Что такое редуктор и чем отличается от дифференциала
Что такое редуктор и чем отличается от дифференциала
Автомобилисты знают, что мотор не может вращать колеса напрямую. В качестве примера рассмотрим заднеприводный транспорт. Усилия от маховика сначала передаются в коробку передач, оттуда на кардан. Конечная точка назначения — мост. Внутри него расположен механизм, без которого движение невозможно. Редуктор в машине преобразует и передает крутящий момент от источника вращения к колесам. Передний привод отличается тем, что вместо карданов используют полуоси с шарнирами угловых скоростей (ШРУС) на концах. В автомобилях с полным приводом два моста.
Устройство и принцип работы
В статье не будет сложных иллюстраций. Это упростит понимание. Редуктор находится в стальном корпусе моста, а на переднеприводных авто он интегрирован в коробку переключения передач (КПП). Механизм можно назвать набором шестерней, связанных друг с другом.
Устройство редуктора
Вот как все работает при прямолинейном движении. Передаточное отношение будет равно 1:1. Колеса крутятся с одинаковой скоростью. Так бывает, когда транспортное средство не входит в повороты. Ведущая шестерня (4) вращает ведомую (1), к которой жестко прикреплены сателлиты (2). Они остаются неподвижными, цепляют шестерни полуосей (5). Поэтому сами полуоси (3) приходят в движение.
Не всегда автомобиль едет прямо. Если надо развернуться на месте влево, то теоретически правое колесо будет двигаться быстро, а левое тормозить. Передаточное отношение составит 0:2. Вот как это выглядит:
Как работает редуктор при развороте влево
Сателлиты начинают вращаться вокруг своей оси, обеспечивают шестерням полуосей разную угловую скорость. В результате полуоси могут двигаться с разным ускорением, которая зависит от направления. Даже если одно колесо окажется заблокированным, второе продолжит крутиться. Вот для чего нужен редуктор в легковой машине. Без него при большинстве поворотов одно из колес оказалось бы заблокированным. А это ускоренный износ резины.
Разница между дифференциалом и редуктором
Если говорить простыми словами, то дифференциал — составная часть редуктора. В качестве аналогии подойдет антифриз и тосол. Первый — класс охлаждающих жидкостей, второй — торговая марка. Редуктор условно можно назвать комплексом, состоящим из ведущей и ведомой шестерни. Все остальное относится к механизму дифференциала.
Редуктор передает и преобразует крутящий момент, увеличивает или понижает его. Для автомобилей характерен второй вариант. На ведущей шестерне около 11 зубцов, а на ведомой целых 43. Соотношение составляет 3,9 к 1. Если не учитывать работу коробки передач, изначальные 1000 об/мин превращаются в 256 об/мин. Межколесный дифференциал «разветвляет» вращение на две полуоси и обеспечивает разные угловые скорости.
Разница между редуктором и дифференциалом
Оба механизма находятся в одном металлическом корпусе. Внутрь залита трансмиссионная жидкость. Она снижает силу трения и продлевает срок эксплуатации узла. Сальники не дают вытечь маслу наружу. Со временем они трескаются, поэтому водителю стоит обращать внимание на мост. Потеки видны невооруженным глазом.
Основные задачи механизма
Если говорить простыми словами, то редуктор можно назвать мостом. Типичное расположение — между двумя колесами в заднем и переднем приводе. В полноприводных автомобилях два моста: один спереди, второй сзади. Чтобы упростить объяснение, в качестве примера будет использовано заднеприводное транспортное средство.
Когда машина движется по прямой, двигатель передает мощность через кардан в редуктор, который распределяет усилие между двумя задними колесами. Это толкает машину вперед, все колеса будут вращаться в одно и то же время с одинаковой скоростью. Но если автомобиль поворачивает, два передних колеса меняют направление, но задние остаются на месте. Колеса теперь движутся по траекториям разной длины. Внутренний путь короче, чем внешний. Значит внешние колеса должны преодолевать большее расстояние за тот же промежуток времени, поэтому им нужно вращаться быстрее. Вывод прост: задние колеса должны крутиться с разной скоростью.
Как работает дифференциал на повороте
Без редуктора оба колеса вращались бы с одинаковой скоростью на поворотах. Шины будут проскальзывать, моментально изнашиваться, а водитель потеряет управление. Нагрузки способны даже сломать ось. Такое часто случалось до изобретения редукторной передачи.
Если полностью заблокировать одно колесо, то второе все равно продолжит вращаться.
Плохо, когда одно из колес попадает на скользкую поверхность. Тогда вся сила мотора уходит в пустоту. Машина начинает буксовать. Для предотвращения подобных ситуаций инженеры создали блокировку дифференциала.
Виды редукторных передач
Разновидность автомобильного редуктора зависит от способа зацепления ведущей шестерни и ведомой. Возможны такие варианты:
- Червячная. Конструкцию используют для рулевого управления. Состоит из винтовой прямой втулки и ведомой шестерни. Механизм не нашел применения в составе трансмиссии.
- Гипоидная. Обе шестерни соединены между собой под углом 45 °. Спиральная нарезка зубьев увеличивает площадь контакта. Характерна для машин с полным и задним приводом.
- Цилиндрическая. Устанавливают на переднеприводных авто. Обе шестерни выполнены в форме цилиндра. Зубья имеют косую насечку, вращаются в редукторе коробки передач.
- Коническая. Аналог гипоидной, но насечка зубьев прямая, а не спиралевидная. Угол сопряжения равен 90 °. Передачу используют на маломощных машинах с полным и задним приводом.
- Планетарная. В центре солнечное зубчатое колесо, на внешнем контуре — коронное. Между ними находятся сателлиты. Применяется в составе планетарных коробок передач.
Инженеры рассчитывают конструкцию редукторов, чтобы правильно выбрать передаточное число. Это отношение угловых скоростей ведущего и ведомого валов. Низкое передаточное число характерно для трансмиссии легковых автомобилей с малой массой и ограниченной грузоподъемностью, высокое необходимо для машин, способных перевозить тяжелые грузы.
Передаточное число 4,7 означает, что за один оборот ведущей шестерни ведомая провернется вокруг своей оси 4,7 раза.
Технические характеристики
Чтобы оценить возможности редуктора, можно ознакомиться с его техническими характеристиками. Есть пять параметров, напрямую влияющих на работу механизма:
- ориентация валов;
- количество ступеней;
- передаточное отношение;
- передаточное число;
- крутящий момент.
Передаточное отношение — это отношение угловых скоростей вращения первичного и выходного валов. Передаточное число несколько иная характеристика. Если на одной шестерне 15 зубов, а на второй 35, то цифра будет такой:
35 / 15 = 2,3.
Количество ступеней характерно для механических КПП. Бывают пятиступки и шестиступки. В мостах всего одна ступень. Ориентация валов зависит от конструкции, она бывает вертикальной или горизонтальной.
Типичные поломки редукторов
Первыми выходят из строя сальники. Их изготавливают из маслостойкой резины. Со временем деталь начинает трескаться, распадаться на отдельные фрагменты. В результате трансмиссионная жидкость выходит наружу. Начинается масляное голодание. Увеличивается сила трения качения в подшипниках. Если ничего не делать, шарниры рассыпятся, из них выпадут шарики или ролики, треснет обойма. Начало деградации подшипника можно косвенно диагностировать по гулу, идущему со стороны моста во время движения.
Сломанные зубья на редукторной передаче
От недостатка смазки страдают шестерни. Редуктор нагревается, на шестернях появляются следы коррозии. Зубья постепенно стачиваются и ломаются. В результате площадь сцепления уменьшается, передаточное число перестает соответствовать норме. Старые сальники нужно заменить, как и шестерни, валы и подшипники.
Порой поломки происходят из-за механических повреждений. Достаточно удариться мостом о бетонный бордюр, чтобы в корпусе образовалась трещина или пробоина. Иногда от нагрузки вырывает крепления. Первым делом вытекает трансмиссионная жидкость, потом ржавеют подшипники, шестерни. Чтобы не допустить дальнейшей деградации, корпус редуктора восстанавливают с помощью сварки. При серьезных повреждениях придется менять мост целиком.
Периодичность замены трансмиссионной жидкости
В нормальных условиях масла хватает на 100 тыс. км пробега. В жидкость попадают абразивные частицы металла, она перестает выполнять свои функции. Следы стальной пыли легко заметить, если выпустить немного масла из сливного отверстия. Если виден металлический блеск, лучше заменить жидкость на новую.
Снижение или увеличение крутящего момента — вот за что отвечает автомобильный редуктор. Межколесный дифференциал обеспечивает разные угловые скорости для каждого колеса. Оба механизма находятся в одном корпусе, который простыми словами называют мостом машины.
Комментарии0