§ 3. Дифференциал и валы ведущих колес

Дифференциал. Дифференциалом называется механизм трансмис- сии, распределяющий подводимый к нему крутящий момент между вы- ходными валами и позволяющий им вращаться с неодинаковыми ско- ростями.

По конструкции различают дифференциалы шестеренчатые, кулач- ковые, червячные и с механизмом свободного хода. Шестеренчатые дифференциалы выполняются с коническими и реже с цилиндрически- ми шестернями. По месту установки дифференциала на автомобиле различают межколесные, межосевые и межбортовые дифференциалы.

Межколесный дифференциал устанавливается между правым и левым ведущими колесами одной оси автомобиля (трактора).

Межосевой дифференциал расположен между ведущими мо- стами автомобиля (трактора).

Межбортовой дифференциал устанавливается между ведущи- ми колесами с правой и левой сторон автомобиля.

На корпусе 6 (рис. 237, а) дифференциала неподвижно укреплена ведомая шестерня 5 главной передачи, находящаяся в зацеплении с ве- дущей шестерней 1. В приливе корпуса 6 помещена крестовина 7 со

свободно сидящими на них са- теллитами 4 (их бывает два—че- тыре). Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с кони- ческими шестернями 2, жестко укрепленными на выходных ва- лах 3 ведущих колес.

Рис. 237. Схемы дифференциалов:

а — блокируемый; б — самоблокирующийся: I — ведущая шестерня; 2 — коническая ше- стерня дифференциала; 3—выходной вал; ⁴ — сателлит; 5 — ведомая шестерня; б—кор- пус дифференциала; 7 — крестовина: S — зуб- цы корпуса; 9 —зубчатая муфта; 10, 11 — ве- дущие н ведомые днскн.

При любом сцеплении с поч- вой ведущих колес, когда муфта 9 отключена, сумма угловых ско- ростей валов 3 будет равна уд- военной угловой скорости враще- ния ведомой шестерни 5 главной передачи. В частном случае, когда сопротивление на валах 3 равно, угловые скорости валов

и шестерни 5 будут одинаковы, а при полной остановке одного из валов второй будет вращаться с угловой скоростью, в два раза большей угло- вой скорости шестерни 5.

Описанный дифференциал является межколесным, так как уста- навливается между правым и левым ведущими колесами автомобиля. Он является также симметричым, так как распределяет крутящий момент между выходными валами 3 поровну (при отсутствии их вра- щения относительно друг друга) в отличие от несимметричных диффе- ренциалов.

Максимальный крутящий момент, который может быть передан дифференциалом на выходные валы 3, определяется на ведущем коле- се, имеющем большее буксование, то есть худшее сцепление с дорогой или грунтом. Эта особенность дифференциала является его существен- ным недостатком (ограниченная проходимость и тяговые качества трактора). Поэтому в конструкцию дифференциала вводят специаль- ные устройства, называемые механизмами блокировки.

Различают блокируемые (рис. 237, а) и самоблокирующиеся (рис. 237, б) дифференциалы.

Блокируемый дифференциал имеет приспособление, позволя- ющее жестко соединять выходные валы. Эта жесткая связь (на примере ЮМЗ-6М/6Л) может осуществляться сцеплением подвижной зубчатой муфты 9, установленной на шлицах вала 3, с зубцами 8 на корпусе 6 дифференциала.

Привод к механизму блокировки дифференциала может быть механическим (ЮМЗ-6М/6Л,) гидравлическим (МТЗ-80/82) или пнев- матическим (межосевой дифферециал автомобилей КамАЗ).

Механизм блокировки с механическим приводом включается при нажиме на педаль, а выключается под действием оттяжной пружины, когда усилие, приложенное к педали, снимается.

Блокировка может осуществляться и автоматически — достаточно только первоначально включить ее, а дальнейший процесс включения или выключения происходит без какого-либо участия водителя. Авто- матическая блокировка дифференциала с гидравлическим приводом осуществляется на тракторах МТЗ-80 и МТЗ-82.

Исполнительным элементом механизма блокировки дифференциа- ла служит фрикционная муфта с гидравлическим сжатием дисков, раз- мещенная на корпусе трансмиссии, в кожухе левого тормоза. Когда муфта включена (ее диски сжимаются силой давления масла), веду- щая шестерня левой конечной передачи трактора через специальный вал соединяется жестко с крестовиной дифференциала, а следователь- но, и с его корпусом, и дифференциал блокируется. Для включения и выключения блокировки в системе гидравлического усилителя ру- левого управления установлен датчик углового перемещения направ- ляющих колес. Датчик управляет действием исполнительного механиз- ма — муфты, автоматически включая и выключая ее в зависимости от угла поворота направляющих колес трактора.

Устройство муфты приведено в § 8 данной главы, а датчика при описании гидравлического усилителя рулевого управления в § 4 главы 36.

У самоблокирующихся дифференциалов неравенство моментов на выходных валах обеспечивается автоматически. В отли- чие от блокируемых дифференциалов, где дифференциал полностью отключается и оба выходных вала вращаются с одинаковой угловой скоростью, самоблокирующиеся дифференциалы дают промежуточные значения блокирования в зависимости от действия усилий, тормозящих вращение выходных валов.

Блокировочные свойства самоблокирующегося дифференциала оцениваются коэффициентом блокировки, представляющим отношение

или 11, сидящее на ведомой полумуфте. Пос- ле поворота на половину шага соответствую- щее кольцо 8 или 11 ведомой полумуфты оста- навливается шпонкой 3 и удерживается в та- ком положении, пока ведомая полумуфта бу- дет обгонять ведущую муфту 10. Благодаря этому устраняется щелканье зубцов и исключа- ется возможность передачи крутящего момен- та на забегающее колесо. При выходе тракто- ра из поворота достаточно незначительного пе- ремещения полумуфты в обратную сторону, чтобы кольцо 8 или 11 сошло с трапецеидаль- ных зубьев кольца 9 муфты 10 и полумуфта под действием пружины 5 вошла в зацепление с ведущей муфтой 10, блокируя дифференциал.

У автомобилей между ведущими моста- ми устанавливаются межосевые дифферен- циалы. На автомобилях КамАЗ предусмот- рен симметричный блокируемый конический межосевой дифференциал, размещенный в промежуточном мосту в отдельном картере. Блокировка осуществляется зубчатой муфтой, находящейся в постоянном зацеплении и с ше- стерней дифференциала. При блокировке зуб- чатая муфта шлицами соединяется с чашка- ми, образующими кожух дифференциала. Включение блокировки осуществляется пнев- Рис. 239. Типы полуосей матическим устройством. (^валов ведущих колес):

Валы ведущих колес. Вал ведущего колеса в —полуразгруженная: б-раз-

^{J J}. , груженная на ³!,: в — разгру-

передает крутящии момент ОТ дифференциала женная: /-ведущее колесо: (автомобили и колесные тракторы) или меха- |г„°л™₀^н_Севой' рука³вГ "°-^Усту5 низма поворота (гусеничные тракторы) К ве- пнца ведущего колеса; 6 - фла-

Т1 II/ _п полуоси.

дущему колесу. Вал ведущего колеса, непо- средственно соединяющий его с дифференциа- лом, называется полуосью (автомобили). У тракторов вал ведущего колеса служит составной частью конечной передачи. Полуоси (валы ведущих колес) в зависимости от воспринимаемой нагрузки подраз- деляются на полуразгруженные, разгруженные на % и разгруженные.

У полуразгруженной полуоси 3 (рис. 239,а) ступица ве- дущего колеса 1 установлена на ее внешнем конце, а опорой служит подшипник 2, размещенный в полуосевом рука'ве 4 картера ведущего моста. Полуось работает на кручение и воспринимает усилия от веду- щих колес, возникающие при заносе автомобиля.

У разгруженной на ³/₄ полуоси 3 (рис. 239, б) опорой ступицы 5 ведущего колеса 1 служит подшипник 2, расположенный на полуосевом рукаве 4 картера ведущего моста. Полуось работает на кручение и воспринимает боковые усилия.

У разгруженной полуоси 3 (рис. 239, в) ступица 5 веду- щего колеса 1 установлена на двух подшипниках 2, размещенных на полуосевом рукаве 4 картера ведущего моста и прикреплена к фланцу 6 полуоси, поэтому она работает только на кручение.

Полуразгруженные полуоси нашли применение на легковых авто- мобилях. Разгруженные на % полуоси используются в некоторых лег- ковых и грузовых автомобилях небольшой грузоподъемности.

Разгруженные полуоси применяются на большинстве грузовых ав- томобилей (КамАЗ, ЗИЛ, ГАЗ и др.). На тракторах К-701, Т-150К, МТЗ-80/82 применяются разгруженные, а на некоторых тракторах — на ^bU разгруженные валы ведущих колес.