Как именно работает дифференциал?

Я понимаю, что дифференциал (или «дифференциал») - это то, что позволяет приводному валу передавать свою скорость вращения на переднюю или заднюю ось для перемещения автомобиля. Насколько я знаю, дифференциал - это та часть, которая также позволяет каждому колесу вращаться независимо друг от друга, чтобы не тянуть наружную шину за угол, что увеличило бы износ шины и уменьшило расход топлива.

• Как именно работает дифференциал?

• Как дифференциал позволяет каждому колесу вращаться на разных скоростях?

• Как некоторые автомобили могут динамически регулировать мощность каждого колеса (в более высокотехнологичных системах)?

Что такое дифференциал?

• Работа дифференциала состоит в том, чтобы компенсировать различия. Конкретно разница в скорости вращения колеса при повороте. Например, представьте себе поворот. Ваше внутреннее колесо имеет меньшее расстояние для перемещения, чем внешнее колесо, когда вы идете за угол. Это означает, что ваше внешнее колесо должно вращаться быстрее, чтобы идти в ногу с внутренним колесом.
• Дифференциал позволяет колесам вращаться с разной скоростью, обеспечивая при этом мощность. Без дифференциала шины будут тереться и прыгать по асфальту во время поворотов.

Принцип работы:

• Я нашел отличный источник онлайн здесь
• Крутящий момент подается от двигателя через трансмиссию к ведущему валу, который проходит к блоку главной передачи, который содержит дифференциал.

• Спиральная коническая шестерня берет свой привод от конца карданного вала и заключена в корпус главной передачи. Это связано с большим спиральным коническим зубчатым колесом, известным как коронное колесо.

• Колесо короны и шестерня могут зацепляться в гипоидной ориентации, не показано. Шестерня коронирующего колеса прикреплена к несущей или клетке дифференциала, которая содержит колеса или шестерни «солнца» и «планеты», которые представляют собой группу из четырех противоположных конических зубчатых колес в перпендикулярной плоскости, поэтому каждая коническая шестерня сцепляется с двумя соседями, и вращается против третьего, с которым он сталкивается и не сцепляется с.

• Два зубчатых колеса расположены на одной оси с зубчатым венцом и приводят в движение полуоси оси, соединенные с ведущими колесами автомобиля. Два других планетарных зубчатых колеса выровнены по перпендикулярной оси, которая меняет ориентацию с вращением зубчатого колеса.

По сути, независимо от того, какое колесо испытывает нагрузку, соответствующие ему планетарные шестерни компенсируют это.

Способность дифференциала посылать различное количество мощности по требованию на отдельное колесо называется векторизацией крутящего момента.

Они обычно имеют электрический привод, прикрепленный к узлу дифференциала, чтобы помочь с распределением крутящего момента

Для более подробной информации о векторизации крутящего момента, это видео будет полезно.

В этом хорошем вопросе можно найти дополнительную информацию о векторизации крутящего момента. Как работает дифференциал крутящего момента?

/mechanics//a/25370/12697 Охватывает физическое расположение зубчатых колес в основном дифференциале. Ключом к пониманию дифференциала является понимание того, как эти механизмы ведут себя при различных сценариях.

Механизм зацепления означает, что по отношению к коронному колесу две полуоси вынуждены поворачиваться на равные и противоположные колена.

Если смотреть со стороны дифференциала, это означает, что средняя скорость двух полуосей должна быть равна скорости, с которой вращается корончатое колесо. Поэтому, когда двигатель поворачивает карданный вал, должно вращаться хотя бы одно из колес.

Мы также видим, что если дифференциал не имеет трения, то крутящий момент, передаваемый на два колеса, должен быть одинаковым, так как любая разница в крутящем моменте приведет к изменению скорости передач внутри дифференциала.

Если оба ведущих колеса имеют хорошее сцепление с дорогой, тогда базовый дифференциал отлично работает для передачи мощности на дорогу, позволяя ведущим колесам вращаться с разными скоростями.

Тот же принцип может быть распространен на большее количество колес, например, у полноприводного транспортного средства обычно будет три дифференциала, один в центре для различий между передней и задней частью, а затем передний и задний дифференциалы для различий в скорости между левой и правой сторонами. ,

Если одно колесо теряет сцепление, то колесо, которое теряет сцепление, будет вращаться свободно, поскольку крутящий момент, передаваемый колесам, будет такой же, очень малая мощность будет передаваться колесу (колесам), которое все еще имеет сцепление.

Таким образом, в автомобилях с высокими эксплуатационными характеристиками создаются системы, позволяющие обнаруживать нежелательно высокие уровни проскальзывания и ограничивать их либо с помощью тормозов автомобиля, либо с помощью дополнительных механизмов в дифференциале. Существуют также более сложные типы дифференциалов, которые имеют различные характеристики крутящего момента и скорости.

Потеря сцепления с вашим полноприводным транспортным средством, когда одно колесо проскальзывает, побеждает объект с полным приводом. Старые внедорожные внедорожники часто использовали грубые механизмы для блокировки дифференциалов при движении по бездорожью. Более современные внедорожники часто имеют более изощренные системы, подобные тем, которые используются на автомобилях повышенной производительности.