Секреты работы главной передачи и дифференциала

Главная передача и дифференциал обычно компонуются в едином картере и хотя их функции различны, они работают вместе, как один механизм. Назначение главной передачи заключается в увеличении крутящего момента, подводимого к ведущим колесам. В отличие от коробки передач главная передача имеет только одно передаточное отношение.

В заднеприводных легковых автомобилях с продольным расположением двигателя в главной передаче используется, как правило, гипоидная передача, которая позволяет повернуть силовой поток на 90 градусов и привести в соответствие направление вращения коленчатого вала двигателя и ведущих колес. Особенностью гипоидных передач является то, что ось ведущей шестерни располагается ниже оси зубчатого колеса (рис. 1-14). Это позволяет уменьшить глубину тоннеля для установки карданного вала, что весьма благоприятно для компоновки пассажирского салона.



В коробке передач автомобилей с поперечным расположением двигателя в качестве главной передачи используются либо косозубая цилиндрическая передача (рис. 1-15), либо планетарный ряд (рис. 1-16).







В трансмиссиях переднеприводных автомобилей с продольным расположением двигателя в главной передаче используются конические шестерни со спиральными зубьями (рис. 1-17).



Дифференциал (рис. 1-18) предназначен для обеспечения рассогласования угловых скоростей ведущих колес в режимах криволинейного движения, что необходимо для предотвращения износа шин и заноса автомобиля.





В прямолинейном движении силы тяги на колесах равны, а моменты на центральных колесах одинаковы как по величине, так и по направлению (рис. 1-19), в результате чего сателлиты находятся в равновесном состоянии. Это приводит к тому, что все элементы дифференциала вращаются с одинаковой угловой скоростью.





В повороте колеса имеют различные угловые скорости (рис. 1-20), поэтому дифференциал начинает работать. Полуось, связанная с отстающим колесом, замедляется, что приводит к вращению сателлитов относительно своих осей и увеличению скорости вращения второй полуоси. Причем сумма угловых скоростей полуосей (ω₁ и ω₂) обязательно должна быть равна удвоенному значению угловой скорости водила ω_в:



ω₁ + ω₂ = 2ω_в

Одним из недостатков дифференциала является то, что он в любом случае делит крутящий момент, подводимый от главной передачи, поровну между его двумя выходными полуосями. Это обстоятельство значительно снижает устойчивость движения и проходимость автомобилей.