Дифференциал коробки передач

Как определить поломку дифференциала: коротко о главном

Производители рассчитывают запас прочности дифференциала вместе со сроком службы коробки передач автомобиля, однако в некоторых случаях ремонт или замена агрегата может потребоваться раньше. На практике ресурс эксплуатации дифференциала зависит от нагрузки, оказываемой на механический редуктор – агрессивный стиль вождения, в частности, прохождение поворотов на большой скорости, резкие старты с вывернутым рулем или длительная пробуксовка резко сокращают срок службы редуктора.

Типовыми признаками неисправности дифференциала АКПП считаются:

• Износ ведомой шестерни главной пары – проблема проявляется воем коробки при увеличении нагрузки: во время стартов, подъемов в гору или движении на высоких оборотах. Для устранения проблемы необходима замена главной пары.          
• Выработка зубьев или оси сателлитов – характерным признаком неисправности считается вой коробки или появление посторонних звуков при любом режиме движения. Потребуется замена поврежденных комплектующих.
• Низкий уровень масла в картере – признаком неисправности является появление грубых механических звуков при работе коробки. Для устранения последствий обязательно необходимо внеплановое ТО и полная замена масла.
• Выработка шестерни привода спидометра – дифференциал постоянно гудит, независимо от нагрузки и режима движения. Требуется замена неисправной детали.
• Износ полуосей или подшипника дифференциала – щелкающий звук, который проявляется в момент смены режима движения или нагрузки на автомобиль. Для выявления и устранения неисправности требуется полная дефектовка трансмиссии.
• Течь рабочей жидкости из картера – характерными признаками проблемы являются потеки масла на картере, а также грубые звуки и удары внутри редуктора. Для устранения последствий обязательно необходимо внеплановое ТО и полная замена масла.

Обратите внимание! При появлении посторонних звуков в дифференциале рекомендуется сразу записаться на диагностику в квалифицированный автосервис. Оттягивание ремонта или пренебрежение плановым ТО способны кратно увеличить ущерб, наносимый трансмиссии автомобиля

Как снять редуктор заднего моста ВАЗ 2107

Разобрать редуктор и заменить в нём всё необходимое (или поменять редуктор целиком) автовладелец может самостоятельно, сэкономив таким образом около 1500 рублей (примерно столько стоит эта услуга в автосервисе). Вот что потребуется для работы:

• комплект торцевых головок и длинный вороток;
• набор рожковых ключей;
• набор накидных ключей;
• съёмник для задних полуосей;
• отвёртка с плоским жалом.

Последовательность работы

Перед началом работы из заднего редуктора обязательно сливается масло. Для этого достаточно отвернуть пробку на корпусе заднего моста, предварительно подставив под него какую-нибудь ёмкость.

1. Автомобиль устанавливается на яму. Задние колёса поднимаются с помощью домкратов и снимаются. Передние колёса при этом должны быть надёжно зафиксированы.
2. После снятия колёс откручиваются все гайки на тормозных барабанах и снимаем их крышки. Открывается доступ к тормозным колодкам.

Центровка раздаточной коробки

Уже давно водители советских Нив убедились в том, что центровка раздаточной коробки автомобиля значительно снижает вибрацию, уровень шума в салоне и экономит расход топлива. Поэтому если вы только приобрели ВАЗ-21213, то стоит сразу заняться этой работой. Когда вы приобретаете автомобиль с рук, не стоит полагаться на все обещания и заверения предыдущего владельца. Даже если, он уверял в том, что центровка выполнялась и все отлично, лучше всего проверить данный факт и убедиться в этом. Сама по себе эта работа не сложная, но требует дополнительных рук, так как в одиночку не справиться и наличие эстакады. Специалисты автосервиса рекомендуют использовать подъемник, потому что другие приспособления требуют дополнительных креплений. Процесс сам по себе таков:

• один человек садится на место водителя, авто поднимают вместе с ним;
• блокировку необходимо отключить и включить 4-ю или 5-ю передачу;
• необходимо, чтобы шпильки находились в середине опорных отверстий (для этого раздвиньте раздаточные опоры руками);
• второй человек снизу должен послабить 4 гайки, которые фиксируют раздатку;
• человек, находящийся на водительском месте должен набрать обороты и сообщить об этом напарнику (помощник «на ходу» затягивает фиксаторы до положенного уровня);
• в автосервисе для центрирования, автомобиль должен набрать скорость до 60 кмчас (скорость должна устанавливаться на 4-й передаче).

Важно знать! На Ниве 21213 промежуточным валом используется не кардан, а ШРУС. По этой причине заводские установки могут обойтись без высотной регулировки. Но в том случае, когда динамическая центровка не оправдывает ожидания, можно попытаться подтянуть или опустить раздаточную коробку и повторить центровку

Но в том случае, когда динамическая центровка не оправдывает ожидания, можно попытаться подтянуть или опустить раздаточную коробку и повторить центровку.

Правильная установка раздаточной коробки может производиться несколькими способами. Чаще всего в автомастерских ремонтники пользуются следующим методом:

• вывешивают машину на подъемнике;
• ослабляют крепление раздатки;
• запускают двигатель;
• включают передачу и разгоняют машину по спидометру до скорости, на которой идет вибрация (часто она возникает на скоростях от 40 до 80 км/ час);
• без применения тормозов гасят скорость двигателем, затем выключают зажигание.

Отрегулировать положение РК также можно с помощью проволоки, делаем это следующим образом:

• ослабляем все четыре крепления опор раздатки;
• закрепляем один конец проволоки на резиновой муфте карданного вала;
• крепим еще отрезок проволоки на ШРУСе, другие концы проволоки подводим друг к другу;
• вращаем вал, если раздатка не отцентрована, концы проволоки будут при вращении расходиться;
• задача сводится к тому, чтобы установить методом подбора раздаточную коробку так, чтобы концы проволоки практически не расходились между собой в любом положении при поворачивании вала.

Разновидности автомобильных дифференциалов

Помимо конического, цилиндрического и червячного, существуют и успешно используются следующие разновидности дифференциалов: дифференциал с полной блокировкой, дифференциал Торсен, дифференциал Квайф, вискомуфта.

Дифференциал с полной блокировкой

Дифференциалы этого типа чаще всего используются на грузовиках и внедорожниках. Их блокировка включается и отключается непосредственно из салона с помощью специальной клавиши водителем. Они используются для повышения проходимости автомобилей.

Межосевой дифференциал с блокировкой типа Torsen

Конструкция рабочего привода данной системы состоит из следующих единиц:

1. корпус;
2. правая полуосевая шестерня;
3. левая полуосевая шестерня;
4. сателлиты правой и левой полуосевых шестерен;
5. выходные валы.

Стоит отметить, что дифференциал Torsen имеет наиболее совершенную конструкцию.

Принцип работы:

Межосевой блокируемый дифференциал Torsen состоит из ведомых и ведущих червячных колес, иначе называемых полуосевыми и саттелитами. В такой системе блокировка случается вследствие особенностей функционирования шестерен данного типа. В нормальном состоянии им задается определенное передаточное число. Если колеса имеют хорошее сцепление с поверхностью и движутся плавно, работа дифференциала происходит точно так же, как и у симметричного. Но как только происходит резкое увеличение момента, саттелит пытается начать движение в обратную сторону. Полуосевая червячная шестерня перегружается, и происходит блокировка выходных валов. При этом лишний крутящий момент двигателя переходит на другую ось. Максимальная степень перераспределения момента для дифференциалов Torsen – 75 на 25.

Наиболее известной разновидностью данной системы является Torsen Audi Quattro. Это один из самых популярных механизмов в конструкциях современных полноприводных автомобилей. Его неоспоримыми преимуществами являются широкий спектр переброса вращающего момента, мгновенная скорость срабатывания и отсутствие негативного влияния на тормозную систему. А вот к недостаткам можно отнести сложность конструкции со всеми сопутствующими последствиями.

Преимущества дифференциалов этой конструкции

Преимуществ у данной конструкции достаточно много. Данный механизм устанавливают за то, что точность его работы чрезвычайно высокая, при этом работает устройство очень плавно и тихо. Мощность распределяется между колесами и мостами автоматически – какое-либо вмешательство водителя не нужно. Перераспределение момента никак не влияет на торможение. Если дифференциал эксплуатируется корректно, то обслуживать его не нужно – от водителя требуется только проверять и периодически менять масло.

Именно поэтому многие водители ставят дифференциал “Торсен” на “Ниву”. Там также применена система постоянного полного привода и никакой электроники, поэтому нередко любители экстрима меняют штатный дифференциал на данный узел.

Недостатки

Есть и минусы. Это высокая цена, ведь внутри конструкция устроена достаточно сложно. Так как дифференциал работает на принципе терния, из-за этого повышается расход топлива. При всех преимуществах КПД довольно низкий, если сравнивать с похожими системами другого типа. Механизм имеет высокую предрасположенность к заклиниванию, а износ внутренних элементов довольно интенсивный. Для смазки нужны специальные продукты, так как при работе узла выделяется много тепла. Если на одной оси установлены разные колеса, то детали изнашиваются еще более интенсивно.

Дифференциалы Квайф

Отличительной особенностью дифференциалов этого типа является то, что сателлиты в них располагаются параллельно оси вращения корпуса (чаши), причем в два ряда. Кроме того, при функционировании этих агрегатов образуются силы трения, которые при необходимости автоматически осуществляют блокировку, повышают проходимость и силу тяги автомобиля. Чаще всего дифференциалы Квайф используются для тюнинга легковых автомобилей и внедорожников.

Вискомуфта

Функционирование этот типа дифференциала основано на том же принципе, что и работа гидротрансформатора. Чаще всего вискомуфты используются в автомобилях с полным приводом и используются для того, чтобы обеспечивать связь передних колес с задними по следующему принципу: если одни из них проскальзывают, то крутящий момент транслируется на другие, за счет чего и решается проблема пробуксовки. Конструктивно вискомуфта представляет собой цилиндр, в которой находится погруженный в вязкую жидкость пакет металлических дисков, имеющих перфорацию, и соединенных с валами (как ведущим, так и ведомым). В зависимости от температуры вязкость жидкости меняется, на чем и основывается принцип работы этого агрегата.

Блокировка дифференциала

Блокировка дифферециала с гидроприводом включения

Но у автомобильного дифференциала есть существенный недостаток, который проявляется в случае, когда сопротивление вращению на одном из колес полностью пропадает (к примеру, оно попало на скользкий участок дороги). В результате особенностей работы, у колеса, потерявшего сопротивление дороги, максимально возрастает угловая скорость. То есть, по сути, все вращение передается только на него, в то время как второе колесо из-за сопротивления останавливается.

В результате автомобиль обездвиживается, поскольку из-за низкого сопротивления на одном колесе падает и крутящий момент на нем. А поскольку дифференциал работает симметрично, то на втором колесе момент тоже очень мал, и его явно недостаточно, чтобы заставить его вращаться. Чтобы решить такую проблему, достаточно лишь замедлить вращение буксующего колеса, тем самым повысив крутящий момент на нем, и соответственно, на втором колесе. И для этого применяются блокировки дифференциала.

Видео: GБлокировки дифференциала для УАЗа, разновидность и принцип работы

Все просто – если обеспечить жесткое соединение одной полуоси с чашкой дифференциала, то она просто не сможет вращаться быстрее, чем шестерня редуктора. Из-за этого не будет происходить перераспределение вращения, крутящий момент на обеих полуосях будет одинаковым, и его хватит, чтобы обеспечить вращение и колеса, на котором имеется сопротивление, то есть автомобиль сможет двигаться даже в случае потери сопротивления на одном из колес.

Блокировки дифференциала различаются по степени блокирования и бывают они с:

1. Полной.
2. Частичной блокировкой.

Полная описана выше и указывает она на то, что происходит жесткое соединение элементов дифференциала машины, по сути, он просто прекращает выполнять свои функции и крутящий момент подается равно на обе полуоси.

В частичной же блокировке передача усилия между составными элементами узла ограничена определенной величиной, что обеспечивает повышение крутящего момента на колесе, получающем повышенное сопротивление.

Что такое дифференциал, для чего он нужен, и как устроен

1. Что такое дифференциал?

Дифференциал в автомобиле – это механизм, который позволяет передавать мощность и, следовательно, вращение от коробки передач к колесам, разделяя поток этой мощности на два, для каждого из колес одной оси, с возможностью изменять соотношение передаваемой к ним мощности, и, следовательно, позволяя колесам вращаться с разной скоростью. Проще говоря, дифференциал разделяет 100% мощности, передаваемой коробкой передач, на два потока для каждого из колес на одной оси, и эти потоки могут перераспределяться в зависимости от условий движений от 50:50 до 100:0.

2. Для чего нужен дифференциал?

Основное предназначение дифференциала – обеспечить возможность вращения колес на одной оси с разной скоростью с сохранением неразрывного потока крутящего момента

Для автомобиля это важно прежде всего в поворотах: ведь при движении по дуге колеса на внешней стороне поворота проходят больший путь, чем колеса на внутренней, а значит, должны вращаться с большей скоростью для сохранения стабильности машины

Если же колеса на оси будут соединены жестко, то внутреннее колесо в повороте будет пробуксовывать. Для заднеприводного автомобиля это повышает риск заноса, а для переднеприводного радикально ухудшает управляемость и контроль автомобиля в повороте. Таким образом, обеспечение свободного и независимого вращения колес на одной оси с сохранением постоянства передачи на них крутящего момента от двигателя было одной из принципиальных задач с момента создания автомобиля – и это задача была успешно решена.

3. Как устроен дифференциал?

Дифференциал являет собой частный случай планетарной передачи. Физически он обычно представляет собой набор из четырех шестерней, вращение к которым передается пятой – ведомой шестерней главной передачи, объединенной с корпусом дифференциала, выполняющим роль водила. Главная передача – это набор из двух шестерней: ведущая получает вращение от КПП и передает его ведомой. Ведомая же шестерня главной передачи передает вращение через корпус на шестерни-сателлиты, а они, в свою очередь, находятся в зацеплении с солнечными шестернями, жестко закрепленными на приводных полуосях колес.

Когда автомобиль движется по прямой, шестерни-сателлиты неподвижны, и скорость вращения шестерни главной передачи равна скоростям вращения солнечных шестерней: колеса вращаются с одинаковой скоростью. В повороте же шестерни-сателлиты начинают вращаться, обеспечивая разницу скоростей солнечных шестерней и, следовательно, колес на внешней и внутренней стороне поворота.

4. Каковы недостатки дифференциала?

Главным недостатком дифференциала одновременно является его главное преимущество – возможность передавать до 100% мощности на одно из колес. Исходя из этого, в условиях, когда одно колесо имеет недостаточное сцепление с поверхностью, основная часть мощности будет передаваться именно на него. Таким образом, порой даже имея одно колесо на поверхности с достаточным сцеплением, автомобиль не может тронуться с места.

Для устранения этой проблемы были разработаны разнообразные конструкции – дифференциалы с повышенным внутренним сопротивлением (так называемые самоблоки) и дифференциалы с принудительной блокировкой, ручной или автоматизированной. В зависимости от конструкции и назначения они могут как изменять перераспределение потока мощности в пользу колеса с хорошим сцеплением с поверхностью, так и полностью замыкать дифференциал, заставляя колеса на оси вращаться с одинаковой скоростью. Разные типы таких дифференциалов мы рассмотрим в отдельных материалах.

Главная передача

Назначение главной передачи

Основное назначение главной передачи в трансмиссии — передача тяги двигателя к, так сказать, «конечному потребителю» – колесам. Если автомобиль заднеприводный, то тяга от коробки передач через карданный вал передается на главную передачу, а та, в свою очередь, перенаправляет поток мощности на колеса через полуоси (если задняя подвеска зависимая и имеет мост) или приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей (об этом пойдет речь дальше). Если автомобиль переднеприводный, то главная передача через шестерню связана непосредственно с коробкой передач.

Есть такое понятие, как неразрезной мост. Означает оно то, что главная передача вместе с дифференциалом находятся в корпусе, к которому подсоединены или отлиты вместе с ним изначально два кожуха полуосей. Полуоси — это валы, соединяющие дифференциал и главную передачу с колесами. Данная конструкция является частью зависимой подвески автомобиля, так как жестко связывает правое и левое ведущие колеса. Полуось жестко связывает колесо и главную передачу, то есть при преодолении какоголибо препятствия весь мост перемещается вместе с колесами и всем содержимым. Убираем кожух полуосей, корпус главной передачи устанавливаем на кузов или подрамник, колеса с главной передачей соединяем с помощью приводных валов через шарниры равных угловых скоростей и получаем разрезной мост и независимую подвеску колес. Все это подробнее описано ниже в разделе «Устройство главной передачи» и представлено на рисунке 5.32.

Примечание Главная передача служит для понижения числа оборотов, передаваемых от двигателя к колесам, и увеличения тягового усилия. Она обеспечивает передачу вращения с карданного вала на полуоси под углом 90° при классической компоновке автомобиля (о которой подробно рассказывается в главе 3). В главной передаче применяют шестеренчатые передачи, одинарные или двойные.

Устройство главной передачи

Главная передача состоит из двух шестерен, а точнее, из конической шестерни (на рисунке 5.33 — ведущая шестерня) и конического колеса (на рисунке 5.33 — ведомое колесо).

Рисунок 5.33 Главная передача заднего неразрезного моста.

Шестерня является ведущим элементом (к ней подводится тяга от коробки передач и двигателя), а колесо —ведомым (принимает тягу от шестерни и перенаправляет под углом 90 градусов).

Шестерни изготавливают со спиральными зубьями, благодаря чему повышается прочность зубьев, увеличивается число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, и шестерни работают более плавно и бесшумно.

Кроме конической простой шестеренчатой передачи, у которой оси взаимно пересекаются, в легковых автомобилях применяют гипоидную передачу (показана на рисунке 5.34). В этой передаче зубья имеют специальный профиль и ось малой конической шестерни смещена вниз относительно центра большой шестерни на некоторое расстояние «S». Это дает возможность расположить карданный вал ниже и уменьшить высоту выпуклой верхней части туннеля для размещения вала в полу кузова, вследствие чего достигается более удобное размещение пассажиров в кузове. Кроме того, имеется возможность несколько снизить центр тяжести автомобиля и повысить его устойчивость при движении. Гипоидная передача обладает большей плавностью работы, более высокой прочностью зубьев и износоустойчивостью.

Примечание Однако у гипоидной передачи есть одна неприятная особенность: порог заклинивания при обратном ходе. Расчеты данной передачи, конечно, исключают такую возможность, но всегда стоит помнить, что данную главную передачу может заклинить при превышении расчетных оборотов (при вращении в обратную сторону). Так что будьте осторожны с выбором скорости движения задним ходом.

Для гипоидной передачи необходимо применение смазки специальных сортов из-за большого давления между зубьями при работе и больших скоростей относительного скольжения между зубьями. Кроме того, требуется более высокая точность монтажа передачи.

Рисунок 5.34 Элементы главной передачи. Гипоидная передача.

Корректировка подшипников дифференциала ВАЗ

Дифференциал – агрегат, который позволяет разбить крутящий момент, когда каждая из полуосей обретает свои ньютонометры. Также он корректирует скорость кручения колес. При развороте наружное колесо проходит по огромной дуге и начинает буксовать. Чтобы не допустить этого, применяется дифференциал.

Из-за него колеса имеют разный угол кручения на скорости. Чтобы откорректировать этот элемент под состояние трассы, необходимо провести настройку дифференциала.

Элементы состоят из двух частей: внешних колец, которые зажимаются в чулки моста; и внутренних, утрамбовка которых идёт на дифференциал. Замену, а также корректировку этих узлов можно делать своими руками.

Чтобы скорректировать подшипники дифференциала, нужно:

1. Ослабить прикрепление колпаков подшипников так, чтобы гайки для регулировки могли крутиться.
2. Этими гайками необходимо поджать подшипник с небольшим усилием.
3. Подтянуть подшипники гайками, провернуть шестерёнку сначала в одну, затем в обратную сторону. При выполнении этого ролики, которые находятся в подшипниках, занимают нужное положение.
4. Чтобы измерить боковой промежуток в сцеплении шестерёнок главной передачи на картере заднего моста, нужно укрепить указатель, подвести его щуп к верху зуба по внешней грани шестерёнки. Промежуток должен быть 0,15-0,2 мм. Замеры необходимо провести не менее чем на шести зубьях в обратных зонах венца.
5. Для того чтобы снизить расстояние, при помощи отвёртки или тонкого металлического стержня гайка для регулировки по грани обратной шестерёнки откручивается, а другая закручивается.

Отворот и заворот гаек нужно проводить на одну и ту же величину, ориентируя их по пазам. Каждое раскручивание нужно заканчивать затяжкой. Данное действие обеспечивает стабильный контакт внешнего колечка подшипника с гайкой, что, в свою очередь, служит гарантом фиксации во время работы. Чтобы увеличить расстояние, нужно выполнить те же действия, но в противоположной последовательности.

Плюсы и минусы заваренного редуктора на бездорожье

В статье про трицикл из мотоцикла Урал я говорил, что дифференциал в жигулевском мосту заварен. Но позже туда был установлен обычный дифференциал. Разница почувствовалась сразу.

Перевернутый жигулевский мост на трицикле

Итак, перечислим основные достоинства заваренного дифференциала на бездорожье:

1. Проходимость. Что есть, то есть. Из-за отсутствия распределения крутящего момента проходимость заметно повышается. Снижается вероятность пробуксовки колеса из-за недостаточного сцепления с поверхностью, что само по себе уже ухудшает это сцепление. Подробнее про этот эффект (трение покоя и скольжения) в статье по типам полного привода (ссылка в конце этой статьи).
2. Прямолинейность движения. С заблокированным редуктором трицикл стремится ехать прямо в любых условиях, что иногда оказывается полезно. Можно, например, тормозить поворотом руля. Но этот эффект скорее мешает, чем помогает. Подробнее чуть ниже.

На этом достоинства «электродуговой» блокировки моста заканчиваются, а недостатков у нее не меньше.

1. Управляемость. Точнее ее отсутствие. Из-за того, что оба задних колеса постоянно вращаются с одинаковой угловой скоростью трицикл поворачивает неохотно. Особенно это мешает при резких поворотах и разворотах. Сложнее точно держать траекторию движения, а если попал в глубокую колею, то выехать из нее почти невозможно.
2. Тяжелое управление. Вытекает из предыдущего пункта. Особенно проявляется при продолжительных поперечных кренах, когда руки просто «затекают» от постоянного напряжения на руле.
3. Нагрузка на конструкцию. Особенно страдает подвеска, как передняя, так и задняя. Пару раз отрывало тяги заднего поста, крепление задних амортизаторов, треснула рама в районе рулевой колонки. С обычным редуктором ничего подобного не наблюдалось, даже при жесткой эксплуатации.
4. Возможно малый срок службы заваренного дифференциала. На Урале ввиду относительно малой мощности двигателя (около 35 л.с. против 75 л.с. у жигулевского) заваренный мост исправно служил более двух лет без каких-либо проблем. Но при использовании «электродуговой» блокировки на автомобиле, да еще и по асфальту, думаю мост долго не протянет.

Вывод

Заметного ухудшения проходимости после установки на трицикл обычного дифференциала не наблюдалось. Даже на скользкой поверхности «гребут» обычно два колеса. Только если сцепление с поверхностью у колес заметно различается, тогда блокировки действительно не хватает. Зато управляемость заметно улучшилась, что позволило виртуозно маневрировать в сложных ситуациях. А это, как я считаю, гораздо важнее. Конечно, блокировка бы не помешала, но только автоматическая или подключаемая вручную. Но не постоянная.

Еще нужно учесть, что перечисленные плюсы и минусы заваренного моста ярко проявляются при использовании его на трицикле. Т.е. если, скажем поставить заваренный мост на автомобиль, у которого база гораздо больше, то управляемость ухудшится не так сильно. А если он еще и полноприводный, то этот эффект будет еще менее заметен. Но лучше все таки потратиться на самоблоки или принудительные блокировки, если речь идет об автомобиле, который будет использоваться не только для бездорожья, но и для повседневных поездок по городу.