Дифференциалы автомобилей: Краткое методическое пособие (Кинематика, динамика и основы расчета шестерен дифференциала), страница 3

При вращении карданного вала в другую сторону, то есть когда включён задний ход, МСХ обоих колёс расклинены и для движения назад необходимы специальные устройства, обеспечивающие заклинивание МСХ. Это один из недостатков дифференциалов с МСХ, усложняющий их конструкцию. Другим недостатком является передача одной полуосью полного крутящего момента, подводимого к коробке дифференциала, что приводит к перегрузке полуоси и возможным поломкам. Величина крутящего момента, реализованного на одном колесе, зависит от величины коэффициента сцепления  с грунтом и нагрузки на колесо, то есть:

,                                                  (7)

где      - суммарная нормальная реакция дороги на задние ведущие колеса автомобиля, Н;

 - коэффициент сцепления шин с дорогой;

 - радиус колеса, м.

4 Влияние типа межколёсного дифференциала на проходимость автомобиля (динамика дифференциала)

Дифференциал распределяет крутящий момент между ведущими колёсами одной оси, обеспечивая, кроме того, возможность колёсам вращаться с различными угловыми скоростями при движении автомобиля на повороте или по неровной дороге.

Наибольшее распространение получили шестерёнчатые (в основном конические) дифференциалы малого внутреннего трения. Основное их достоинство – небольшое внутреннее трение, обеспечивающее незначительные потери энергии при повороте, в то же время, является в экстремальных условиях их недостатком, так как ухудшает проходимость автомобиля. Недостаток заключается в том, что момент трения в шестерёнчатом дифференциале весьма мал и при буксовании одного из колёс (забегающего), попавшего на скользкий участок дороги, второе не буксующее колесо (отстающее) не сможет передать крутящий момент, соответствующий силе сцепления его с дорогой. В результате проходимость автомобиля будет низкой. По этому для улучшения проходимости применяют дифференциалы повышенного внутреннего трения или самоблокирующиеся (кулачковые, червячные, с фрикционными элементами), а также с механизмами свободного хода. Кроме того, с этой же целью в шестерёнчатых дифференциалах используют принудительную блокировку ведущих колёс. Её можно осуществить путём соединения с помощью зубчатых или фрикционных муфт коробку дифференциала с одной из полуосей ведущего моста.

Задача настоящего параграфа – сравнить различные типы дифференциалов с точки зрения их влияния на проходимость автомобиля. Для этого в начале запишем основные соотношения, позволяющие решить поставленную задачу /1/.

Крутящие моменты, подводимые соответственно к отстающему и забегающему колёсам ведущей оси, Нм

,                                          (8)

,                                         (9)

где  - крутящий момент, подводимый к коробке дифференциала, Нм;

 - момент трения в дифференциале, Нм.

Коэффициент блокировки дифференциала

.                                      (10)

Крутящие моменты  и , выраженные через коэффициент блокировки, запишутся так

,                                             (11)

.                                            (12)

Для существующих конструкций дифференциалов величины коэффициентов блокировки представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Коэффициенты блокировки дифференциалов

При попадании одного из ведущих колёс на участок дороги с низким коэффициентом сцепления и его буксовании, суммарный крутящий момент и тяговое усилие, реализуемые на ведущих колёсах, будут зависеть от минимального коэффициента сцепления  и момента трения в дифференциале .