В трансмиссии многоосных и полноприводных автомобилей используется механизм распределения крутящего момента между ведущими мостами – межосевой дифференциал.Все об этом механизме, его назначении, конструкции, принципе работы, а также ремонте и обслуживании читайте в статье.
Что такое межосевой дифференциал?
Межосевой дифференциал — узел трансмиссии колесных транспортных средств с двумя и более ведущими мостами;Механизм, разделяющий крутящий момент, поступающий от карданного вала, на два независимых потока, которые затем подаются на редукторы ведущих мостов.
В процессе движения автомобилей и колесных транспортных средств с несколькими ведущими осями возникают ситуации, требующие вращения колес разных осей с разной скоростью.Например, у полноприводных автомобилей колеса передней, промежуточной (для многоосных автомобилей) и задней осей имеют неодинаковую угловую скорость при повороте и маневрировании, при движении по дорогам с уклоном и по неровностям дорожного покрытия и т. д. Если бы все ведущие мосты имели жесткое соединение, то в таких ситуациях некоторые колеса скользили бы или, наоборот, буксовали, что существенно ухудшало бы эффективность преобразования крутящего момента и в целом отрицательно влияло бы на движение транспортных средств.Чтобы предотвратить подобные проблемы, в трансмиссию легковых автомобилей и автомобилей с несколькими ведущими мостами вводят дополнительный механизм – межосевой дифференциал.
Межосевой дифференциал выполняет несколько функций:
● Разделение крутящего момента, поступающего от карданного вала, на два потока, каждый из которых подается на редуктор одного ведущего моста;
● Изменение крутящего момента, подаваемого на каждую ось, в зависимости от нагрузок, действующих на колеса, и их угловых скоростей;
● Блокировка дифференциалов – разделение крутящего момента на два строго равных потока для преодоления сложных участков дороги (при движении по скользкой дороге или бездорожью).
Свое название этот механизм получил от латинского дифференциа – различие или различие.В процессе работы дифференциал делит входящий поток крутящего момента на две части, причем моменты в каждом из потоков могут существенно отличаться друг от друга (вплоть до того, что весь входящий поток течет в одну ось, а во вторую - ничего). оси), но сумма моментов в них всегда равна приходящему моменту (или почти равна, так как часть момента теряется в самом дифференциале из-за сил трения).
Межосевой дифференциал трехосных автомобилей обычно располагается на промежуточной оси.
Межосевые дифференциалы применяются на всех автомобилях и машинах с двумя и более ведущими мостами.Однако расположение этого механизма может отличаться в зависимости от колесной формулы и особенностей трансмиссии автомобиля:
● В раздаточной коробке – применяется в автомобилях 4х4, 6х6 (возможны варианты как с приводом только передней оси, так и с приводом всех осей) и 8х8;
● В промежуточном ведущем мосту – чаще всего используется в автомобилях с колесной формулой 6×4, но встречается и в четырехосных автомобилях.
Межосевые дифференциалы, независимо от места расположения, обеспечивают возможность нормальной эксплуатации автомобиля в любых дорожных условиях.Неисправности или исчерпание ресурса дифференциала отрицательно влияют на работу автомобиля, поэтому их следует устранять как можно скорее.Но прежде чем ремонтировать или полностью заменять этот механизм, необходимо разобраться в его конструкции и работе.
Виды, устройство и принцип работы межосевого дифференциала
В различных автомобилях используются межосевые дифференциалы, построенные на основе планетарных механизмов.В целом агрегат состоит из корпуса (обычно состоящего из двух чашек), внутри которого находится крестовина с сателлитами (коническими шестернями), соединенная с двумя полуосевыми шестернями (шестернями ведущего моста).Корпус соединен посредством фланца с карданным валом, от которого получает вращение весь механизм.Шестерни соединены посредством валов с ведущими шестернями главных передач своих осей.Вся эта конструкция может размещаться в собственном картере, установленном на картере промежуточного ведущего моста, или в корпусе раздаточной коробки.
Центральный дифференциал работает следующим образом.При равномерном движении автомобиля по дороге с ровным и твердым покрытием крутящий момент от карданного вала передается на корпус дифференциала и крестовину с закрепленными в нем сателлитами.Поскольку сателлиты входят в зацепление с шестернями полуосей, они оба также приходят во вращение и передают крутящий момент на свои оси.Если по какой-либо причине колеса одной из осей начинают тормозить, полуосевая передача, связанная с этим мостом, замедляет свое вращение – сателлиты начинают катиться по этой шестерне, что приводит к ускорению вращения вторая полуосевая передача.В результате колеса второй оси приобретают увеличенную относительно колес первой оси угловую скорость – это компенсирует разницу осевых нагрузок.
Конструкция межосевого дифференциала грузового автомобиля
Межосевые дифференциалы могут иметь некоторые конструктивные отличия и особенности эксплуатации.Прежде всего, все дифференциалы делятся на две группы по особенностям распределения крутящего момента между двумя потоками:
● Симметричный – распределяйте момент между двумя потоками равномерно;
● Асимметричный – момент распределяется неравномерно.Это достигается применением полуосевых шестерен с разным количеством зубьев.
При этом практически все межосевые дифференциалы имеют механизм блокировки, обеспечивающий принудительную работу агрегата в режиме симметричного распределения крутящего момента.Это необходимо для преодоления сложных участков дорог, когда колеса одной оси могут оторваться от дорожного покрытия (при преодолении ям) или потерять сцепление с ним (например, поскользнуться на льду или в грязи).В таких ситуациях весь крутящий момент передается на колеса этой оси, а колеса, имеющие нормальную тягу, вообще не вращаются – машина просто не может продолжать движение.Механизм блокировки принудительно распределяет крутящий момент поровну между осями, не позволяя колесам вращаться с разной скоростью – это позволяет преодолевать сложные участки дороги.
Существует два типа блокировки:
● Руководство;
● Автоматический.
В первом случае дифференциал блокируется водителем с помощью специального механизма, во втором случае блок самоблокируется при возникновении определенных условий, которые описаны ниже.
Механизм блокировки с ручным управлением обычно выполнен в виде зубчатой муфты, которая расположена на зубьях одного из валов и может входить в зацепление с корпусом агрегата (с одной из его чаш).При движении муфта жестко соединяет вал и корпус дифференциала – в этом случае эти детали вращаются с одинаковой скоростью, и на каждую из осей приходится половина общего крутящего момента.Управление механизмом блокировки в грузовых автомобилях чаще всего осуществляется с пневматическим приводом: зубчатая муфта перемещается с помощью вилки, управляемой штоком пневмокамеры, встроенной в картер дифференциала.Воздух в камеру подается специальным краном, управляемым соответствующим переключателем в кабине автомобиля.У внедорожников и другой техники без пневмосистемы управление механизмом блокировки может быть механическим (с помощью системы рычагов и тросов) или электромеханическим (с помощью электродвигателя).
Самоблокирующиеся дифференциалы могут иметь механизмы блокировки, контролирующие разницу крутящих моментов или разницу угловых скоростей ведущих мостов.В качестве таких механизмов могут использоваться вискомуфты, фрикционные или кулачковые муфты, а также дополнительные планетарные или червячные механизмы (в дифференциалах типа Torsen) и различные вспомогательные элементы.Все эти устройства допускают определенную разницу крутящих моментов на мостах, выше которой они блокируются.Мы не будем здесь рассматривать устройство и работу самоблокирующихся дифференциалов – сегодня существует множество реализаций этих механизмов, подробнее о них можно узнать в соответствующих источниках.
Конструкция межосевого дифференциала грузового автомобиля
Вопросы обслуживания, ремонта и замены межосевого дифференциала
Межосевой дифференциал в процессе эксплуатации автомобиля испытывает значительные нагрузки, поэтому со временем его детали изнашиваются и могут выйти из строя.Чтобы обеспечить нормальную работу трансмиссии, данный узел необходимо регулярно проверять, обслуживать и ремонтировать.Обычно при плановом обслуживании дифференциал разбирают и подвергают дефектовке, все изношенные детали (шестерни с изношенными или раскрошившимися зубьями, сальники, подшипники, детали с трещинами и т. д.) заменяют новыми.В случае серьезной поломки механизм меняется полностью.
Чтобы продлить срок службы дифференциала, необходимо регулярно менять в нем масло, чистить сапуны, проверять работу привода механизма блокировки.Все эти работы проводятся в соответствии с инструкцией по техническому обслуживанию и ремонту автомобиля.
При регулярном обслуживании и правильной работе межосевого дифференциала автомобиль будет чувствовать себя уверенно даже в самых сложных дорожных условиях.
Время публикации: 14 июля 2023 г.