Дифференциал

— механическое устройство, которое делит момент входного вала между выходными валами, называемыми полуосями. Теперь давайте изучим поподробней.

Работа дифференциала


Если вращать одно заднее колесо, то при неподвижном карданном вале второе будет вращаться в обратную сторону с той же скоростью. Происходит это за счет сателлитов, которые служат как промежуточные шестерни. Дифференциальная коробка в этом случае стоит неподвижно и сателлиты в своих осях вращаются. Если при работающем двигателе включить какую-либо передачу и сцепление, то будет вращаться карданный вал, который передает вращение через конические и цилиндрические шестерни дифференциальной коробке.

Из всего выше сказанного следует, что при задержке одного колеса, второе будет вращаться быстрее дифференциальной коробки на столько оборотов, на столько оборотов первое уменьшило свое вращение. Такая работа дифференциала будет соответствовать движению автомобиля по неровной местности. При движении автомобиля на поворотах, когда внутренние колеса встречают большее сопротивление, чем наружные, тогда сателлиты начинают вращаться вокруг своей оси, одновременно перекатываясь по полуосной шестерне внутреннего колеса. Тем самым сателлиты сообщают дополнительную скорость вращения внешнему колесу, то есть тому колесу, которое проходит больший путь.

Если одно колесо совсем остановится, то другое начинает вращаться вдвое быстрее. В результате чего, при повороте не произойдет скольжения или буксования колеса, а каждое колесо будет вращаться столько, сколько требуется по условию поворота. Недостаток дифференциала заключается в том, что при скользкой дороге дифференциал способствует заносу автомобиля.

Система жесткого механического блокирования дифференциала


Первые опыты широкого использования полного привода (в основном на армейских внедорожниках и вездеходах) привели к появлению системы жесткого механического блокирования дифференциала. Для этого автомобиль необходимо было остановить и с помощью специального механизма заблокировать шестерни дифференциала. В данном случае речь идет о повышении проходимости на бездорожье, где скорость передвижения небольшая и вероятность повредить привод — минимальная. Как только автомобиль выбирался из дебрей на нормальную дорогу, необходимо было отключить блокировку, иначе существенно возрастает нагрузка на полуоси и механизм блокировки, а также увеличивается износ всех элементов конструкции. Поэтому нужно было придумать, как автоматизировать этот процесс и сделать его более простым и понятным для рядового автолюбителя.

Вискомуфта


Основой для создания вискомуфты послужило развитие химической промышленности и появление дилатантных жидкостей, которые изменяют свою вязкость. Инициаторами ее применения в конце 60-х годов прошлого века стали британские инженеры Дерек Гарднер и Тони Ролт. Конструкция вискомуфты довольно проста. Она состоит из набора близко расположенных друг к другу фрикционов, одна половина которых соединяется с валом межосевого дифференциала, а вторая, наружными выступами — с цилиндрическим корпусом.

При обычном движении скорость вращения передних и задних колес одинакова, посему перемешивание жидкости в муфте слабое, и она обладает хорошей текучестью. Но как только колеса одной из осей забуксовали, шестеренки межосевого дифференциала начинают раскручиваться, и связанные с ним фрикционы вискомуфты начинают быстро перемешивать жидкость. Она твердеет, сжимая оба комплекта фрикционов. В итоге, межосевой дифференциал частично или полностью блокируется.

Запатентовав свое изобретение, (хитрый) Тони Ролт создал собственную фирму, которая быстро наладила выпуск вискомуфт для различных автомобильных фирм по обе стороны Атлантики. Первым серийным автомобилем с полноприводной трансмиссией и межосевым дифференциалом с вискомуфтой стал AMC Eagle, который выпускался компанией American Motors c 1979 по 1988 год. В различных версиях эта модель разошлась тиражом в 200 тысяч экземпляров. Позже с активным развитием полноприводных трансмиссий вискомуфты нашли широкое применение в автомобилестроении. Но, как у любого другого устройства, у вискомуфты есть и свои недостатки — громоздкость,инерционность срабатывания и ограниченность по величине передаваемого момента.

Торсен и Халдекс


Вернемся назад в 1958-й год, когда американский инженер Вернон Глизман разработал и запатентовал механический самоблокирующийся дифференциал Dual-Drive Differential, который со временем, получил привычное сегодня название Torsen. Основная идея раскрывается в названии, происходящем от сокращения двух английских слов, torque и sensing - измерение крутящего момента. Cамоблокирующийся дифференциал Torsen представляет собой оригинальное сочетание зубчатых колес и червячных пар. Блокировка у этого устройства происходит не от различия скоростей вращения валов, как в вискомуфте, а при изменении баланса крутящих моментов на валах. Как только момент на одном из валов увеличивается, червячные пары «заклинивают» зубчатые колеса, блокируя нужную шестерню дифференциала.