Типы дифференциалов.

В основном применяют дифференциалы трех типов - шестеренные, кулачковые и червячные. Дифференциал может быть простой или самоблокирующийся (дифференциал повышенного трения или с механизмом свободного хода). Шестеренные дифференциалы относятся к простым, а кулачковые и червячные к дифференциалам повышенного трения.

Дифференциал, распределяющий крутящий момент между полуосями, называют симметричным или несимметричным в зависимости от того, распределяет он крутящий момент между полуосями поровну или не поровну.

Конический симметричный дифференциал. На рис. 145 по казаны детали наиболее широко применяемого на автомобилях шестеренного конического дифференциала, устанавливаемого между полуосями ведущих колес. Две чашки 1 и 5 дифференциала стянуты болтами 6. На коробке дифференциала закреплено ведомое колесо главной передачи, приводящее коробку во вращение. Между чашками дифференциала зажата крестовина 8, на шипах которой свободно посажены и могут вращаться прямозубые конические зубчатые колеса.

Рис. 145 - Детали симметричного дифференциала:

1 и 5 - чашки дифференциала; 2 и 7 - шайбы; 3 - полу осевые зубчатые колеса; 4 - сателлиты; 6 - болт крепления чашек дифференциала; 8 - крестовина называемые сателлиты 4, находящиеся в зацеплении с двумя коническими полуосевыми зубчатыми колесами 3. Последние внутренними шлицами соединены со шлицевыми концами полуосей, свободно проходящих через отверстия в коробке дифференциала. На наружных концах полуосей установлены колеса. Для уменьшения трения под торцовые поверхности сателлитов и полуосевых зубчатых колес подложены шайбы 2 и 7.

При вращении коробки 7 (рис. 146) дифференциала она через сателлиты 5 и 9, полуосевые зубчатые колеса 2 и 6 вращает полуоси 1 и 8. Передача крутящего момента происходит в следующем порядке: через ведомое• колесо 3 главной передачи, коробку 7 дифференциала, ось 4 сателлитов, сателлиты 5 и 9, полуосевые зубчатые колеса 2 и 6, полуоси 1 и 8. Сателлиты, кроме того, могут вращаться на своих осях, поэтому они могут изменять частоту вращения полуосевых зубчатых колес относительно коробки дифференциала.

Если сателлиты не вращаются на оси, то обе полуоси вращаются с одинаковой частотой вращения. Это происходит при движении автомобиля по прямой и ровной дороге, когда задние колеса при одинаковом сопротивлении качению проходят одинаковый путь и имеют, следовательно, одинаковую частоту вращения (рис. 146, а). При повороте автомобиля, например, вправо сателлиты, вращаясь на своих осях, обкатываются по полуосевым зубчатым колесам и увеличивают частоту вращения полуосевого зубчатого колеса 2 и связанных с ним полуоси 1 и колеса. Одновременно частота вращения полуосевого зубчатого колеса 6 уменьшается. При этом понижается частота вращения полуоси 8 и колеса (рис. 146,6), связанных с зубчатым колесом 6. Частота вращения коробки дифференциала всегда остается равной полу сумме частот вращения левой и правой полуосей.

В заднем ведущем мосту автомобилей Г АЗ-53А, Г АЗ-53-12 установлен симметричный конический дифференциал, коробка которого состоит из двух чашек. Как уже указывалось, ведомое колесо 22 (см. рис. 142) главной передачи прикреплено к фланцу коробки дифференциала, вращающейся на двух роликоподшипниках. Чтобы конструкция была прочной и имела малые габаритные размеры, число сателлитов доведено до четырех. Полуосевые зубчатые колеса надеты на шлицы полуосей, которые центрированы в гнездах, расточенных в коробке дифференциала.

Детали дифференциала необходимо смазывать, так как они нагружаются значительными силами. Для улучшения подвода смазочного материала к этим деталям и повышения износостойкости опорных шайб сателлитов на коробке дифференциала установлен маслоуловитель 3 (см. рис. 142). Дифференциалы легковых автомобилей имеют обычно два сателлита, а грузовых и автобусов - четыре.

Рис. 146 - Схемы работы дифференциала:

а - при движении автомобиля по прямой; б - при движении автомобиля на повороте; 1 и 8 - полуоси; 2 и 6 - полуосевые зубчатые колеса; 3 - ведомое колесо главной передачи; 4 - ось сателлитов; 5 и 9 - сателлиты; 7 - коробка дифференциала.

Межосевой дифференциал автомобилей семейства КамАЗ. В автомобилях с двумя ведущими задними мостами применяют межосевой дифференциал. В качестве примера рассмотрим межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ-5320. Картер 12 (рис. 147, а) межосевого дифференциала прикреплен к картеру главной передачи промежуточного моста. Передняя чашка 13 межосевого дифференциала болтами соединена с задней чашкой. Внутри помещен дифференциальный механизм, в который входят сателлиты с крестовиной, коническое зубчатое колесо 23 привода промежуточного моста и колесо 24 привода заднего моста.

Зубчатое колесо 23 шлицами постоянно находится в зацеплении с ведущей конической шестерней 17 главной передачи промежуточного моста, а колесо 24 - с валом 18, передающим вращение главной передаче заднего моста. Зубчатое колесо 23 имеет наружные зубья, с которыми в постоянном зацеплении находятся внутренняя зубчатая муфта 22 и муфта 21 блокировки дифференциала. При передвижении вилкой 15 муфты 22 вперед она скользит по наружным зубьям внутренней муфты и входит в зацепление с наружными зубьями правой чашки дифференциала, соединяя зубчатое колесо 23 с корпусом дифференциала, осуществляя блокировку межосевого дифференциала.

Для предотвращения выключения механизма блокировки внутренняя зубчатая муфта 22 имеет снаружи два зубчатых венца, причем толщина зубьев наружного венца на 0,4 мм больше толщины зубьев внутреннего венца. Для включения механизма блокировки водитель, открывая кран, направляет сжатый воздух между крышкой и браной 30 механизма блокировки (рис. 147,6). Мембрана, прогибаясь и преодолевая сопротивление пружины 28, воздействует на стакан 29 через пружину 27 и передвигает шток 25, а вместе с ним и вилку 15. При этом замыкаются контакты микровыключателя 14, включающие контрольную лампу на щитке приборов. Принудительную блокировку дифференциала выполняют при движении по скользким и размокшим грунтовым дорогам.

Рис. 147 – Механизм блокировки:

Наличие дифференциала в приводе к ведущим колесам автомобиля иногда отрицательно влияет на его проходимость. Если одно из ведущих колес автомобиля попадает на скользкий участок дороги; а другое катится по сухому участку, то вследствие наличия дифференциала колесу, движущемуся по сухому участку, нельзя передать значительный крутящий момент. Колесо, находящееся на скользком участке, будет буксовать, а другое - стоять неподвижно. Это происходит в результате того, что каждый сателлит представляет собой как бы равноплечую балку, распределяющую действующую на него силу между полуосевыми зубчатыми колесами поровну. Если одно колесо попадает на скользкий участок дороги, то соединенное с ним полуосевые зубчатое колесо оказывает сателлиту меньшее сопротивление и воспринимает весь передаваемый момент, а другое колесо остается неподвижным. Ликвидировать этот недостаток можно блокировкой дифференциала, т. е. принудительно заставляя оба полуосевых зубчатых колеса вращаться с одинаковой скоростью, .соединив их между собой или одно из них с корпусом дифференциала, как это сделано в межосевом дифференциале автомобиля КамАЗ-5320 (рис. 147).