Вращение от главной передачи передается на коробку дифференциала; вместе с коробкой вращается крестовина с сателлитами. Когда автомобиль движется по ровной дороге прямо, оба ведущих колеса проходят равные пути. При этом сателлиты, вращаясь вместе с крестовиной, относительно своих осей не вращаются, а их зубья как бы заклинивают обе полуосевые шестерни и вращают их с одинаковым числом оборотов. При этом число оборотов обоих колес одинаково и равно числу оборотов коробки дифференциала.

Когда автомобиль движется на повороте, внутреннее колесо проходит меньший путь и вследствие сцепления с дорогой начинает вращаться медленнее. При этом сателлиты, вращаясь вместе с крестовиной, начинают перекатываться по замедлившей свое вращение полуосевой шестерне внутреннего колеса. В результате сателлиты начинают вращаться около своих осей, увеличивая число оборотов второй полуосевой шестерни и наружного колеса.

При наличии дифференциала между числом оборотов колес существует определенная зависимость, при которой сумма чисел оборотов колес всегда равна удвоенному числу оборотов коробки дифференциала, т. е. при уменьшении числа оборотов одного из колес число оборотов другого колеса на столько же увеличивается. При неподвюкной коробке дифференциала, если вращать одно из колес, другое колесо будет вращаться в обратную сторону.

С помощью дифференциала данного типа при всех условиях крутящий момент, передаваемый от главной передачи, распределяется примерно поровну на оба ведущих колеса, поэтому дифференциал иногда ухудшает работу автомобиля. При попадании одного из колес на скользкое место (лед, грязь) колесо из-за недостаточного сцепления с дорогой начинает буксовать. При сильном ухудшении сцепления буксующего колеса с дорогой тяговое усилие на нем становится очень малым. При этом второе колесо, имеющее достаточное сцепление с дорогой, останавливается, так как вследствие свойства дифференциала распределять усилие между колесами поровну тяговое усилие на втором колесе также становится очень малым и недостаточным для двияхения автомобиля. Буксующее колесо вращается при этом с удвоенным числом оборотов, и автомобиль полностью останавливается.

При езде по скользкой дороге и при крутых поворотах дифференциал с коническими шестернями способствует заносу автомобиля.

Кроме рассмотренного выше дифференциала с коническими шестернями для автомобилей высокой проходимости, используемых в тяжелых дорожных условиях, получают применение специальные конструкции дифференциалов с повышенным трением между его элементами. В результате этого снижается возможность возникновения буксования ведущих колес автомобиля, а следовательно, улучшается его проходимость и устойчивость против заноса.

Повышенным внутренним трением, обеспечивающим снижение буксования ведущих колес, обладает дифференциал кулачкового типа, получивший применение на некоторых моделях автомобилей (ГАЗ-66).

Дифференциал состоит из сепаратора, сухарей и двух звездочек — наружной и внутренней. Сепаратор соединен наглухо с коробкой дифференциала, установленной вместе с прикрепленной к ней ведомой шестерней главной передачи на подшипниках в картере ведущего моста. В радиальных отверстиях сепаратора в два ряда в шахматном порядке свободно установлены стальных закаленных сухаря. Сухари соприкасаются с фасонной точно обработанной и закаленной поверхностью внутренней и наружной звездочек, соединенных с помощью шлицев с внутренними концами ведущих полуосей, входящих внутрь коробки дифференциала. Рабочая поверхность наружной звездочки, охватывающая оба ряда сухарей, имеет шесть равномерно расположенных выступов, а на внутренней звездочке выступы расположены в два ряда в шахматном порядке по шесть выступов в каяедом ряду.

При работе вращение от ведомой конической шестерни и присоединенной к ней коробки с сепаратором передается полуосям через сухари, упирающиеся в выступы звездочек. При этом если сопротивление на ведущих колесах одинаково, то обе полуоси вращаются с одинаковой скоростью.

В случае разности сопротивлений на ведущих колесах полуоси за счет радиального перемещения кулачков в сепараторе по волнистой поверхности звездочек получают возможность вращаться с разной скоростью, так же как и при обычном дифференциале с коническими шестернями. Однако вследствие того, что это сопровождается повышенным трением менаду кулачками, сепаратором и звездочками, для такого проворачивания полуосей требуется значительная разница в величине сопротивлений на колесах. Поэтому на обе полуоси от дифференциала обычно передается усилие, достаточное для движения автомобиля в неблагоприятных условиях, что снижает возможность полной остановки колеса, испытывающего большее сопротивление, при сильном буксовании другого колеса. В результате этого устойчивость движения автомобиля и его проходимость значительно возрастают.

—

На рис. 2 изображена схема движения автомобиля при повороте. Внешние и внутренние колеса автомобиля за один и тот же отрезок времени проходят разные пути. То же происходит и при прямолинейном движении автомобиля, если его задние колеса имеют неодинаковые диаметры, что возможно при неравномерном распределении нагрузки в кузове, неравномерности износа шин или различном внутреннем давлении воздуха в шинах.

Рис. 2. Движение автомобиля при повороте

Чтобы ведущие колеса автомобиля могли вращаться с различным числом оборотов относительно друг друга, их крепят не на одном общем валу, а на двух, называемых полуосями и соединенных друг с другом дифференциалом, подводящим к ним крутящий момент от главной передачи. Если дифференциала нет, то при движении автомобиля по неровной дороге или при повороте колеса скользят и пробуксовывают относительно дороги, что сопровождается увеличением расхода топлива и износа шин.

В основном применяются три типа дифференциалов: шестеренчатые, кулачковые и червячные. Дифференциал может быть простым или с самоблокировкой (дифференциал повышенного трения или с механизмом свободного хода). Шестеренчатые дифференциалы относятся к простым, а кулачковые и червячные — к дифференциалам повышенного трения.

Дифференциалы, распределяющие крутящий момент между полуосями поровну, называются симметричными, а дифференциалы, делящие момент между колесами не поровну, называются несимметричными.

На рис. 3 показаны детали наиболее распространенного на автомобилях конического дифференциала, установленного между полуосями ведущих колес. Две половины коробки дифференциала стягиваются болтами. На коробке болтами или заклепками крепится ведомая шестерня главной передачи, приводящая коробку во вращение. Между половинами коробки дифференциала зажата крестовина, на шипах которой свободно посажены и могут вращаться сателлиты, находящиеся в зацеплении с двумя полуосевыми шестернями. Полуосевые шестерни имеют внутри шлицы, которыми они надеваются на шлицы внутренних концов полуосей, свободно проходящих через отверстия в коробке дифференциала. Наружные концы полуосей соединяются с колесами. Для уменьшения трения

под торцовые поверхности сателлитов и полуосевых шестерен подложены шайбы. Число сателлитов в дифференциале обычно равно четырем или двум, реже — трем.

Схема действия дифференциала показана на рис. 4. При вращенип коробки дифференциала она через сателлиты и полуосевые шестерни вращает полуоси. Последовательность передачи крутящего момента такая: ведомая шестерня главной передачи — коробка дифференциала — крестовина сателлитов — сателлиты — полуосевые шестерни — полуоси. Сателлиты, кроме того, могут вращаться на своих осях, поэтому могут изменять число оборотов полуосевых шестерен относительно коробки дифференциала.

Рис. 3. Детали дифференциала:
1 и 5 — половины коробки дифференциала; 2 и 7 — шайбы; 3 — полуосевые шестерни; 4 — сателлиты; в — болты; 8 — крестовина;

Рис. 4. Работа дифференциала:
а — при движении автомобиля по прямой; б — при движении автомобиля на повороте; j и 8 — полуоси; 2 — коробка дифференциала; 3 и 7 — полуосевые шестерни; 4 и 9 — сателлиты; 5 — крестовина сателлитов; 6 — ведомая шестерня главной передачи

Если сателлиты не вращаются на своих осях, заклинивая полуосевые шестерни, то обе полуоси вращаются с одинаковым числом оборотов. Это наблюдается при движении автомобиля с одинаковыми радиусами качения задних колес по прямой и ровной дороге. При повороте автомобиля, например вправо, сателлиты, вращаясь на своих осях, увеличивают число оборотов полуосевой шестерни и связанных с ней полуоси и колеса и уменьшают число оборотов полуосевой шестерни, стремясь вращать ее в обратную сторону и обкатываясь по ней. При этом уменьшается число оборотов, связанных с шестерней полуоси и колеса. Число оборотов коробки дифференциала всегда остается равным полусумме чисел оборотов левой и правой полуосей.

Наличие дифференциала в приводе к ведущим колесам автомобиля иногда оказывает отрицательное влияние на его проходимость. Если одно из ведущих колес автомобиля попадает на скользкий участок дороги, а другое находится на сухом участке, то из-за наличия дифференциала через колесо, находящееся на сухом участке, нельзя передать значительный крутящий момент. Колесо, находящееся на скользком участке, буксует, а другое —стоит неподвижно. Это происходит потому, что каждый сателлит представляет собой как бы равноплечую балку и распределяет подведенное к нему усилие между полуосевыми шестернями поровну. Следовательно, какой момент может быть передан через колесо, попавшее на скользкий участок пути, такой же подводится и к друг.ому колесу. В этом случае чем большее усилие подводится к дифференциалу, тем больше число оборотов буксующего колеса при неподвижном другом колесе.

В заднем ведущем мосту автомобиля ГАЗ-53А установлен конический симметричный дифференциал, коробка которого состоит из двух половин. Как уже указывалось, ведомая шестерня главной передачи прикреплена к фланцу коробки дифференциала, вращающейся на двух роликоподшипниках. Для более равномерного нагружения полуосевых шестерен число сателлитов доведено до четырех. Полуосевые шестерни надеты на шлицы полуосей. Полуоси центрируются в гнездах, расточенных в коробке дифференциала.

Через механизм дифференциала крутящий момент передается от шестерни на полуоси.

Детали дифференциала необходимо смазывать, так как они нагружены значительными усилиями. Для улучшения подвода смазки к деталям дифференциала, а также повышения износостойкости опорных шайб 29 сателлитов в автомобилях ГАЗ-5ЗА на коробке дифференциала устанавливается специальный маслоуловитель.