Требования к дифференциалу

Дифференциалом называется механизм трансмиссии, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колёсами и ведущими мостами автомобиля.

В зависимости от типа и назначения автомобилей применяются различные типы дифференциалов.

По расположению в трансмиссии:

- межколёсный;

- межосевой.

По внутреннему трению:

- малого трения;

- повышенного трения,

По распределению крутящего момента:

- симметричный;

- несимметричный.

По конструкции:

- шестерённый;

- кулачковый;

- червячный.

К дифференциалу предъявляются дополнительные требования, в соответствии с которым он должен:

- распределять крутящий момент между ведущими колёсами и мостами в пропорции, обеспечивающей автомобилю наилучшие тягово-скоростные свойства, проходимость, управляемость и устойчивость;

- иметь минимальные габаритные размеры.

Дифференциал представляет собой планетарный механизм, который включает в себя три звена – корпус (водило), сателлиты и полуосевые шестерни.

При неподвижном корпусе кинематический параметр дифференциала (внутреннее передаточное число) равно:

p= ,

где z₁, z₂ – числа зубьев полуосевых шестерён;

ω₁, ω₂, ω_д – угловые скорости полуосевых шестерён и корпуса

дифференциала.

Из этого равенства получим уравнение кинематики дифференциала:

ω₁ - рω₂=(1-р)ω_д.

При равенстве числа зубьев полуосевых шестерён кинематический параметр р=-1 и такой дифференциал является симметричным, так как знак «-» указывает на вращение полуосевых шестерён в разные стороны при остановленном корпусе дифференциала.

При разном числе зубьев полуосевых шестерён кинематический параметр р≠1 и дифференциал является несимметричным. Кинематическое уравнение симметричного дифференциала имеет следующий вид: ω₁+ω₂=2ω_д.

Из этого уравнения следует:

ω₁=ω₂=ω_д – при прямолинейном движении автомобиля;

ω₁<ω₂; ω<ω₁ – при поворотах автомобиля в разные стороны.

Симметричный дифференциал распределяет поровну крутящий момент между ведущими колёсами. Это его свойство обеспечивает хорошую устойчивость и управляемость автомобилю при движении на хороших дорогах с твёрдым покрытием. Однако, оно ухудшает проходимость автомобиля. Так, например, если одно из ведущих колёс находится на участке дороги с малым коэффициентом трения, а другое – с большим, то при трогании автомобиля с места, колесо с большим сцеплением стоит на месте, а с меньшим – буксует. Для устранения этого недостатка применяют принудительную блокировку дифференциала – его выключение.

Принудительная блокировка дифференциала обеспечивает полное использование по сцеплению тяговой силы на ведущих колёсах. При слишком частом пользовании блокировкой дифференциала возникает временная перегрузка полуосей, ухудшается устойчивость автомобиля и затрудняется его управляемость. Следовательно, своевременное включение блокировки дифференциала должно проводиться только при преодолении труднопроходимых мест.

Распределение крутящего момента между ведущими колёсами автомобиля характеризует коэффициент блокировки дифференциала (к_б), который равен отношению момента М_от на отстающем колесе к моменту М_заб на забегающем колесе.

Для симметричного дифференциала

М_от=0,5(М_д+М_тр); М_заб=0,5(М_д-М_тр),

где М_тр=М_от-М_заб – момент трения в дифференциале.

Коэффициент блокировки симметричного дифференциала

К_б= .

Для несимметричного дифференциала

М_от= М_заб=

где z_заб, z_от – числа зубьев соответственно на забегающей и отстающей

полуосевых шестернях.

Для кулачкового дифференциала

М_от= М_заб=

где n_заб, n_от – число кулачков на забегающей и отстающей звёздочках

полуосей.

Коэффициент блокировки дифференциала зависит от потерь на трение в дифференциале. Так, для дифференциалов малого трения к_б =0,5…2.0. а для дифференциалов повышенного трения к_б =2,5…8,0.

Трение в дифференциале позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший на буксующее, что может предотвратить буксование. В этом случае за счёт трения в дифференциале суммарная тяговая сила на двух ведущих колёсах автомобиля достигает максимального значения:

Р_{т мах}=2Р_{сц min} + ,

где Р_{сц min} – тяговая сила на колесе с меньшим сцеплением;

r_к – радиус колеса.

Поиск по сайту: