Многие слышали слово «дифференциал», но не все понимают, зачем он в машине и как работает. Объясню на простом языке с иллюстрациями принципа и типичные варианты, с которыми вы встречаетесь на дорогах.
⦁ Зачем нужен дифференциал
⦁ При повороте наружное колесо проходит больший путь, чем внутреннее — значит, оно должно вращаться быстрее.
⦁ Если бы колёса были жёстко связаны друг с другом, одно из них просто буксовало бы или шина стиралась сильнее, машину тянуло бы в сторону, управляемость ухудшалась бы.
⦁ Дифференциал даёт возможность колесам одного моста (или передней/задней оси) вращаться с разной угловой скоростью, при этом передавая крутящий момент от двигателя на оба колеса.
⦁ Коротко об устройстве (самый распространённый — «червячный»? нет — «косозубый/конический» — но проще: обычный шестерённый)
⦁ Входной момент от коробки передаётся через ведущий пиньон на большую коронную (венцовую) шестерню, прикреплённую к корпусу дифференциала (картеру).
⦁ В картере находятся «боковые» (планетарные/ступичные) шестерни и маленькие «паукообразные» шестерни (англ. spider gears). Боковые шестерни связаны с полуосями (приводными валами к колесам).
⦁ Корпус дифференциала вращается вместе с коронной шестернёй и передаёт вращение на паучьи шестерни, которые через боковые шестерни крутят полуоси.
⦁ Принцип работы — шаг за шагом, очень просто
⦁ Прямолинейное движение: оба колеса вращаются с одинаковой скоростью. Картер и шестерни вращаются как единое целое, пауки не вращаются относительно корпуса (они просто «едут» вместе с ним), момент распределяется поровну.
⦁ Поворот: наружное колесо должно идти быстрее, внутреннее — медленнее. Чтобы обеспечить разность скоростей, паучьи шестерни начинают вращаться вокруг собственной оси внутри корпуса, «перекладывая» часть вращения так, что одна боковая шестерня получает больше оборотов, другая — меньше. Результат — разные угловые скорости полуосей при сохранении передачи момента.
⦁ Что важно знать о поведении дифференциала
⦁ В классическом (открытом) дифференциале крутящий момент на обеих полуосях будет одинаковым. Это значит: если одно колесо стоит на льду (меньшее сопротивление), именно оно начнёт получать и отдавать обороты — машина может «застрять», потому что «слабое» колесо лимитирует доступный крутящий момент.
⦁ Для борьбы с этим придумали: блокировки дифференциала (полная жесткая блокировка), самоблокирующиеся (limited-slip) дифференциалы, дифференциалы с вязкостной муфтой или торсен — они перераспределяют момент в пользу колеса с лучшим сцеплением.
⦁ Варианты и где стоят
⦁ Передний/задний дифференциал — на соответствующих мостах.
⦁ Центральный дифференциал — в полноприводных автомобилях: распределяет момент между передней и задней осями. Может быть открытым, самоблокирующимся или с электронным управлением.
⦁ Блокировка дифференциала часто используется на бездорожье: при включении полуоси «запираются» в одно вращение.
⦁ Пример-ассоциация (для понимания)
Представьте, что двое людей несут длинную доску, идя по разным круговым дорожкам: тот, кто идёт снаружи, должен идти быстрее, иначе доска заклинит. Дифференциал — как «умный» узел, который позволяет одному идти быстрее, другому медленнее, сохраняя передачу усилия от «одного ведущего» (двигателя).
⦁ Практические советы
⦁ Дифференциал требует смазки — следите за уровнем и состоянием трансмиссионного (или дифференциального) масла.
⦁ Сильный шум, гул или вибрация при поворотах — повод проверить дифференциал и подшипники.
⦁ Не злоупотребляйте «рывками» на месте (кручение вхолостую) — это повышает износ.
Вывод