Главный распорядитель


Двигатель внутреннего сгорания при всех своих положительных качествах имеет существенный недостаток. Его мощность и крутящий момент невозможно передать на ведущие колеса напрямую без посредников. Слишком уж большие обороты развивает ДВС (5000 – 7000 об/мин). А тут правило простое — выигрываем в скорости, проигрываем в усилии или, говоря техническим языком, в крутящем моменте. Вот и приходится дополнять мотор хитрой коробкой с шестеренками, позволяющей изменять в широких диапазонах скорость вращения колес и усилие на них. Но это еще не все.

Для того чтобы увеличить крутящий момент, а заодно поменять направление вращения (колеса практически всегда расположены перпендикулярно двигателю), на ведущий мост ставится коническая зубчатая понижающая передача. При этом ее ведомая (большая) шестерня прикрепляется к особому механизму — дифференциалу. Все это называется трансмиссией.

 

 

Между колесами

 

При упоминании термина «дифференциал» в памяти прежде всего всплывают сложные математические формулы, уравнения и прочие заумные вещи. Но в нашем случае дифференциал — это всего лишь набор шестеренок, встроенных в ведущий мост. Для чего?

Допустим, автомобиль поворачивает направо. Если не полениться измерить след правого и левого колеса, то окажется, что последнее прошло на несколько метров больше. Поворот влево — та же ситуация, только теперь «отдыхает» левое колесо. А между тем мотор, через КПП и главную передачу вращает колеса с совершенно одинаковой скоростью. Ему и невдомек, что при этом одно колесо не поспевает за другим и скользит по дороге, перегружая трансмиссию и без толку стирая резину.

Теперь разъеденим единый мост на две полуоси, на каждую насадим по конической шестерне, между которыми будут свободно вращаться четыре шестеренки поменьше (сателлиты), надетые на концы крестовины. Сама же крестовина жестко соединена с ведомой шестерней главной передачи. Поехали.

Пока автомобиль движется по прямой, сопротивление для каждого колеса совершенно одинаково. Сателлиты остаются неподвижными, вращая обе полуосевые шестерни с одинаковой скоростью. Получается, что дифференциал не задействован и превращен в жесткую муфту, связывающую полуоси и большую коническую шестерню в единое целое.

Теперь, допустим, мы повернем направо. Правое колесо по-прежнему пройдет меньший путь, поскольку дорога старается замедлить его вращение. А левое, наоборот, пробежит более длинную дистанцию. Значит, на правой полуоси сопротивление дороги увеличится, а на левой — уменьшится. Сателлиты, поворачиваясь, будут захватывать зубья левой полуосевой шестерни и подгонять ее. А правую полуось они слегка замедлят.

Но не только в поворотах сателлиты проворачиваются вокруг своих осей. Представьте, что автомобиль на прямой дороге попал правым колесом в лужу или на лед. Правое колесо сразу же потеряет сцепление с дорогой, а правая полуось перестает оказывать сопротивление сателлитам. А те, в свою очередь, упершись в зубья левой полуосевой шестерни, погонят правую полуосевую шестерню чуть ли не с удвоенной скоростью. В итоге правое колесо бешено вращается, а левое, которое хорошо сцеплено с дорогой, беспомощно стоит на месте. Что же делать? Конечно же, остановить бессмысленную работу сателлитов. Для этого достаточно лишь подложить под проворачивающееся колесо доску или насыпать песок на лед. Тогда сопротивление вращению с обеих сторон будет одинаковым и автомобиль благополучно тронется с места.

А если мы имеем дело со сверхмощным авто, под капотом которого бьется огромное 300-сильное стальное сердце? При резком старте с места даже небольшая разница в сцеплении правого и левого колеса приведет к мгновенному срабатыванию дифференциала. Машину будет бросать из стороны в сторону, а возможно и вовсе занесет. А ежели мы свернем на обледеневшую дорогу или съедем на бездорожье? Тогда – запасаться вязанкой досок или тонной песка?

Нет конечно. Для этого случая предусмотрены особые механизмы, блокирующие дифференциал и превращающие сложный механизм в простую коническую передачу. Этому могут послужить простенькие кулачковые муфты или многодисковые сцепления. Кроме того, существуют еще и так называемые дифференциалы повышенного трения (Torsen), которые включаются и отключаются самостоятельно, в зависимости от дорожных условий…