Сайт за кермом

Як влаштований диференціал? Чому одне колесо буксує, а інше стоїть на місці? Чи можна передати весь крутний момент на одне колесо?

ЕКСКУРС В ІСТОРІЮ

Перші конструкції, принципом роботи нагадують диференціал, з'явилися в Китаї ще до нашої ери. У 1720 році Джозеф Вільямсон використовував диференційний механізм в годинах, трохи більше століття тому Річард Робертс запатентував диференціал для дорожньої техніки. 1897 рік: диференціал вперше встановлений на паровий автомобіль Ширера. Початок 80-х років минулого століття: самоблокувалися диференціали приходять в автоспорт, а потім поступово переселяються і на дорожні версії. На сьогоднішніх автомобілях розподіл крутного моменту по колесах все частіше контролює електроніка.

ЩО ТАКЕ ДИФЕРЕНЦІАЛ?

Пристрій вільного диференціала:

Пристрій вільного диференціала

1 - шестерні піввісь;

2 - ведена шестерня головної передачі;

3 - провідна шестерня головної передачі;

В автомобілі цей пристрій ділить крутний момент між правим і лівим колесами (такий диференціал називають міжколісним) або між передньою і задньою осями (міжосьовий диференціал). Пристрій корисне, наприклад, в поворотах, коли внутрішнє колесо обертається повільніше зовнішнього. І одночасно шкідливий, коли автомобіль безпорадно буксує в багнюці або на льоду.

ЯК ПРАЦЮЄ ДИФЕРЕНЦІАЛ

Крутний момент через ведену шестерню головної передачі передається на корпус і сателіти, які знаходяться в зачепленні з шестернями піввісь. Коли колеса крутяться з однаковою швидкістю, сателіти нерухомі щодо своєї осі (рис. А):

Та тільки-но кутові швидкості починають різнитися - одна з покришок пробуксовує або автомобіль проходить поворот, - сателіти починають рухатися, компенсуючи різницю в оборотах правого і лівого коліс (рис. Б):

СПІРНІ МОМЕНТИ

Щоб реалізувати крутний момент на колесі, повинна бути протидіє сила. Один з найбільш наочних прикладів - колодязь. Протидіє силу в цьому випадку створює відро з водою, який тягне своєю вагою мотузку вниз. Щоб підняти відро, потрібно докласти достатнє зусилля до ручки. Якраз це зусилля, помножене на плече (в цьому випадку - довжина ручки колодязя), і називають крутним моментом.

А що станеться, якщо мотузка обірветься? Відро впаде, а разом з ним піде і протидіюча сила. А коли немає протидії, немає і крутного моменту. Барабан буде крутитися вхолосту, не роблячи ніякої корисної роботи. Точно так само відбувається, коли одне з коліс потрапляє на слизьке покриття. Протидіюча сила практично відсутня, адже колеса нема за що зачепитися, отже, падає до нуля і крутний момент. Так як вільний диференціал ділить тягу навпіл, то ж відбувається і на сусідньому колесі.

Підняти крутний момент просто: потрібно створити протидіє силу, наприклад притримати, створивши блокування, протилежне колесо, що буксує.

Перевірте СЕБЕ

Перед вами схема класичного постійного повного приводу з трьома вільними симетричними диференціалами (наприклад, трансмісія «Шевроле-Нива»):

У звичайних умовах момент рівномірно розходиться на всі чотири колеса - по 25% на кожну. Одне з коліс потрапило на ідеально гладкий лід. Коефіцієнт зчеплення падає до нуля, крутний момент теж. А яким буде його значення на трьох інших колесах? Чи зміниться щось, якщо заблокувати міжосьовий диференціал?

Вільний симетричний диференціал ділить крутний момент між колесами порівну. Відповідно, якщо він не реалізований на одному колесі, то немає його і на іншому. Між осями встановлено такий же симетричний диференціал. Значить, якщо на задній осі крутний момент дорівнює нулю, то таке ж значення і на передній. Таким чином, тяга на всіх провідних відсутня - одне колесо безпорадно крутиться, а інші стоять нерухомо.

Заблокуємо диференціал - вийшла жорстка зв'язок між осями. Тепер на передніх колесах крутний момент як і раніше нуль, а вся тяга йде назад - відповідно по 50% на кожне колесо.

ЯКІ ЩЕ БУВАЮТЬ диференціалом?

Вільний симетричний диференціал на сучасних автомобілях найчастіше використовують як міжколісний. Між осями крутний момент зазвичай перерозподіляють несиметричні диференціали (ділять тягу не порівну) - підвищеного тертя і керовані електронікою. Вони складніше і дорожче, ніж класичний варіант, але в більшості випадків при правильному налаштуванні допомагають ефективніше розподіляти крутний момент. Диференціали встановлюють навіть на радіокеровані моделі. Пристрій і принцип їх роботи - як у справжніх (на фото).