Влияние дифференциала на проходимость автомобиля
Особенностью работы широко распространенного простого конического дифференциала является равенство крутящих моментов на полуосях, соединяющих дифференциал и колеса автомобиля. Если одно из колес, буксует, крутящий момент на противоположном колесе практически такой же, какой на буксующем колесе. Из-за этого сила тяги будет в несколько раз меньше и её не хватает для движения автомобиля. Так же влияет простой конический дифференциал, если он установлен между ведущими мостами автомобиля.
Снижение силы тяги можно избежать, если дифференциал выключить (заблокировать), как это сделано, например, в дифферециале автомобиля ЗИЛ-4331 (рис. 121).
Рис. 121. Главная передача с блокируемым дифференциалом грузового автомобиля ЗИЛ-4331:
6 -шток муфты блокировки дифференциала; 7-включатель сигнализатора блокировки; 8 -корпус камеры механизма блокировки; 9-мембрана; 10 -вилка включения блокировки; 11-муфта блокировки дифференциала; 12 -регулировочная гайка подшипника дифференциала; 13 -зубчатое колесо полуоси; 14-крестовина сателлитов.
После блокирования дифференциала крутящий момент на небуксующем колесе увеличится, сила тяги возрастёт и автомобиль получает возможность двигаться в тех местах, где без блокирования дифференциала движение не происходило.
В задних мостах тягачей КЗКТ применяется самоблокирующийся дифференциал (рис. 122), работающий по принципу муфты свободного хода. При движении на повороте внешнее колесо дифференциалом отсоединяется и катится свободно, на скользкой дороге буксование одного из колес моста невозможно.
Крутящий момент от ведомой конической шестерни 1 передается через корпус 3 дифференциала на ведущую муфту 4. которая имеет ряд прямоугольных зубьев, расположенных на обоих торцах одни против других. С помощью этих зубьев крутящий момент от ведущей муфты передается на две полумуфты 5, на торце которых имеется по два ряда зубьев – наружный и внутренний.
Рис. 122. Межколесный дифференциал задних
мостов тягачей КЗКТ:
/ — ведомая коническая шестерня; 2— шпонка; 3 — корпус дифференциала; 4 — ведущая муфта; 5 — полумуфта; 6—полуосевая шестерня; 7 — пружина; 8 — стакан пружины; 9—разрезное распорное кольцо; 10 — стопорное кольцо; 11 —центральное кольцо; 12 — дистанционная втулка
Наружный ряд зубьев полумуфты 5 передают крутящий момент на полуосевые шестерни 6. Зубья этого ряда прямоугольной формы. Внутренний ряд зубьев полумуфты 5 служат для отключения полумуфты от ведущей муфты 4, они имеют специальный профиль. На наружной цилиндрической части внутреннего ряда зубьев полумуфты установлено разрезное кольцо 9, обеспечивающее бесшумную работу дифференциала. От каждой полумуфты крутящий момент через эвольвентные шлицы передается на полуосевую шестерню 6 и карданный вал привода колеса автомобиля. Внутри ведущей муфты установлено центральное кольцо 11, которое удерживается от осевого перемещения стопорным кольцом 10.
На обоих торцах центрального кольца 11 имеются расположенные одни против других зубья специального профиля. Во впадины между этими зубьями входят зубья внутреннего ряда полумуфт 5, а также зубья разрезных колец. Взаимодействие наклонных боковых поверхностей зубьев центрального кольца и зубьев полумуфты на повороте выводит из зацепления зубья полумуфты с зубьями ведущей муфтой. Шпонка 2, установленная в ведущей муфте, препятствует проворачиванию разрезного кольца 9, которое удерживает полумуфту в отключенном положении и не допускает щелкание зубьев.
Спиральными пружинами 7 через стаканы 8 полумуфты 5 поджимаются к ведущей муфте 4. Между полуосевыми шестернями установлена дистанционная втулка 12, предохраняющая от смещения полуосевые шестерни при установке полуосей.
При движении автомобиля по прямой ровной дороге дифференциал не работает: заблокированы все детали дифференциала и полуоси вращаются как одно целое со скоростью ведомой конической шестерни.
При движении по бездорожью вращение колес одного моста с различными скоростями исключено, оба колеса принудительно вращаются с одинаковыми оборотами, чем увеличивается общая тяга и улучшается проходимость автомобиля.
При движении автомобиля на повороте забегающее колесо вращает полумуфту 5 быстрее, чем вращается ведущая муфта 4. Зубья полумуфты 5, воздействуя своими наклонными боковыыми поверхностями на зубья центрального кольца 11 выводят полумуфту 5 из зацепления с ведущей муфтой 4. Полумуфта забегающего колеса отходит от ведущей муфты и привод на забегающее колесо овыключается. Находящееся на полумуфте разрезное стопорное кольцо 9 вращается вместе с ней до тех пор, пока не упрется краем выреза в шпонку, установленную в ведущей муфте 4, торцы зубьев разрезного распорного кольца 9 установятся напротив торцов зубьев центрального кольца и будут удерживать полумуфту от включения. На протяжении всего поворота забегающая полумуфта будет выключена, крутящий момент передается только на отстающее колесо.
При повороте на скользких дорогах полумуфта забегающего колеса может не отключаться. Поворот при этом происходит вследствие проскальзывания отстающего колеса.
При выходе автомобиля из поворота скорости вращения забегающей и отстающей полумуфт выравнивается. Разрезное распорное кольцо 9 при этом несколько отходит назад, торцы его зубьев смещаются относительно торцев зубьев центрального кольца и полумуфта под действием сжатой пружины 7 входит в зацепление с ведущей муфтой 4.
При движении автомобиля по инерции с поворотом отключаться будет не забегающая муфта, а отстающая, так как в этом случае ведущим элементом будет не корпус дифференциала, а забегающее колесо. При движении автомобиля назад по прямой дифференциал работает так же, как и при движении вперед, но в этом случае прижаты противоположные боковые стороны ведущих зубьев ведущей муфты и полумуфты. Работа дифференциала на поворотах при движении автомобиля назад не отличается от работы дифференциала на поворотах при движении вперед.
На рис. 123 показан межколесный дифференциал тягачей КЗКТ с опорными шайбамами большого размера, увеличивающими момент трения диффернциала.
Рис. 123. Межколесный дифференциал передних мостов тягачей КЗКТ:
/ — ведомая коническая шестерня; 2 — опорная шайба; 3 — сателлит; 4 — крестовина; 5 — вкладыш; 6 — полуосевая шестерня; 7 — пружина; 8 — корпус дифференциала
На рис. 124 показан дифференциал повышенного трения автомобиля ГАЗ-66 с двумя рядами кулачков.
б) в)
а)
Рис. 124. Кулачковый дифференциал повышенного трения автомобиля ГАЗ-66:
а - кулачковый дифференциал в сборе с ведомой шестерней главной передачи; б и в - разрезы по рядам кулачков
Дифференциалами повышенного трения с фрикционными дисками показан на рис. 125.
Рис. 125. Дифференциалы повышенного трения с фрикционными дисками
Для характеристики частичного блокирования дифференциала используется параметр, называемый коэффициентом блокирования – Кбл, который выражается отношением крутящих моментов:
Кбл = , (84)
где Тт - крутящий момент трения в дифференциале; Тк - крутящий момент на корпусе дифференциала.
Коэффициент блокирования может изменяться от 0 до 1 .
Тт = Тотс - Тзаб ,
где Тотс - крутящий момент на отстающей (небуксующей) полуоси; Тзаб - крутящий момент на забегающей (буксующей) полуоси.
Тк = Тотс + Тзаб.
Крутящие моменты на полуосях определяются :
Тотс = × ( 1 + Кбл ); (85)
Тзаб = × ( 1 – Кбл ). (86)
Необходимое значение коэффициента блокирования дифференциала, при котором двухосный автомобиль может двигаться по дороге с подъемом, при условии, что одно из ведущих колес автомобиля попало на скользскую поверхность можно апределить следующим образом. Для движения необходимо чтобы сила тяги на ведущих колесах была равна силе сопротивления движению автомобиля, т.е. приведенный к корпусу дифференциала момент сопротивления Тс , должен быть равен движущему моменту Тк , который складывается из моментов на буксующем (забегающем –Тзаб) и небуксующем (отстающем –Тотс) колесах. Разница в моментах Тотс и Тзаб равна моменту трения в дифференциале – Тт :
Тотс - Тзаб = Тт и Тотс = Тзаб + Тт
Тк = Тс = Тотс + Тзаб ,
. Подставив выражение для Тотс, запишем
Тс = 2Тзаб + Тт или Тт = Тс - 2Тзаб .
Отсюда
Кбл = = = , (87)
где Рс - сила сопротивления движению автомобиля; Рзаб - сила сцепления колеса, находящегося на скользской поверхности.
Аналогично может быть определен необходимый коэффициент блокирования межосевого дифференциала, если колеса одного из мостов находятся на скользкой поверхности и дифференциал блокируемый.
На современных полноприводных легковых автомобилях применяется электронная сисема управления работой дифференциала, где путем подтормаживания буксующих колес крутящеий момент передается на небуксующие колеса.
В трансмиссии автомобилей с приводом на все колеса применяется также многорежимная электронно-управляемая межосевая муфта On demand 4WD, которая позволяет водителю выбирать режим работы в зависимости от состояния дорожного полотна и условий движения. Переключателем осуществляется выбор варианта работы: 2 WD – режим высокой экономичности, при котором крутящий момент передается только на передние колеса автомобиля, средний расход не превышает обычный для переднеприводного автообиля. В режиме 4WD управляющая электроника On demand 4WD распределяет крутящий момент между передней и задней осями в зависимости от дорожных условий. При пробуксовке колес той или иной оси система мгновенно перебросит необходимый момент на разгруженное колесо, обеспечивая тем самым большую стабильность и управляемость на скользкой дороге. Совокупная работа трансмиссии в режиме 4WD и системы курсовой стабилизации позволяет уверенно вести автомобиль по залитым водой колеям, останавливая заносы передней оси. В режиме Lock межосевая муфта жестко заблокирована, чем обеспечивается привод всех колес.
Дата добавления: 2020-06-09; просмотров: 745;