Как работают дифференциалы

В этой статье мы объясним работу дифференциалов – последней остановки мощности перед непосредственным вращением колес.

Системы непостоянного полного привода не имеют дифференциал между передними и задними колесами; вместо этого во время механической блокировки передние и задние колеса вынуждены вращаться с одинаковой средней скоростью. Вот почему такие системы полного привода не рекомендуют использовать на сухом асфальте: машина тяжело поворачивается на асфальте с включенным полным приводом.

Открытые дифференциалы
Начнем с простейшего варианта, называемого открытым дифференциалом. Для начала разберемся с терминологией: схема ниже изображает компоненты открытого дифференциала.




Когда машина едет по прямой, оба ведущий колеса вращаются с одинаковой скоростью. Первичная шестерня вращает коронную шестерню и корпус дифференциала, при этом ни одна из шестерен в корпусе не вращается – обе полуосевые шестерни заблокированы в корпусе.



Обратите внимание, что пара \"первичная шестерня и коронная шестерня\" - это последнее передаточное число в машине, которое часто называют передаточным числом моста или передаточным числом главной передачи. Если оно составляет 4.10, тогда число зубьев коронной шестерни в 4.10 раз больше числа зубьев первичной шестерни.



Когда машина поворачивает, колеса вращаются с разной скоростью.

Открытый дифференциал - Прямая (600KB)



Открытый дифференциал - Поворот (1.1MB)



Дифференциалы и тяга
Открытый дифференциал всегда подает одинаковый крутящий момент на каждое колесо. Существуют два фактора, от которых зависит количество крутящего момента на колесах: мощность и тяга. На сухой дороге, когда тяга в избытке, количество крутящего момента ограничено возможностями двигателя и железа до колес; в условиях слабой тяги, например, при езде по льду, количество максимального крутящего момента равно тому значению, при котором колесо начинает проскальзывать в данных условиях. Итак, даже если машина может произвести больше крутящего момента, должна быть тяга, чтобы передать его до дороги. Если дать больше газа в момент пробуксовки, колеса просто начнут больше проскальзывать.

На льду
Если Вы когда-нибудь трогались на льду, Вы знаете этот трюк для улучшения тяги: если стартовать со 2-й или даже с 3-й передачи, вместо первой, потому что эти передачи выдают меньше крутящего момента на колеса. В результате Вам легче ускоряться без пробуксовок колес.

Теперь рассмотрим, что происходит, если одно колесо буксует, а другое имеет хорошее сцепление со льдом? Вот тут проявляется слабость открытых дифференциалов.

Дело в том, что открытые дифференциалы подают всегда одинаковый крутящий момент на оба колеса, а его максимальное значение – это момент начала пробуксовки. На льду не надо иметь большой крутящий момент, чтобы заставить колеса пробуксовывать. Когда колесо с хорошей тягой получает лишь тот ограниченный крутящий момент, который может быть направлен на колесо с меньшим сцеплением, машина не может быстро ехать.