У симметричного межколесного дифференциала числа зубьев левой и правой полуосевых шестерен равны, это и определяет его свойства:
1) сумма угловых скоростей левой и правой полуосевых шестерен (ведущих колес) равна удвоенной угловой скорости корпуса дифференциала;
2) при любых соотношениях угловых скоростей левой и правой полуосевых шестерен их крутящие моменты равны (как и моменты левого и правого колес автомобиля).
При прямолинейном движении автомобиля по прямой и ровной поверхности, когда колеса при одинаковом сопротивлении качению проходят одинаковый путь, левое и правое колеса вращаются с одинаковой угловой скоростью. С такой же угловой скоростью вращается корпус дифференциала (рисунок 9.23,а).
При вращении корпуса дифференциала он через сателлиты и полуосевые шестернивращает полуоси. Сателлиты не совершают относительного движения. А так как сателлиты не вращаются на шипах крестовины, то обе полуоси вращаются с одинаковой частотой вращения.
При движении по неровностям дороги, изменении радиуса колес, неравномерном износе шин или по другим причинам скорости вращения ведущих колес автомобиля неодинаковы. Например, при повороте автомобиля направо левые колеса проходят больший путь, чем правые. При этом соединенная с ними через полуось левая полуосевая шестерня межколесного дифференциала стремится вращаться быстрее корпуса дифференциала, а правая – медленнее
(рисунок 9.23,б). В результате этого возникает относительное вращение сателлитов, которые, проворачиваясь вокруг шипов крестовины по часовой cтрелке, обкатываются по полуосевым шестерням и увеличивают скорость вращения
а – прямолинейное движение; б – движение на повороте
Рисунок 9.23 - Работа межколесного дифференциала
левой полуосевой шестерни, так как скорость их вращения будет складываться со скоростью вращения корпуса дифференциала. Частота вращения левой полуоси и левого колеса соответственно увеличивается. По отношению к правой полуосевой шестерне направление относительного вращения сателлитов будет направлено навстречу ее вращению, в результате скорость вращения сателлитов вычитается из скорости вращения корпуса дифференциала и скорость вращения правой полуосевой шестерни будет уменьшаться. При этом понижается частота вращения полуосии колеса, связанных с правой полуосевой шестерней.
При движении по скользким или размокшим грунтовым дорогам для предотвращения буксования колес автомобиля межколесный дифференциал блокируют (рисунок 9.24).
а – дифференциал разблокирован; б – дифференциал заблокирован
Рисунок 9.24 - Работа механизма блокировки
Для блокирования межколесного дифференциала водитель нажимает на клавишный выключатель, от которого подается сигнал на электро-пневмоклапан, в результате чего клапан открывается и пропускает воздух к пневматической полости механизма блокировки. При подаче воздуха на мембрану 3 (рисунок 9.22) поршень 4 через стержень 7 воздействует на вилку 14, которая, поворачиваясь вокруг оси, воздействует на муфту блокировки 12 и перемещает ее по шлицам полуоси 8 до полного соединения с торцевыми зубьями муфты дифференциала 13. При этом жестко соединяются левая полуось и корпус дифференциала (рисунок 9.24,б). Вследствие этого отсутствует возможность относительного вращения сателлитов и дифференциал работает как одно целое. О включении блокировки свидетельствует сигнализатор на щитке панели приборов.
Привод ведущих колес
Привод ведущих колес предназначен для передачи крутящего момента от дифференциала на ведущие колеса. На автомобилях УАЗ-3151, КамАЗ-43114, Урал-4320-31 привод ведущих колес осуществляется полуосями полностью разгруженного типа. На такую полуось действует только крутящий момент, а все остальные силы воспринимаются балкой моста. Передний мост этих автомобилей не только ведущий, но и управляемый, поэтому в приводе колес устанавливается шарнир равных угловых скоростей (ШРУС), передающий крутящий момент на управляемые колеса при изменяющихся углах их поворота.