Разработка заднего моста автомобиля категории N3

Более «продвинутой» версией дискового дифференциал является героторный дифференциал. В нем шестеренчатый масляный насос приводит в действие поршень, который сжимает пакет фрикционов. А производительность насоса зависит от разницы в скорости вращения полуосей. Чем больше эта разница — тем сильнее усилие сжатия, а, соответственно, и степень блокировки

Червячные дифференциалы

Используют дл

я блокировки свойства червячных передач. Самыми распространенными являются дифференциалы Торсен и Квайф. Червячная передача состоит из червяка и червячного колеса. Червяк (сателлит) является ведущим звеном, колесо (шестерня полуоси) — ведомым. КПД передачи при прямом вращении намного больше, чем при обратном, и зависит от угла наклона витков червяка. Говоря проще, червяк легко вращает колесо, колесо же с трудом вращает червяк. При определенном угле витка червяка обратная передача становится вообще невозможной — то есть, колесо не сможет вращать червяк (происходит самоторможение).

Червячные дифференциалы по сравнению с дисковыми отличаются большей надежностью и коэффициентом блокировки, меньше боятся пробуксовки (но длительные и частые пробуксовки все равно не рекомендуются). Однако такие дифференциалы, в отличие от дисковых и вискомуфты, совершенно беспомощны против диагонального вывешивания.

Электронноуправляемые дифференциалы

Электроника, активно внедряемая во все узлы и системы автомобиля, не обошла стороной и дифференциал. Типовая конструкция электронноуправляемого дифференциала напоминает устройство обычного дискового дифференциала, но сжатие фрикционов осуществляется гидро- либо электроприводом по команде блока управления. Таким образом можно регулировать степень блокировки в самых широких пределах — от 0 до 100%. Все зависит от заложенной в блок программы.

Казалось бы, идеал достигнут! Но, нет пытливые японцы пошли дальше и сконструировали активный дифференциал — самый совершенный на данный момент. Обычный электронноуправляемый дифференциал при пробуксовке только выравнивает скорости вращения полуосей. Активный же дифференциал может вращать полуоси с разными скоростями, в зависимости от дорожной ситуации. Например, в повороте добавить момент на внешнее разгруженное колесо, помогая автомобилю «довернуться».

Выбрали дисковый дифференциал, так как применяется в качестве межосевого дифференциала автомобилей повышенной проходимости.

3.2 Работа механизма принудительной блокировки

Механизм принудительной блокировки межколесного дифференциала содержит, кулачковую муфту, состоящую из неподвижной части 1, которая крепится на шлицах чашки 2 дифференциала и застопорена от осевого перемещения штифтом 3, и подвижной части 4, установленной на полуоси 5.

Кронштейн 6 проходит через отверстие в картере моста 7 и крепится в опорном фланце 8 при помощи пластины 9 и гайки 10. Двуплечий рычаг 11 посредством оси 12 закреплен на консоли кронштейна 6 и имеет возвратную пружину 13, при этом концы двуплечего рычага выполнены в виде вилки. Одно плечо рычага 11 взаимодействует с подвижной частью 4 посредством сухарей 14, зафиксированных на концах вилки при помощи шплинтов. Другое плечо рычага 11 взаимодействует с поршнем 15 приводного механизма посредством стержня 16 и оси 17. Поршень 15 расположен в опорном фланце 8 и закрыт крышкой 18. Между поршнем 15 и крышкой 18 размещена диафрагма 19.

Механизм принудительной блокировки работает следующим образом. Под крышку 18 подается сжатый воздух, воздействуя на диафрагму 19, которая при этом перемещает поршень 15. Поршень 15 посредством стержня 16 и оси 17 воздействует на рычаг 11, который, поворачиваясь вокруг оси 12, перемещает подвижную часть 4 кулачковой муфты до взаимодействия с неподвижной частью 1, при этом дифференциал блокируется. При отключении подачи сжатого воздуха, возвратная пружина 13, воздействуя на рычаг 11, возвращает все элементы механизма блокировки в исходное положение. Дифференциал разблокируется.

3.3 Выбор максимального крутящего момента при расчете на прочность элементов блокировки

При прямолинейном движении и трогании с места со стороны автомобиля на межколесный дифференциал действует суммарная сила сопротивления SFсопр.

Пока имеет место равновесие сил Fдифф и Fсопр автомобиль находится в покое. При увеличении Fдифф на величину DFдифф начинается движение автомобиля, дифференциал начинает вращаться, но в самом дифференциале относительное вращение между шестернями отсутствует в виду равенства противоположных сил 0,5Fдифф и F1.сопр, F2.сопр соответственно. Очевидно, что F1.сопр и F2.сопр пропорциональны коэффициентам сцепления j1 и j2.Относительное вращение шестерен в дифференциале возникает при изменении сил сопротивления Р1.сопр, Р2.сопр, которые зависят только от коэффициента сцепления колеса с дорогой j, так как другие составляющие остаются постоянными во время движения.

Рис.3. Движение по прямой при j1 = j2

1 - полуось левая; 2 - полуось правая; 3 - муфта; 4 - чашка дифференциала;

5 - ось сателлита; 6 - сателлит; 7 - полуосевая шестерня; 8 - колесо.

Так при буксовании одного из колес, например правого, коэффициент сцепления j2 = 0, следовательно, сила F2.сопр = 0, и сила F1.сопр, начинает вращать сателлит, являющимся двухплечим рычагом, вокруг оси крестовины. Равновесие нарушается. Полуосевые шестерни начинает вращение относительно чашек дифференциала в противоположные стороны. Левая полуосевая шестерня, имеющая сопротивление со стороны силы F1.сопр по отношению к чашкам дифференциала вращается в противоположную сторону, хотя по отношению к дороге находится в покое.

Соединение любой из полуосевых шестерен с чашками дифференциала прекращает относительное вращение в дифференциале, тем самым блокирует дифференциал.

Для расчета прочности элементов блокировки условно можно принять, что автомобиль движется по прямой и коэффициент сцепления j колеса с дорогой у одного колеса равен максимальному значению, а у другого равен нулю (колесо вывешено).

Возможны 2 случая

1. колесо, имеющее максимальное сцепление находится на полуоси, где размещена блокировка.

2. колесо, имеющее максимальное сцепление находится на полуоси, где не размещена блокировка.

1 случай

Рис.4. Движение по прямой при j1 = max; j2 = 0.

Крутящий момент вращает чашки дифференциала. На правом колесе нет нагрузки, сила F1.сопр вращает сателлит относительно оси, стараясь провернуть полуосевую шестерню 1 в обратном направлении. Полуосевая шестерня 1 и полумуфта полуоси подтормаживаются, а чашки дифференциала и полумуфта чашки продолжают вращение, происходит сцепление полумуфт (рис. 6.3) Дифференциал блокируется.

При этом кулачки муфт нагружаются крутящим моментом равным максимальному сцепному моменту на левом колесе (правое колесо вывешено, следовательно, на нем нет нагрузки – сила F2.сопр = 0).

 Скачать реферат