Дифференциалы автомобилей: Краткое методическое пособие (Кинематика, динамика и основы расчета шестерен дифференциала), страница 4

Крутящий момент на ведущем буксующем колесе, равный моменту сцепления этого колеса с дорогой, запишется, Нм

,                                  (13)

где      - сила сцепления буксующего колеса с дорогой, Н;

 - радиус колеса, м;

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

 - нормальная реакция дороги на одно колесо, Н;

 - коэффициент сцепления с дорогой шины буксующего колеса.

Из (12), приравнивая  с учётом (13) получаем

.                 (14)

Подставляя  из (14) в (11), имеем, Нм

.                                    (15)

Суммарный крутящий момент на ведущих колёсах при буксовании одного из них, Нм

.                            (16)

Суммарное тяговое усилие на ведущих колёсах, реализуемое по сцеплению с дорогой буксующего колеса, Н

.                                (17)

Имея уравнение (17) для расчёта суммарного тягового усилия на ведущих колёсах при одном буксующем колесе, сравним, с точки зрения проходимости, различные типы дифференциалов. Сравнение будем проводить по отношению к тяговому усилию, обеспечиваемому шестерёнчатым дифференциалом малого трения, используя уравнение (17).

Для автомобиля с кулачковым дифференциалом также справедливо уравнение (17), с той лишь разницей, что коэффициент блокировки принят не , а . Тогда получаем

,                          (18)

где      - суммарное тяговое усилие на ведущих колёсах автомобиля при установке кулачкового дифференциала, Н.

У автомобиля с червячным дифференциалом соотношение будет таким же, но при , т.е.

.                          (19)

где      - суммарное тяговое усилие на ведущих колёсах автомобиля в случае установки на нём червячного дифференциала, Н;

 - коэффициент блокировки червячного дифференциала.

При принудительной блокировке шестерёнчатого дифференциала суммарное тяговое усилие по сцеплению ведущих колёс с дорогой запишется, Н:

.                   (20)

.            (21)

При установке на автомобиль дифференциала с механизмом свободного хода, в случае буксования одного из ведущих колёс, весь крутящий момент, подводимый к коробке дифференциала, передаётся небуксующему колесу и определяется величиной коэффициента сцепления этого колеса с дорогой, т.е. .

Тяговое усилие по сцеплению небуксующего колеса с дорогой рассчитываем по уравнению, Н

.                                          (22)

тогда

.                  (23)

Сравнение дифференциалов проводилось при различных значениях разности коэффициентов сцепления, т.е. . Причём изменение разности осуществлялось за счёт  при неизменном значении .

Результаты расчёта представлены в таблице 2 и на рисунке 5.

Таблица 2 – Сравнение по проходимости различных типов дифференциалов по отношению к простому шестерёнчатому дифференциалу