного отношения планетарной передачи, то есть от соотношения количества зубьев солнечной и коронной шестерен.

В полноприводных автомобилях в большинстве случаев крутящий момент должен распределяться между передними и задними колесами по-разному. В связи с этим в качестве межосевого дифференциала используется преимущественно планетарная передача с несимметрично расположенным элементом блокировки (вязкостная муфта в качестве самоблокирующегося дифференциала или многодисковая муфта в качестве подключаемой блокировки дифференциала).

Планетарными межосевыми дифференциалами оснащены, к примеру, раздаточные коробки ZF и Mercedes-Benz (рис. 3 и 8), а также коробки передач МТХ 75 4×4 производства Ford и G 64 производства Porsche (рис. 5 и 7).

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Эта статья размещена в главе Трансмиссия и называется Межколесные дифференциалы. Добавьте в закладки ссылку.

Читайте также: