Некоторые говорят: «Дифференциал просто позволяет левому и правому колесу вращаться самостоятельно-в этом нет ничего сложного». Хотя это звучит просто, на самом деле упускается из виду самый важный момент.
Фундаментальная проблема, которую решает дифференциал, заключается не в том, чтобы просто позволить колесам «вращаться так, как они хотят»; скорее, он позволяет транспортному средству передавать мощность, одновременно позволяя левому и правому ведущим колесам вращаться с разной скоростью во время поворота. Понимание этого различия — первый шаг к пониманию того, как работает дифференциал.
01. Без дифференциала поворот становится серьезной проблемой.
Рассмотрим реальный-сценарий из жизни: два человека идут рядом--боком и поворачивают. Человек снаружи должен делать более длинные и быстрые шаги, тогда как человек внутри делает меньшие шаги. Тот же принцип применим и к автомобилю, поворачивающему на повороте-внешние колеса движутся по большей дуге, а внутренние колеса по меньшей дуге, поэтому им требуется разная скорость вращения.
Анализ дифференциальной структуры и принципов _ Pacific Auto Network
Именно здесь первые автомобили с ведущими колесами со сплошной-осью сталкивались с проблемами. Поскольку левое и правое колеса были сблокированы вместе жестким валом, они были вынуждены вращаться с одинаковой скоростью. Это работало нормально при движении по прямой, но на повороте,-когда колеса фактически должны были вращаться с разной скоростью,-вынуждение их оставаться синхронизированными приводило к тому, что они сталкивались друг с другом.
Вы можете представить это как два человека, бегущие по кривой со связанными ногами: человек снаружи хочет идти быстрее, а человек внутри хочет идти медленнее, что приводит к неловкому и нескоординированному движению обоих.
Следовательно, основная функция дифференциала — удовлетворить существенную потребность во вращении левого и правого ведущих колес с разной скоростью во время поворотов; Стабильность управления – это просто одно из практических преимуществ, вытекающих из этого. Если в будущих разговорах об автомобилях кто-то будет описывать дифференциал просто как «компонент производительности», вы можете спросить: «Как бы без него левое и правое ведущие колеса справлялись с различными расстояниями, которые им необходимо преодолевать при повороте?»
02. Дифференциалы-типа: разные состояния при повороте и-прямом движении.
Дифференциалы зубчатого типа-, встречающиеся в современных автомобилях, могут выглядеть более сложными, чем можно было бы ожидать, но основная концепция остается той же: мощность должна продолжать передаваться, однако колеса с обеих сторон должны иметь возможность регулировать скорость вращения в зависимости от пройденного ими различного расстояния.
Он состоит из таких компонентов, как корпус дифференциала, планетарные шестерни (или крестовины), валы планетарных шестерен и боковые шестерни (или осевые шестерни). При движении по прямой левое и правое колеса проходят примерно одинаковое расстояние. Внутренний механизм дифференциала действует как синхронизированный блок: планетарные шестерни вращаются вместе с корпусом, но не вращаются вокруг своих осей, поддерживая вращение обоих колес с одинаковой скоростью.
Ситуация меняется при повороте. Внешнее колесо должно вращаться быстрее, а внутреннее колесо должно вращаться медленнее. В этот момент планетарные шестерни помимо вращения начинают вращаться вокруг своих осей, эффективно «компенсируя» эту разницу скоростей. Эта регулировка скорости происходит автоматически, не требуя вмешательства водителя.
Запомните эту формулу: Скорость левого колеса + Скорость правого колеса=2 × Дифференциальная скорость корпуса. При повороте степень ускорения одной стороны точно соответствует величине замедления другой стороны; общая сумма остается постоянной.
03. Открытые дифференциалы: отлично подходят для поворотов, но мешают при пробуксовке.
На этом этапе многие люди могут, естественно, прийти к выводу, что, поскольку дифференциал позволяет левому и правому колесу вращаться с разной скоростью, он должен быть эффективным во всех условиях движения.
Именно в этом и заключается проблема. Хотя открытые дифференциалы работают плавно во время стандартных поворотов, они могут выявить существенные недостатки на поверхностях с -с низким сцеплением-, например на мокрой, обледенелой или грязной дороге.
Схема полной конструкции автомобильного шасси - Тихоокеанская автомобильная энциклопедия
Фундаментальный принцип открытого дифференциала заключается в том, что мощность передается в ту сторону, которой легче управлять. Другими словами, сторона с наименьшим сопротивлением получает наибольшую скорость вращения.
На обычных дорогах это работает нормально, но ситуация меняется, если одно колесо ударяется об лед или теряет контакт с землей (зависает в воздухе). Проскальзывающее колесо встречает небольшое сопротивление, поэтому вся мощность течет в эту сторону; колесо, вращающееся в воздухе, быстро мчится, в то время как колесо с реальной тягой не получает мощности.
Это похоже на то, как если бы вы стояли одной ногой на сухой земле, а другой на льду: ступня на льду сильно трясется, но ваше тело не может создать эффективный рычаг или импульс движения вперед.
Поэтому идея о том, что «наличие дифференциала означает, что вам не нужно беспокоиться о пробуксовке», неверна. Открытые дифференциалы превосходно справляются с разницей скоростей во время поворота.
с, но им трудно справиться с потерей мощности, которая возникает, когда одно колесо теряет сцепление с дорогой.. 04. Ограниченный-дифференциал повышенного трения (LSD): борьба с пробуксовкой колес
Дифференциал ограниченного-скольжения-широко известный как LSD- определяется самими словами "ограниченное проскальзывание".
Он не устраняет разницу в скорости вращения левого и правого колеса; вместо этого, когда колесо склонно свободно вращаться, оно ограничивает это непродуктивное проскальзывание, тем самым обеспечивая лучшее сцепление автомобиля с дорогой.
В качестве примера возьмем обычный пакет сцепления-LSD: он включает в себя набор фрикционных дисков между боковыми шестернями и корпусом дифференциала. При обычном прохождении поворотов он действует как открытый дифференциал, обеспечивая разницу в скорости между колесами. Однако, когда одно колесо начинает буксовать, механизм сцепления на стороне с тягой включается (сжимается), позволяя передавать мощность туда, а не полностью тратить ее на вращающееся колесо.
Просто помните следующее: стандартный дифференциал справляется с поворотами, а дифференциал повышенного трения-сглаживает пробуксовку колес.
В следующий раз, когда вы будете просматривать технические характеристики автомобиля, не путайте стандартный «дифференциал» с «дифференциалом ограниченного-скольжения».-Представьте, что первый позволяет вашей левой и правой ноге шагать в ритме поворота, а второй действует как стабилизатор, который не позволяет вам тратить всю свою энергию на тряску, когда земля скользкая.
Два варианта: краткий анализ системы полного привода Buick Envision
05. А как насчет блокировки дифференциала? Это делает прямо противоположное
Есть еще одно понятие, которое часто вызывает путаницу: блокировка дифференциала.
Функция блокировки дифференциала является полной противоположностью стандартному дифференциалу: она блокирует механизм дифференциала, предотвращая любую разницу в скорости вращения колес.
Когда он используется? Для восстановления-бездорожья. Если колесо полностью оторвано от земли или беспомощно вращается, блокировка дифференциала заставляет оба колеса вращаться с одинаковой скоростью, направляя мощность на сторону, имеющую сцепление с дорогой.
Подведем простой итог: стандартный дифференциал учитывает разницу в скорости (при прохождении поворотов), дифференциал повышенного трения- ограничивает чрезмерную разницу в скорости (для управления пробуксовкой колес), а блокировка дифференциала полностью устраняет разницу в скорости (для предотвращения застревания).
Если вы используете свой автомобиль только для ежедневных поездок по дорогам с твердым покрытием, понимание того, как работает дифференциал, важно главным образом для того, чтобы вас не тревожила мысль о том, что «разница в скорости указывает на неисправность»-на самом деле совершенно нормально, когда левое и правое колеса вращаются с разной скоростью при повороте. Если вы часто сталкиваетесь со скользкими или грязными дорогами, стоит уточнить разницу между открытым дифференциалом и системой ограниченного-скольжения. В следующий раз, когда вы посетите дилерский центр, обратите пристальное внимание на то, говорит ли продавец, что у автомобиля есть «дифференциал» или «дифференциал повышенного трения».-Дифференциал повышенного трения-первый говорит вам очень мало, тогда как второй говорит о реальных характеристиках автомобиля на скользких поверхностях.
