Действие. При вращении вала ведущей шестерни главной передачи крутящий момент передается шестерне с закрепленными в ее ступице осями сателлитов. Сателлиты при этом увлекают за собой шестерни. От этих шестерен вращение через конечную передачу передается на ведущие колеса трактора.

Если сопротивление вращению обеих полуосевых шестерен одинаково, что бывает при движении трактора по прямой ровной дороге, сила Р передается на зубцы шестерен одинаковыми частями р/2. Сателлиты при этом не вращаются вокруг осей, а выполняют роль замка, соединяющего обе шестерни.

Если сопротивление увеличится, например, на колесе, получающем вращение через шестерню, тогда сателлит начнет вращаться на оси и, перекатываясь по шестерне, будет увеличивать частоту вращения шестерни. При этом частота вращения шестерни увеличится настолько, насколько уменьшится частота вращения шестерни, а передаваемые крутящие моменты на каждое из колес останутся равными. Если шестерню полностью затормозить, то частота вращения шестерни будет в 2 раза больше, чем при движении трактора по прямой.

Рис. 74. Дифференциал:
а — схема поворота колесного трактора; б — дифференциал не заблокирован; в — дифференциал заблокирован; г — устройство; д — схема действия; 1, 14 — валы; 2, 5, 11, 13, 15 — шестерни; 3, 12 — полуоси; 4 — педаль; 6 — ось; 7 — ступица; 8 — неподвижная муфта; 9 — подвижная муфта; 10 — пружина; 16 — сателлиты.

При движении трактора по прямой дороге с хорошим однородным покрытием сцепление с почвой, частоты вращения и толкающие силы его ведущих колес одинаковы.

Если правое и левое колеса трактора катятся по грунту различной плотности, то вследствие неодинакового сцепления колес с почвой их буксование будет разным, а это приведет к тому, что частота их вращения и развиваемая сила тяги каждого колеса будут различны.

Но так как между колесами установлен дифференциал, уравнивающий передаваемые крутящие моменты, общее тяговое усилие, развиваемое колесами, будет равно удвоенному тяговому усилию колеса, идущего по грунту меньшей плотности.

Пример. Универсально-пропашной трактор обычной конструкции, массой 3000 кг (распределение этой массы по передним и задним колесам как 1/3 к 2/3) движется по ровной, гладкой, сухой дороге. Коэффициент сцепления обоих колес с дорогой ср = 0,7.

Рис. 75. Влияние действия дифференциала на тяговое усилие трактора: / — оба колеса имеют одинаковое сцепление с почвой, дифференциал не заблокирован; II — колеса имеют разное сцепление с почвой, дифференциал не заблокирован; III — колеса имеют разное сцепление с почвой, дифференциал заблокирован.

Поскольку между колесами установлен дифференциал, уравнивающий передаваемые моменты, правое колесо может реализовать только такую силу, которую развивает левое колесо.

Устройства для блокировки дифференциала. Дифференциал можно блокировать механически, нажимая на соответствующую педаль, и автоматически.

Механическое устройство состоит из подвижной кулачковой муфты (см. рис. 74, г), установленной на шлицах полуоси левого ведущего колеса, приводимого в движение педалью, и неподвижной муфты, закрепленной на полуоси правого колеса.

Действие такого устройства заключается в следующем. Когда тракторист нажимает на педаль, пружина сжимается, подвижная часть муфты передвигается по шлицам, входит в выемки неподвижной муфты (см. рис. 74, в) и тем самым жестко соединяет обе полуоси в один общий вал. Ведущие колеса трактора при этом могут вращаться только с одинаковой частотой. При снятии ноги с педали подвижная муфта под действием пружины занимает исходное положение (см. рис. 74, б).

Автоматическое устройство состоит из исполнительного механизма, расположенного на кожухе левого тормоза трактора, и датчика, установленного в системе гидроусилителя рулевого управления.

Датчик автоматического устройства состоит из золотника и поворотного крана с маховичком. В состав датчика входит также нерегулируемый редукционный клапан 8, поддерживающий в гидросистеме давление 0,7…0,8 МПа при температуре масла 40…70 °С.

Действие механизма автоматической блокировки заключается в следующем. При установке маховичка в положение «Включено» во время движения трактора по прямой масло, подаваемое насосом, проходит через поворотный кран, затем поступает через золотник в исполнительный механизм и начинает давить на диафрагму. Диафрагма сжимает между собой диски и выключает дифференциал из работы.

При повороте направляющих колес трактора на угол больше 8° рейка перемещается вправо или влево (в зависимости от направления поворота), шарик золотника выходит из углубления в рейке, золотник поднимается и соединяет внутреннюю юлость крана 9 со сливным отверстием. Через это отверстие масло из напорной магистрали и полости диафрагмы направляется в бак, в результате чего происходит разблокирование дифференциала.

Рис. 76. Автоматическая блокировка дифференциала:
а — устройство; б — механизм включения; 1 — блокировочный вал; 2 — ведомые диски; 3 — диафрагма; 4 — нажимные диски; 5 — маховичок; 6 — насос; 7 — бак; 8 — редукционный клапан; 9 — кран; 10 — направляющие колеса; 11 — золотник; 12 — рейка; 13 — шарик; 14 — крестовина; 15 — конечная передача; 16 — тросик; 17 — рукоятка.

Управление маховичком (см. рис. 76, б) производится рукояткой, установленной в кабине трактора, через тросик.

Если маховичок поставить в положение «Выключено», кран 9 встанет так, что напорная масляная магистраль отключится от полости диафрагмы и она соединится со сливной магистралью. Автоматическую блокировку целесообразно применять при скоростях движения трактора не выше 10 км/ч. При работе трактора на транспортных скоростях заблокированный дифференциал значительно ухудшает маневренность трактора, что может привести к аварии.

Самоблокирующийся дифференциал. На передних ведущих колесах устанавливаются самоблокирующиеся дифференциалы, которые при прямолинейном движении трактора в отличие от обычных дифференциалов могут обеспечивать передачу на ведущие колеса крутящих моментов различных по величине. При этом, как было показано выше, повышается тяговое усилие трактора.

Конструкции самоблокирующихся дифференциалов бывают различными. В качестве примера рассмотрим применяемую на универсально-пропашных тракторах.

Устройство. Дифференциал состоит из двух корпусов (рис. 77, а, б), соединенных между собой болтами. Внутри корпусов размещены четыре сателлита, посаженные на двух осях, две полуосевые шестерни и два комплекта фрикционных дисков ведущих, имеющих наружные зубья, соединенные с внутренними зубьями корпусов, и ведомых, внутренними зубьями, соединенными с наружными зубьями ступиц полуосевых шестерен. Вместе с ведомыми дисками на ступицы шестерен установлены нажимные чашки. Внутренние шлицы ступиц шестерен соединяются с полуосями.

Рис. 77. Самоблокирующийся дифференциал:
а — схема действия; б — устройство; 1,2,5 — шестерни; 3 — оси; 4 — сателлиты; 6 — чашки; 7 — ведущие диски; 8— ведомые диски; 9 — полуоси; 10.

Особенность данного дифференциала — наличие плавающих осей 3 сателлитов, которые могут перемещаться одна относительно другой. Для этой цели на концах осей сделаны скосы.

Действие. В том случае, если передний мост трактора не включен, дифференциал не заблокирован (см. рис. 77), он работает как обычный дифференциал.

После включения переднего моста в работу оси сателлитов под нагрузкой перемещаются по пазам — скосам в корпусах на величину зазоров между фрикционными дисками. От осей усилие передается на сателлиты, которые при этом нажмут на чашки, а те, в свою очередь, сожмут диски до упора в стенки корпусов.

При этом крутящий момент, подведенный шестерней, будет передаваться не только через зубья сателлитов, но и за счет сил трения между сжатыми дисками. При этом моменты, передаваемые зубьями сателлитов и полуосевых шестерен, окажутся одинаковыми, а моменты, передаваемые за счет трения, могут отличаться один от другого в зависимости от сцепления правого колеса с почвой.