​

            При повороті автомобіля його зовнішні та внутрішні колеса за один і той же проміжок часу проходять різні шляхи. Колесо, що котиться по внутрішній кривій, проходить менший шлях від колеса, що котиться по зовнішній кривій. Отже, зовнішнє колесо автомобіля повинне обертатися дещо швидше від внутрішнього. Аналогічне явище відбувається і при прямолінійному русі, коли задні колеса мають неоднакові діаметри, що можливе при нерівномірному розподілі навантаження у кузові, неоднаковому спрацюванні шин, різному внутрішньому тиску в шинах або під час руху нерівною дорогою.

             Щоб ведучі колеса автомобіля могли обертатися з різною частотою обертання , їх кріплять не на одному спільному валу, а на двох, що називаються напівосями і з’єднані між собою спеціальним механізмом – диференціалом, який підводить до цих напівосей крутний момент від головної передачі.

     

Переважно застосовують диференціали трьох типів:

• шестеренчасті;

• кулачкові;

• черв’ячні.

         

            Диференціал може бути простий або самоблоківний (диференціал підвищеного тертя чи з механізмом вільного ходу). Шестеренчасті диференціали відносяться до простих, а кулачкові та черв’ячні – до диференціалів підвищеного тертя.

            Диференціал, що розподіляє крутний момент між напівосями, називають симетричним або несиметричним залежно від того, розподіляє він крутний момент між напівосями порівну чи не порівну.

​

​

 

 

 

​

​

 

 

 

 

​

​

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 16. Деталі симетричного диференціала:
1, 5 – чашки диференціала; 2, 7 – шайби; 3 – напівосьові зубчасті колеса; 4 – сателіти; 6 – болт кріплення чашок диференціала; 8 – хрестовина

​

         Конічний симетричний диференціал. На рис. 16 показані деталі найбільш розповсюдженого на автомобілях шестерінчастого конічного диференціала, який встановлюється між напівосями ведучих коліс. Дві чашки 1 і 5 диференціала стягнуті болтами 6. На коробці диференціала закріплене ведене колесо головної передачі, що приводить коробку в обертання. Між чашками диференціала затиснена хрестовина 8, на шипах якої вільно посаджені й можуть обертатися прямозубі конічні зубчасті колеса, так звані сателіти 4, що знаходяться у зачепленні з двома конічними напівосьовими зубчастими колесами 3. Останні внутрішніми шліцами з’єднані зі шліцьовими кінцями напівосей, які вільно проходять через отвори в коробці диференціала. На зовнішніх кінцях встановлені колеса. Для зменшення тертя під торцеві поверхні сателітів та напівосьових зубчастих коліс підкладені шайби 2 та 7.

         При прямолінійному русі автомобіля по рівній дорозі (рис. 17, а) ведучі колеса зазнають однакового опору коченню і проходять однаковий шлях. Тому сателіти, обертаючись разом із віссю сателітів і коробкою диференціала, забезпечують зубчастим колесам 2 і 8 однакову частоту обертання, а самі відносно своїх осей не повертаються. При цьому сателіти неначе заклинюють напівосьові зубчасті колеса, з’єднуючи обидві осі.

         Під час руху автомобіля на повороті (рис. 17, б) його внутрішнє колесо проходить менший шлях, ніж зовнішнє, внаслідок чого напіввісь 9 (див. рис. 17, а) і напівосьове зубчасте колесо 8, які зв’язані з внутрішнім колесом автомобіля, обертаються повільніше. При цьому шестірні-сателіти 1 і 7, обертаючись на осях 4, перекочуються по напівосьовому зубчастому колесу 8, що сповільнює обертання. Внаслідок цього підвищується частота обертання другого напівосьового зубчастого колеса 2 і відповідно напівосі 3. Таким чином, ведучі колеса автомобіля при повороті дістають можливість проходити за однаковий час різні шляхи без юзу та пробуксовування.

​

​

​

​

​

 

 

 

 

 

​

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 17. Конічний симетричний диференціал:
1, 7 – шестірня-сателіт; 2, 8 – напівосьове зубчасте колесо; 3, 9 – напіввісь; 4 – вісь сателітів; 5 – ведене колесо головної передачі; 6 – ведуча шестірня головної передачі

​

​

​

         Основна особливість будь-якого симетричного диференціала – порівну розподіляти крутний момент між ведучими колесами. Ця особливість у деяких випадках негативно впливає на прохідність автомобіля. У разі потрапляння одного з коліс автомобіля, наприклад, лівого, на слизьке покриття дороги (крига, мокрий ґрунт тощо) крутний момент на ньому зменшується до значення, обмеженого коефіцієнтом зчеплення колеса з дорогою. Такий же крутний момент діє і на праве колесо, хоча воно знаходиться на поверхні з високим коефіцієнтом зчеплення. Якщо сумарний момент буде недостатній для руху автомобіля, то останній не зможе зрушити з місця. У цьому випадку ліве колесо буксуватиме, а праве залишатиметься практично нерухомим.

         Диференціал підвищеного тертя. На автомобілі ГАЗ-66 встановлюється кулачковий диференціал підвищеного тертя. Сепаратор (рис. 18) має два ряди отворів, у які вставлені 24 сухарі. На зовнішній та внутрішній поверхнях сепаратора між рядами отворів під сухарі поставлені розпірні кільця, що запобігають прокручуванню сухарів та утримують їх від випадіння з сепаратора при складанні. Внутрішні вершини сухарів упираються у внутрішню зірочку 4, посаджену на шліци лівої напівосі, а зовнішні кінці сухарів – у зовнішню зірочку 3, що сидить на шліцах правої напівосі. Зовнішня зірочка 3 має шість рівномірно розташованих по внутрішньому колу кулачків, а внутрішня зірочка 4 – два ряди кулачків по шість у кожному ряді, розміщених у шаховому порядку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 18. Кулачковий диференціал підвищеного тертя автомобіля ГАЗ-66:
а – конструкція; б – деталі; 1 –сепаратор; 2 – сухар; 3 – зовнішня зірочка, з’єднана з правою напіввіссю; 4 – внутрішня зірочка, з’єднана з лівою напіввіссю; 5 – ведене колесо головної передачі

 

              Сепаратор, як ведучий елемент, зв’язаний через сухарі з зірочками і при прямолінійному русі обертається разом з ними. Напівосі можуть мати й різні частоти обертання внаслідок радіального переміщення сухарів 2 під дією кулачків однією з зірочок і відповідного впливу на кулачки іншої зірочки. Але при цьому внаслідок підвищеного тертя між сухарями й зірочками для провертання напівосей потрібна наявність значної різниці в опорі коліс. Отже, у випадку буксування одного з коліс повна зупинка іншого колеса відбувається рідше. Зірочки й сухарі виготовляють з легованих сталей. Їхні тертьові поверхні мають високу твердість.