Дифференциал. Хороший, плохой, злой

Многие из вас часто обращают внимание на этот термин, которым любят щеголять владельцы заднеприводных или полноприводных автомобилей. Им хвастаются дрифтеры и джиперы. Но откуда и для чего он нужен?

В прошлой статье про угол Аккермана я обещал рассказать вам про дифференциал, и для чего он нужен в автомобиле. Обещал - рассказываю.

Механизм передачи момента от коробки передач к колёсам - один из старейших узлов современного автомобиля. Годами его оттачивали и совершенствовали, но основная функция - осталась до сих пор. А какая - это вы узнаете ближе к концу статьи. Поехали

Что это такое?

Говоря простым языком, дифференциал передаёт мощность и вращение от коробки передач на колёса, деля его на количество колёс на оси, то есть на два. Дополнительно к этому, он умеет изменять соотношение мощности, позволяя колёсам крутиться с разной скоростью. Он берёт 100% мощности от коробки, отдаёт момент задней оси и делит его либо в соотношении 50:50, либо до соотношения 100:0.

И для чего мне это нужно?

Этот узел очень нужен автомобилю в повороте для того, чтобы колеса одной оси могли вращаться с разной скоростью, не разрывая поток крутящего момента. При движении по дуге внешнее колесо проходит больший путь и, соответственно, должно вращаться быстрее, чем внутреннее.

Если такие колеса будут соединяться жёстко, то внутреннее колесо в повороте будет буксовать, и закончится это сносом оси рано или поздно, если ваш автомобиль заднеприводный. Переднеприводный автомобиль будет просто хуже управляться в поворотах.

Для того, чтобы такого не происходило, механизм дифференциала решает вопрос с сохранением постоянства крутящего момента и независимого свободного вращения колёс на одной оси. Это принципиальная задача механизма.

Теперь давайте по-взрослому

Дифференциал, как говорят нам учебники, является частным случаем планетарной передачи. Физически этот узел состоит из набора шестерней (4 штуки), вращение к которым мы передаём пятой, ведомой шестернёй главной передачи. Ведомая шестерня объединена с корпусом дифференциала, выполняющим роль водила. Сама главная передача - это набор из ведущей шестерни и ведомой. Ведущая получает вращение от КПП и отдаёт его ведомой. Ведомая шестерня отдаёт этот момент дальше, через корпус, на шестерни-саттелиты. Сателлиты зацеплены с солнечными шестернями, которые закреплены на приводных полуосях колёс.

При движении автомобиля прямо саттелиты неподвижны. Скорость вращения у шестерни главной передачи равна скоростям у солнечных шестерней, и колёса будут крутиться с одинаковой скоростью. В повороте сателлиты «просыпаются» и обеспечивают разницу скоростей солнечных шестерней и, соответственно, колёс с внутренней и внешней стороны поворота.

Более подробный пример работы можно посмотреть на видео, которое очень давно выпустила компания Chevrolet.

Всё так хорошо, правда?

А вот и нет. Главным недостатком является возможность отдать весь крутящий момент на одно колесо. Если у колеса будет недостаточное сцепление с поверхностью, дифференциал отдаст ему всю мощность.

Эту проблему устраняли и устраняют до сих пор усовершенствованием конструкции дифференциала. К таким «доработкам» относятся так называемые самоблоки (дифференциалы с повышенным внутренним сопротивлением) и дифференциалы с блокировками. Такие узлы могут перераспределять поток мощности в пользу колеса, которое имеет хорошее сцепление с поверхностью или полностью блокировать дифференциал, заставляя колеса крутиться одинаково.

Но тут уже тема для отдельного текста, потому что каждый из таких дифференциалов достоин отдельного материала. Stay Tuned.