post

Диференциал на автомобил

Диференциал се нарича система от зъбни (зъбчати) предавки, която свързва валове нележащи в една равнина. Функцията на диференциала в автомобилите е да предава въртящ момент (сила) и въртеливо движение от двигателя с вътрешно горене и посредством карданния вал (наричан още карданов вал) към валовете на задвижващите колела.

Причина за създаването на първия диференциал

В миналото, колелата на първите автомобили се въртяли независимо помежду си и само едно измежду тях се задвижвало от двигателя. Този инженерен дизайн се оказал неприемлив, защото не можел да осигури достатъчно сила и сцепление на пътя.  Решението било да се задвижват две от четирите гуми, намиращи се на една ос.

Проблемът е, че в този случай на завоите, едната гума, която се намира отвътре на завоя, се очаква да изминава по-малко разстояние. Оттук следва, че за да пътува едновременно с другата гума на същата ос, тя трябва спре да се върти и да започне да се трие в асфалта, т.е. ще продължи да прави обороти, но ще изминава по-малко път. Решение на този проблем дал първият диференциал.

Принцип на действие

пиньон

Голям пиньон

Диференциалът позволява на валовете на задвижващите гуми да се въртят независимо една от друга. Как става това? – Най-опростената принципна схема може да се представи както следва.

Колесната ос се разрязва посредата и на новополучените краища се слагат скосени зъбни колела в близост едно до друго. Контактът между тях се осъществява от малко скосено зъбчато колело наречено пиньон.

То служи да ги заключва, т.е. сцеплява ги. Когато няма причина да съществува разлика във въртенето на отделните колела, те се въртят заедно благодарение на него. В действителност всеки диференциал има няколко пиньона (често 2 или 4бр.), защото само един не би понесъл натоварването. Когато например, едната автомобилна гума се озове от вътрешната страна на обратен завой, пиньоните предават силата и въртеливото движение на другата – външната гума.

Пиньоните са свързани неподвижно за голямо скосено зъбчато колело наречено корона. То лежи на оста на колесните валове, но  се върти свободно и независимо от тях и от зъбчатите им колела. Короната се сцеплява със скосената зъбчатка на карданния вал, която също е голям пиньон.

Схема на работа и устройство на диференциал

Опростена схема на работа и устройство на диференциал – въртящият момент е представен с кръгови стрелки

Образуваните предавки в диференциала са спирално-конични или само конични. Те осигуряват смяната на направлението на въртене под прав ъгъл. С помощта на големия пиньон на кардановия вал, короната получава и въртящия момент от двигателя. После тя го предава посредством осите принадлежащи на малките пиньони към зъбните колела на колесните валове.

Пиньоните в един диференциал не се завъртат около собствената си ос, докато една от гумите не срещне съпротивление и спре да се върти. Тогава те започват с помощта на коничните предавки да въртят само другата гума, като прехвърлят цялата сила на нея.

Зъбните колела на колесните валове и пиньоните се намират в кутия, свързана неподвижно към короната. Диференциалът и колесните валове също се разполагат в специална кутия. Тя има функцията да поема тежестта на превозното средство върху себе си, без да се повлиява дейността на движещата част.

Отворен диференциал

Отвореният диференциал разпределя въртящия момент от двигателя към тази гума, която среща най-малко съпротивление. Това създава проблеми при боксуването в кал, в сняг или в пясък, където затъналото колело не среща никакво съпротивление. В този случай автомобилът спира да се движи, докато под приплъзваща се гума не се сложи материал, който да увеличи триенето и сцеплението.

Разрез на устройство на диференциал

Разрез на устройство на диференциал

Диференциал за ограничено приплъзване

Диференциалът за ограничено приплъзване има за цел да се избегне боксуване, като се ограничи независимостта на отделните колела. Той представлява малко по-сложна механична система, често с хидравлика и електронен контрол. Предимството му е, че предава ограничено количество въртящ момент към боксуващата гума, а останалата сила се предава на гумата с добро сцепление. Недостатъкът в случая е, че и второто колело получава ограничено количество въртящ момент.

Заключващ диференциал

Заключващият деиференциал заключва двете колела да се движат заедно, както е било преди епохата на диференциалите. Това пренася цялата сила на колелото с най-добро сцепление. Но когато трябва едната от двете гуми да измине повече разстояние от другата, както е на завоите, диференциалът трябва да се отключи. В противен случай автомобилът става трудно управляем.

Съвременните инженерни решения относно функционалността на диференциалите предлагат много иновации, но в крайна сметка, основните принципи на работа засега си остават същите.

Сходни Публикации

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Leave the field below empty!