Циркуляция мощности в трансмиссии автомобиля

Отсутствие дифференциалов между колесами и между мостами или их блокирование положительно влияет на проходимость автомобиля на скользких дорогах, но на дорогах с высокими сцепными свойствами трансмиссия нагружается дополнительными моментами. Происходит это из-за того, что на повороте левые и правые колеса должны проходить пути различной длины: колеса, расположенные ближе к центру поворота движутся по дуге меньшего радиуса и проходят меньший путь, а расположенные дальше от центра – больший. Следовательно, вращаться они должны с различными угловыми скоростями, что невозможно, если дифференциал не заблокирован.

   Радиусы качения колес автомобиля практически всегда различны из-за различного давленияе в шинах, различной нагрузки на колеса, различного износа шин и т.п. При одинаковых оборотах проходимые колесами пути должны отличаться, что невозможно.

     При отсутствии дифференциала или его блокировании колеса с меньшим радиусом будут тормозящими, а колеса с большим радиусом  - тянущими. Движение в этом случае возможно только с проскальзыванием колес, причем скользить будут колеса с меньшей осевой нагрузкой. Торможение колес с меньшим радиусом или буксование колес с большим радиусом, но меньшей осевой нагрузкой, приведет к появлению в трансмиссии автомобиля     ц и р к у л и -

р у ю щ е й (“паразитной”) мощности.

   Подведенная к мосту с колесами большого радиуса мощность N_к  распределяется в этом случае следующим образом (рис. 126):

                                N_к = N_y + N_в + N_j + N_ц + N_ск,                                  (88)

где N_y - мощность, расходуемая на преодоление сопротивления качению колес и подъема при движении автомобиля;  N_в - мощность, расходуемая на преодоление сопротивления воздуха;  N_j - мощность, расходуемая на разгон автомобиля; N_ц - мощность, циркулирующая в трансмиссии автомобиля; N_ск - мощность, расходуемая на проскальзывание колес.

Рис. 126. Циркуляция мощности в трансмиссии полноприводного автомобиля при заблокированном межосевом дифференциале

   Циркулирующая мощность в трансмиссии автомобиля определяется

                                            N_ц = G_к'× j × r_м × w_к,                                        (89)

где G_к' - весовая нагрузка, приходяшаяся на менее нагруженный  мост полноприводного двухосного автомобиля; j  - коэффициент сцепления колеса с дорогой;  r_м - радиус колеса более нагруженного моста; w_к - угловая скорость колеса.

Мощность, расходуемая на скольжение колес менее нагруженного моста:

                                             N_ск = G_к' × j  × (r _б - r_м) × w_к,                          (90)

где r_б - радиус колеса  менее нагруженного моста.

      Определение других составляющих N_к  было рассмотрено ранее.

    При движении автомобиля в дифференциале повышенного трения совершается работа трения, приводящая к потери мощности двигателя, увеличенному износу шин и расходу топлива, что сдерживает распространение таких дифференциалов.

С целью упрощения конструкции полноприводных автомобилей, а также для исключения появления мощностей N_ц и N_ск привод к управляемым мостам нередко делается отключаемым. Дифференциал в раздаточной коробке в этом случае не требуется. В полноприводных легковых автомобилях ставится автоматическая межосевая муфта, включающая привод заднего ведущего моста только при буксовании колес переднего постоянно включено моста.

В трехосных автомобилях, если расстояние между вторым и третьим мостами минимальное, дифференциал между этими мостами не ставится. На повороте колеса этих мостов идут почти по одной колее, разница в пройденных путях незначительная, дифференциал практически не нужен. Отсюда незначительны и отрицательные последствия, которые сравнимы со стоимостью изготовления и ремонта сложного и дорогого дифференциала и механизма его блокирования.