Что такое задний мост и как работает

Достоинства и недостатки переднеприводных авто

Передача крутящего момента от силового агрегата передним колесам – удачное решение для микро– и малолитражек, занимающих огромный сегмент рынка. В чем плюсы данной конструкции:

• подобная схема технически проще и дешевле в реализации, что влияет на конечную стоимость автомобиля;
• общая масса элементов трансмиссии снижена за счет отсутствия кардана и редуктора;
• задняя часть авто свободна от вращающихся деталей, а центральный тоннель в салоне отличается небольшим размером и практически не мешает пассажирам;
• весь износ приходится на передние скаты, протектор на задних шинах стирается очень медленно.

Хотя конструкция переднеприводной трансмиссии отличается простотой, ремонтировать малолитражку проблематичнее. Судите сами: к элементам передней подвески добавлены полуоси с шарнирами, что усложняет разборку ходовой части. Доступ к ремню ГРМ и привода генератора довольно неудобен, как и к остальным агрегатам, размещенным под капотом.

Есть и другие негативные стороны:

1. «Атмосферный» двигатель мощностью 200 л. с. и выше с большим трудом помещается в моторный отсек вместе с коробкой. Нарушается так называемая развесовка, передняя часть машины прилично нагружена, а задняя – пуста.
2. Более легкий мотор с турбонаддувом занимает подкапотное пространство очень плотно. Без разборки можно только проверить уровни жидкостей и сменить воздушный фильтр.
3. Вследствие малых углов поворота колес, ограничиваемых шарнирами полуосей, увеличен радиус полного разворота.
4. Для управления механической коробкой передач нужен удлинитель рычага – кулиса, снижающая точность включения скоростей.

Для водителей – новичков и женщин технические достоинства переднеприводных машин не так важны, как эксплуатационные. Да и бывалые автомобилисты не прочь ездить с комфортом, поэтому сравнивать авто необходимо по всем критериям.

Преимущества металлоконструкций

В качестве материала для строительства мостов редко используется железо из-за его плохой устойчивости к коррозии. Востребованным материалом стала высокопрочная сталь и ее соединения. Ее прекрасные эксплуатационные качества можно оценить на таких проектах, как вантовые виды мостов, с огромными пролетами. Примером может служить Московский мост через Днепр в Киеве или Обуховский мост в Санкт-Петербурге.

При строительстве железнодорожных мостов широкое применение получили металлические конструкции с решетчатыми фермами. Основным достоинством этих решений является эффективность в эксплуатации, быстрота строительства и демонтажа отдельных частей, сравнительно низкая себестоимость производства, возможность сооружения конструкции в кратчайшие сроки на доступных участках и в любой географической зоне.

Общие сведения.

Для уменьшения нагрузки на заднюю ось при­меняют два ведущих моста: средний (промежуточный) и задний. На грузовых автомобилях с тремя осями устанавливают межосевой дифференциал.

Межосевой дифференциал

Для равномерного распределения вращающего момента между двумя ведущими мостами и умень­шения износа шин служит межосевой дифференциал, который установлен в среднем (промежуточном) мосту в отдельном кор­пусе 13 (рис. 8), прикрепленном к корпусу главной передачи через стакан подшипников ведущей конической шестерни. В кор­пусе расположены задняя 10 и передняя 11 чашки, конические шестерни 12 и 14 привода соответственно среднего и заднего мостов, между которыми находится крестовина 16 с посаженны­ми на ней на бронзовых втулках сателлитами 15. Здесь же распо­ложен механизм блокировки дифференциала, состоящий из муф­ты 9 блокировки, вилки 8 и диафрагменной камеры 6. Муфта 9 помещена на внутренней зубчатой муфте, жестко соединенной с конической шестерней 12 привода главной передачи среднего моста.

Механизм блокировки.

Предназначен для принудитель­ной блокировки дифференциала при движении по скользким и размокшим дорогам. При его включении ручкой крана управле­ния, расположенной в кабине под рулевой колонкой, воздух из пневматической системы поступает в диафрагменную камеру 6. Диафрагма прогибается, преодолевая сопротивление пружины, и перемещает шток 7

с вилкой и муфтой 9 блокировки вперед. Пос­ледняя находит шлицами на зубчатый венец задней чашки диффе­ренциала и блокирует его, жестко соединяя корпус дифференциа­ла с конической шестерней 12. Блокировку следует применять при малой скорости движения автомобиля или перед началом его дви­жения.

При выключении механизма блокировки воздух из-под диаф­рагмы камеры 6 уходит в атмосферу, а пружина диафрагмы пере­мещает шток, вилку и муфту в первоначальное исходное положе­ние.

Рис. 8. Средний (промежуточный) мост и межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ:

1 — дифференциал промежуточного моста; 2 и 18 — соответственно ведущая и ведомая цилиндрические шестерни; 3 — ведомая коническая шестерня; 4 — вал привода заднего моста; 5

— ведущая коническая шестерня промежуточного моста;6 — диафрагменная камера;7 — шток; 8 — вилка;9 — муфта блокировки диффе­ренциала; 10 — задняя чашка; 11 — передняя чашка с ведущим валом; 12 — коническая шестерня привода среднего моста; 13 — корпус;

14 — коническая шестерня привода заднего моста; 15 — сателлит; 16 — крестовина; 17 — левая полуось; 19 — картер; 20 — правая полуось промежуточного моста

Во время движения по сухим дорогам с твердым покрытием блокировать межосевой дифференциал не следует, так как это в результате приводит к повышенному износу шин и перерасходу топлива.

Полуоси 17 и 20 (см. рис.

В зависимости от характера установки полуосей в картере мос­та они могут быть полностью или частично разгружены от изгиба­ющих моментов, возникающих под действием сил, действующих на колесо.

На грузовых автомобилях применяют полностью разгруженные полуоси. На такую полуось действует только вращающий момент, а все остальные силы воспринимаются кожухом полуоси, так как ступица колеса установлена на подшипники, посаженные непос­редственно на кожух.

Рис. 9. Схемы полуосей:

а — полуразгруженная полуось; б — полностью разгруженная полуось;

1 — веду­щее колесо; 2 — полуось; 3 — кожух; 4 — подшипник; 5

— ступица; G — сила, действующая на кожух и полуось; М — вращающий момент

Преимущества и недостатки переднеприводных автомобилей.

Спецификация переднего привода,его преимущества и недостатки.

От конструкции трансмиссии зависит, на какие колёса передаётся крутящий момент  создаваемый двигателем. Этот параметр задаёт некоторые важные характеристики машины.Поэтому перед приобретением транспортного средства стоит изучить все плюсы и минусы каждой компоновки.

Особенности автомобилей с передним приводом:

В переднеприводных автомобилях крутящий момент, который создаётся двигателем, передаётся на передние колёса, благодаря этому переднеприводные машины имеют прекрасную курсовую устойчивость. В серийном производстве такая конструкция стала применяться только в двадцатых годах прошлого века, но несмотря на это, передний привод — сравнительно простая конструкция.

Производство переднеприводных автомобилей обходится дешевле, чем сборка машин с задним приводом. По этой причине больше 70% автопроизводителей выпускают только машины с передним приводом. Кроме этого, такая конструкция содержит меньше элементов чем остальные компоновки трансмиссии и отличается большей надёжностью.

Достоинства переднеприводных автомобилей:

Основные преимущества машин с передним приводом:

• Высокая проходимость;
• Модели с передним приводом имеют более высокую курсовую устойчивость и лучшую проходимость, чем машины с задним приводом;
• Устойчивость к низким температурам;
• В конструкции переднего привода нет такого количества сальников,чем заднеприводном.Поэтому во время холодов можно передвигаться на машине сразу после прогрева двигателя;
• Просторный салон;
• В переднеприводных авто отсутствует карданная ниша, что увеличивает свободное место в салоне и улучшает комфорт пассажиров;

Недостатки переднеприводных автомобилей:

Конструкция машин с передним приводом обеспечивает плотный контакт двигателя и кузова, поэтому вибрации двигателя легко передаются на кузов.

У переднеприводных автомобилей меньше свободного пространства под капотом, это место занимают основные системы привода.

Часть важных механизмов переднего привода невозможно отремонтировать при поломке.

При резком старте возможна пробуксовка передних колёс.

Передний привод

Появился относительно недавно. Лишь только в 1929 году, на Cord L 29 (США), начат выпуск переднего привода серийно. «Ох уж эти американцы, все всегда стараются удешевить и получить максимально выгоду». Хотя передний привод получился относительно простым, а как известно – чем проще, тем лучше (да и надежнее).

Здесь все основные ведущие узлы расположены спереди. К двигателю крепится коробка передач и дифференциал, кстати, они находятся в одном корпусе. Есть выходы из трансмиссии, в которые устанавливаются ШРУСЫ или в народе «гранаты» — они двойные (внутренняя и внешняя граната), одна сторона устанавливается в коробку передач, другая к колесам, передавая им крутящий момент от двигателя.

Сразу хочется отметить, что здесь нет никаких карданов и задних мостов. Да и ШРУСЫ являются почти на 100% сухими соединениями. Конечно, они закрыты пыльниками и в них есть несколько грамм густой смазки, но это не идет в сравнении со смазкой заднего привода.

Как видите строение элементарное, конечно на заре появления переднего привода были проблемы с трансмиссией и дифференциалом в одном корпусе (часто выходили из строя), но сейчас это является чуть ли не самым надежным узлом. Также и гранаты сейчас могут ходить по 100 – 150 000 километров и даже более (главное следить за пыльниками), а их замена достаточно легкий и элементарный процесс.

Потенциал этой конструкции раскусили много производителей, и буквально за несколько лет передний привод потеснил задний. Сейчас 70 — 80% автомобилей комплектуются именно такой конструкцией, потому как она проста, дешевле стоит (как в производстве, так и в конечной установке) и имеет достаточно большой ресурс эксплуатации.

А вот поворот передних колес не такой большой как у заднеприводного автомобиля, потому что ШРУСЫ имеют шарнирно подвижные части которые поворачиваются вместе с колесом, но их потенциал – ограничен. Они не выдадут такой большой угол поворота! Здесь кроется первый отрицательный момент.

Также вибрации от двигателя передаются непосредственно на руль, это мягко сказать не добавляет комфорта. «Рулится» передней привод сложнее, чем задний, все потому что спереди большая часть веса автомобиля (хотя после появления усилителей руля, это проблема перестала существовать). Здесь вообще нет равномерного распределения массы, передняя часть это примерно 60 – 70% веса здесь же находятся все агрегаты. Задняя часть загружена мало, и не несет в себе практически никакой смысловой нагрузки. Только колеса на балке или многорычажной подвеске. Поэтому пришлось усиливать переднюю часть автомобиля более мощные амортизаторы, стабилизаторы, рычаги прочее.

Плюсы

1) Производство дешевле. А соответственно конечная продукция также будет стоить дешевле, все бюджетники используют такую платформу.

2) Конструкция проще и надежнее. Что и говорить – чем меньше крутится агрегатов, тем дольше будет работать узел.

3) Нет масла в устройстве, нет сальников, а соответственно при морозе ведет себя намного лучше. Можно двигаться сразу после прогрева двигателя в штатном режиме.

4) Устойчивость лучше, а также проходимость.

5) Салон просторнее. Пусть не намного, но это так, здесь нет ниши для кардана и заднего моста, поэтому салон использует пространство почти на 100%.

Виды систем приводов автомобилей, преимущества и недостатки

Любому автолюбителю или даже человеку далекому от автомобилей, известно что в машинах существует три основных вида привода:

задний привод, при котором отбор мощности и крутящего момента идет соответственно на заднюю ось;

передний привод, работающий по диаметрально противоположенному принципу, имеющий диаметрально противоположенную компоновку;

и полный привод, сочетающий в себе все плюсы и минусы двух приводов.

Но, так или иначе, по каким-то причинам у многих людей остается множество вопросов, для каких целей, почему и зачем на тех или иных машинах используют различные виды приводов и компоновок. Из-за чего, например, на некоторые малолитражные автомобили ставится передний привод, а не задний, и действительно ли система полного привода (All Wheel Drive, AWD), не тоже самое, что технология 4WD (4×4).

Из-за этого недопонимания было решено написать статью, краткое описание на тему трансмиссий автомобилей, их достоинствах и недостатках их общего принципа работы.

Тем, кто знаком с устройством автомобилей, статья будет не очень интересна, так как написана она для новичков, которые недавно получили свои ВУ и не имеют ни малейшего представления, в который он/она вступают.

Как небольшое отступление перед началом повествования, хотел бы заметить, что не все из нижеследующих утверждений обязательно верны. Современные технологии и гибридные силовые агрегаты, а также передовые материалы могут повлиять на применяемые технологии самым серьезным образом, сравняв или наоборот разграничив преимущества и недостатки различных систем и типов привода автомобилей.

Преимущества ДАК

После ознакомления с конструкцией и принципом работы Дифференциала Автоматического Красикова возникает вопрос о преимуществах такого изделия. Можно отметить следующие отличительные особенности, которые приобретает автомобиль, оснащенный ДАК:

1. Повышенная проходимость. На сегодняшний день этот дифференциал – одно из лучших решений, если вы покоряете бездорожье и другие препятствия на своем пути.
2. Экономия. Во-первых, установка дифференциала не требует дополнительных вложений в изменение конструкции транспортного средства. Приобрели, поставили ДАК и на этом все – больше никаких доработок. Одновременно с этим владельцы авто с ДАК утверждают о снижении расхода топлива примерно на 5% в зимнее время.
3. Лучшая управляемость. В случае заноса он легко управляется тягой силового агрегата. Автомобиль уверенней проходит крутые повороты.
4. Улучшение динамики. Автомобили с задним приводом лучше разгоняются по прямой, в целом, уменьшается время разгона транспортного средства как на сухом асфальте, так и на заснеженной дороге.
5. Проходимость и устойчивость. После установка Дифференциала Автоматического Красикова водители отмечают увеличение устойчивости авто на мокром асфальте или на обледенелой дороге. То есть, вы сможете проезжать там, где буксует большинство автомобилей.
6. Эффективное торможение. Еще одно преимущество, появляющееся после установки дифференциала автоматического – стабильная траектория движения транспортного средства с задним приводом в случае резкого торможения. Это особенно актуально при эксплуатации авто в регионах со сложным климатом.

Таким образом, если одно колесо автомобиля начинает пробуксовать, ДАК распределяет крутящий момент между колесами – машина преодолевать препятствие. И это его основное отличие со штатным дифференциалом, который в случае пробуксовки одного колеса на ведущем мосту оставляет неподвижным второе колесо. Одним словом – автомобиль не поедет.

Что из себя представляет карданный вал!

Карданный вал – это элемент конструкции автомобиля, передающий вращательное движение от двигателя посредством съема усилия с вторичного (выходного) вала коробки переключения передач (КПП). Классический карданный вал до сих пор применяется на грузовиках и полноприводных автомобилях.В случае полностью заднего привода он соединяет вторичный вал коробки передач (причем без разницы, механической или автоматической) с приводом задних колес.Кардан присоединяется к вторичному валу КПП через эластичную муфту с помощью 6 болтов.Это соединение крепится к кузову так называемым подвесным подшипником, который, как и всякая высоконагруженная деталь, регулярно выходит из строя и стучит под ногами водителя. Этот характерный стук известен всем владельцам заднеприводных автомобилей. Но если владелец машины с передним приводом заявит вам, что у него бьет подвесной подшипник – вы можете смело его игнорировать. Поскольку у переднеприводных автомобилей система передачи крутящего момента на колеса происходит иным способом, и подвесных подшипников у переднего привода просто не существует. Если спросить человека, разбирающегося в автомобилях поверхностно: сколько передач вращательного движения есть в конструкции автомобиля, то он скажет 4 или 5 и задняя – в зависимости от КПП. И лишь серьезный автомобилист скажет, что есть еще одна передача. Которая называется главной и передает вращательное движение непосредственно на колеса. На конце карданного вала (я говорю о классической схеме машины с задним мостом) имеется шестерня, которая вращает большую – так называемую планетарку. Через набор шестерен-сателлитов – называемую дифференциалом – она распределяет вращательное усилие между задними полуосями. Устройство дифференциала достаточно просто, но его трудно объяснить на словах, не приводя схем.Смысл работы дифференциала в том, чтобы крутящий момент главной передачи правильно распределялся между колесами. Если автомобиль едет прямо, то соотношение будет 50/50.

Если же автомобиль едет по крутому повороту, то внешнее колесо вынуждено вращаться быстрее внутреннего. Дифференциал передает большую часть крутящего момента внешнему колесу, и меньшую – внутреннему. Не имей заднеприводный автомобиль дифференциала, на поворотах у него горели бы покрышки внутренних колес. Карданный вал делается невероятно массивным, чтобы передача вращения задним колесам была равномерной. К тому же он тщательно балансируется, чтобы избежать биения.Устройство этой вроде бы простой детали – элементарного передаточного вала – достаточно сложно.

Будучи тяжелым и на вид монолитным, карданный вал может менять длину, поскольку он состоит по длине из двух частей, сочлененных шлицевым соединением.Если бы автомобиль ехал только по прямой горизонтальной дороге, кузов его не менял бы положения относительно дорожного покрытия, и расстояние между эластичной муфтой в шестерней, приводящей в движение планетарку, оставалось бы постоянным.Но дороги не являются зеркальными. И даже на малейших неровностях кузов меняет свое положение относительно колес. И при этом меняется расстояние от эластичной муфты до заднего моста. Благодаря шлицевому соединению, карданный вал постоянно сдвигается и раздвигается. Обеспечивая работу передачи – очень поверхностно это можно пояснить на примере выдвигающегося и задвигающегося обратно стержня шариковой ручки. Такая система с небольшими вариациями применяется на заднеприводных легковых автомобилях или полноприводных,так и на тяжёлых грузовиках.

Виды привода, используемые на авто

На автомобилях нашли применение три вида полного привода, отличающиеся между собой как конструктивно, так и по особенностям работы:

1. Постоянный полный привод
2. С автоматически подключаемым мостом
3. С подключением вручную

Это основные и самые распространенные варианты.

Виды полного привода

Постоянный привод

Постоянный полный привод (международное обозначение – «full time»), пожалуй, единственная система, которая используется не только на кроссоверах и внедорожниках, а также и универсалах, седанах и хэтчбеках. Используется он на авто с обоими видами компоновки силовой установки.

Виды кузовов автомобиля

Особенность этого вида трансмиссии сводится к тому, что механизм отключения одной из осей не предусматривается. При этом раздаточная коробка может иметь понижающую передачу, включение которой осуществляется принудительно при помощи электронного привода (водитель просто выбирает селектором требуемый режим, а сервопривод осуществляет переключение).

Селектор выбора пониженной передачи и интенсивности движения в зависимости от местности

В его конструкции используется межосевой дифференциал с механизмом блокировки. В разных видах трансмиссии блокировка может осуществляться вискомуфтой, многодисковой муфтой фрикционного типа или же дифференциалом Torsen. Одни из них выполняют блокирование в автоматическом режиме, другие – принудительно, вручную (с использованием электронного привода).

Межколесные дифференциалы в системе постоянного полного привода также оснащаются блокировками, но не всегда (на седанах, универсалах и хэтчбеках ее обычно нет). Также не обязательно наличие блокировки сразу на двух осях, нередко такой механизм устанавливается только на одной из осей.

Привод с автоматически подключаемой осью

В авто с автоматически подключаемым мостом (обозначение – «On Demand»), полный привод включается только при определенных условиях – когда колеса постоянно работающей оси начали проскальзывать. В остальное время автомобиль является передне- (при поперечной компоновке) или заднеприводным (в случае, если двигатель располагается продольно).

У такой системы есть свои конструктивные особенности. Так, раздаточная коробка имеет упрощенную конструкцию и понижающей передачи в ней нет, но при этом она обеспечивает постоянное распределение крутящего момента по осям.

Также отсутствует и межосевой дифференциал, зато присутствует механизм автоматического подключения второй оси. Примечательно, что в конструкции механизма используются те же узлы, что и в межосевом дифференциале – вискомуфта или фрикционная муфта с электронным управлением.

Особенность работы привода с автоматическим подключением заключается в том, что распределение крутящего момента по осям делается с разным соотношением, которое меняется при разных условиях движения. То есть, при одном режиме вращение распределяется в пропорции, например, 60/40, а при другом — 50/50.

На данный момент система с автоматическим подключением полного привода является перспективной и ее используют многие автопроизводители.

Трансмиссия с ручным управлением

Трансмиссия с подключаемым полным приводом в ручном режиме (обозначение – «Part Time») сейчас считается устаревшей и используется не часто.

Ее особенность заключается в том, что подключение второго моста осуществляется в раздаточной коробке. И для этого может задействоваться как механический привод (посредством рычага управления раздаткой, установленной в салоне), так и электронный (водитель задействует селектор, а сервопривод осуществляет подключение/отключение моста).

В такой трансмиссии отсутствует межосевой дифференциал, что обеспечивает постоянное соотношение распределение крутящего момента (обычно в пропорции 50/50).

Практически всегда в межколесных дифференциалах используется блокировка, причем принудительная. Эти конструктивные особенности обеспечивают наибольшие показатели проходимости авто.

Передний привод (FWD)

На сегодняшний день, это наиболее распространенный тип привода. Комбинация, двигатель/коробка переключения передач расположены спереди, зачастую поперек центральной оси автомобиля. Вся мощность, как следует из названия, идет на колеса передней оси.

Всего выделяется шесть разновидностей переднеприводной компоновки:

Двигатель установлен продольно, перед передней осью

Двигатель установлен продольно, за передней осью

Двигатель установлен продольно, над передней осью

Двигатель установлен поперечно, перед передней осью

Двигатель установлен поперечно, за передней осью

Двигатель установлен поперечно, над передней осью

Также выделяют три типа компоновки самого силового агрегата при переднем приводе:

Последовательная компоновка — двигатель, главная передача и коробка передач размещены друг за другом на одной оси

Параллельная компоновка — двигатель и трансмиссия расположены на параллельных друг другу осях на одном уровне по высоте

«Этажная» компоновка — двигатель расположен над трансмиссией

Устройство и принцип работы

С технической точки зрения дифференциал устроен достаточно просто, но при этом он способен выдерживать огромные нагрузки. Что внутри этого узла и как он работает?

По своему типу это планетарный редуктор со всеми необходимыми элементами.

1. Шестерня главной передачи – подает вращение от КПП на дифференциал.
2. Ведомая шестерня связана и с главной передачей, и с шестернями-сателлитами.
3. Сателлиты – закреплены в «чашке» ведомой шестерни, так что вращаются вместе с ней.
4. Шестерни полуосей – соединены с сателлитами и не контактируют с остальными элементами дифференциала.

Детально показано на видео-ролике, ниже.

1. От КПП выходит вал главной передачи, от которого вращение передается на ведомую шестерню.
2. Ведомая шестерня и скрепленная с ней «чашка» (водило) принимают крутящий момент.
3. Вращаясь, ведомая шестерня и чашка приводят в движение шестерни-сателлиты.
4. Сателлиты, в свою очередь, передают вращение на полуоси.
5. При равной нагрузке на полуоси (когда автомобиль движется по прямой дороге с равномерным покрытием) сателлиты не вращаются. Работает только ведомая шестерня, в чашке которой закреплены сателлиты, и они описывают обороты вместе с ней, при этом не совершая вращения вокруг своей оси. Таким образом, момент вращения распределяется на полуоси поровну, 50:50.
6. Когда автомобиль поворачивает и одно из колес должно замедлить, а второе – ускорить движение, сателлиты приходят в движение. За счет конической зубчатой передачи они, вращаясь, замедляют одну полуось и ускоряют вторую. Другими словами, перераспределяют момент вращения в нужной пропорции, вплоть до 0:100 без потери усилия.
7. При пробуксовке одного колеса включается механизм блокировки, без которого на то колесо, которое вращается быстрее, ушел бы весь момент вращения. Без блокировки автомобиль останавливается при попадании хотя бы одного колеса на скользкую поверхность.

При прямолинейном движении

Когда автомобиль движется прямолинейно по гладкой поверхности с твёрдым сухим покрытием, обе полуоси вращаются с одинаковой угловой скоростью. Полуосевые шестерни находятся в покое одна относительно другой, весь дифференциал сильно похож на монолитную конструкцию.

Сателлиты, будучи связанными через свои зубья с обеими полуосевыми шестернями, относительно своих осей не вращаются. Момент распределяется поровну между осями, если дифференциал симметричный и свободный, то есть лишён блокировок. Впрочем, с блокировками в таком идеальном случае будет то же самое.

При повороте

В повороте, а это обычный режим работы дифференциала, поскольку идеальных прямых в природе не существует, одно из колёс всегда будет вращаться быстрее. Сателлиты придут в движение относительно своих осей, но связь между полуосевыми шестернями и корпусом не утратят. То есть момент продолжит передаваться от корпуса к колёсам, причём всё в том же соотношении 50/50.

Это очень любопытно рассмотреть с точки зрения мощности. Момент одинаков, а скорость у внешнего от поворота колеса больше, то есть и мощность на него передаётся пропорционально большая.

И это неудивительно, так как чем больше скорость, тем выше потери, которые компенсируются добавкой мощности. При этом ни малейших помех вращению колёс с разной скоростью создаваться не будет, в отличие от жёсткой связи.

При пробуксовке

Гораздо менее приятно дела обстоят в том случае, когда одно из колёс попало на относительно скользкий участок дороги и сорвалось в пробуксовку при разгоне. Сцепления с дорогой нет, а значит момент сопротивления покрытия резко падает. Но этот момент всегда равен тяговому, это закон физики. Значит и тяговый момент упадёт.

Свободный симметричный дифференциал делит тягу пополам между колёсами. Всегда 50/50. То есть при падении момента на одном до нуля, на втором он обнулится автоматически. Автомобиль начнёт терять скорость, а если речь идёт о трогании с места на льду или жидкой грязи, то он просто там и останется, не сумев выехать из засады.

В этом главный недостаток свободного дифференциала. Он может передать усилие только то, которое способно переварить колесо, находящееся в худших условиях. Даже если второе будет на сухом чистом асфальте, автомобиль никуда не поедет. Вся энергия уйдет на быстрое и бесполезное вращение буксующего колеса.

Разновидности автомобильных дифференциалов

Помимо конического, цилиндрического и червячного, существуют и успешно используются следующие разновидности дифференциалов: дифференциал с полной блокировкой, дифференциал Торсен, дифференциал Квайф, вискомуфта.

Дифференциал с полной блокировкой

Дифференциалы этого типа чаще всего используются на грузовиках и внедорожниках. Их блокировка включается и отключается непосредственно из салона с помощью специальной клавиши водителем. Они используются для повышения проходимости автомобилей.

Межосевой дифференциал с блокировкой типа Torsen

Конструкция рабочего привода данной системы состоит из следующих единиц:

1. корпус;
2. правая полуосевая шестерня;
3. левая полуосевая шестерня;
4. сателлиты правой и левой полуосевых шестерен;
5. выходные валы.

Стоит отметить, что дифференциал Torsen имеет наиболее совершенную конструкцию.

Принцип работы:

Межосевой блокируемый дифференциал Torsen состоит из ведомых и ведущих червячных колес, иначе называемых полуосевыми и саттелитами. В такой системе блокировка случается вследствие особенностей функционирования шестерен данного типа. В нормальном состоянии им задается определенное передаточное число. Если колеса имеют хорошее сцепление с поверхностью и движутся плавно, работа дифференциала происходит точно так же, как и у симметричного. Но как только происходит резкое увеличение момента, саттелит пытается начать движение в обратную сторону. Полуосевая червячная шестерня перегружается, и происходит блокировка выходных валов. При этом лишний крутящий момент двигателя переходит на другую ось. Максимальная степень перераспределения момента для дифференциалов Torsen – 75 на 25.

Наиболее известной разновидностью данной системы является Torsen Audi Quattro. Это один из самых популярных механизмов в конструкциях современных полноприводных автомобилей. Его неоспоримыми преимуществами являются широкий спектр переброса вращающего момента, мгновенная скорость срабатывания и отсутствие негативного влияния на тормозную систему. А вот к недостаткам можно отнести сложность конструкции со всеми сопутствующими последствиями.

Преимущества дифференциалов этой конструкции

Преимуществ у данной конструкции достаточно много. Данный механизм устанавливают за то, что точность его работы чрезвычайно высокая, при этом работает устройство очень плавно и тихо. Мощность распределяется между колесами и мостами автоматически – какое-либо вмешательство водителя не нужно. Перераспределение момента никак не влияет на торможение. Если дифференциал эксплуатируется корректно, то обслуживать его не нужно – от водителя требуется только проверять и периодически менять масло.

Именно поэтому многие водители ставят дифференциал “Торсен” на “Ниву”. Там также применена система постоянного полного привода и никакой электроники, поэтому нередко любители экстрима меняют штатный дифференциал на данный узел.

Недостатки

Есть и минусы. Это высокая цена, ведь внутри конструкция устроена достаточно сложно. Так как дифференциал работает на принципе терния, из-за этого повышается расход топлива. При всех преимуществах КПД довольно низкий, если сравнивать с похожими системами другого типа. Механизм имеет высокую предрасположенность к заклиниванию, а износ внутренних элементов довольно интенсивный. Для смазки нужны специальные продукты, так как при работе узла выделяется много тепла. Если на одной оси установлены разные колеса, то детали изнашиваются еще более интенсивно.

Дифференциалы Квайф

Отличительной особенностью дифференциалов этого типа является то, что сателлиты в них располагаются параллельно оси вращения корпуса (чаши), причем в два ряда. Кроме того, при функционировании этих агрегатов образуются силы трения, которые при необходимости автоматически осуществляют блокировку, повышают проходимость и силу тяги автомобиля. Чаще всего дифференциалы Квайф используются для тюнинга легковых автомобилей и внедорожников.

Вискомуфта

Функционирование этот типа дифференциала основано на том же принципе, что и работа гидротрансформатора. Чаще всего вискомуфты используются в автомобилях с полным приводом и используются для того, чтобы обеспечивать связь передних колес с задними по следующему принципу: если одни из них проскальзывают, то крутящий момент транслируется на другие, за счет чего и решается проблема пробуксовки. Конструктивно вискомуфта представляет собой цилиндр, в которой находится погруженный в вязкую жидкость пакет металлических дисков, имеющих перфорацию, и соединенных с валами (как ведущим, так и ведомым). В зависимости от температуры вязкость жидкости меняется, на чем и основывается принцип работы этого агрегата.

Дифференциал заднего моста

Вот казалось бы и все. Мы достигли того, что колеса начали получать вращение. Но возникает проблема при изменении направления движения автомобиля поворотом влево, вправо или при развороте. Если колеса поместить жестко на одной оси, то они всегда одинаково будут вращаться. А при повороте, допустим, направо, радиусы поворота колес изменяются, и правое колесо проходит меньшее расстояние, чем левое.

Получается, одно из них должно проскальзывать. Такой же эффект будет, если одно из колес прокатывается через яму, а второе по ровной поверхности. Это приведет к повышенному износу колес, а на скользкой дороге автомобиль будет просто неуправляем.

Значит надо сделать так, чтобы колеса были независимы друг от друга, но при этом получали крутящий момент. Это и есть задача следующего механизма – дифференциала заднего моста. Дифференциал заднего моста изображен на рисунке ниже.

Ведущая шестерня входит в зацепление с ведомой, вид которой, как видно на рисунке, заметно изменился, по сравнению с предыдущей картинкой. Внутри ведомой шестерни жестко сидят две конические шестеренки друг напротив друга. Называются они сателлитами.

Каждый сателлит зубьями сцеплен с двумя шестернями на полуосях. Сами полуоси друг с другом напрямую никак не связаны, только через сателлиты. То есть на данном этапе колеса получили независимость друг от друга.