Дифференциал что это

Что такое дифференциал и как он работает

В системе полного привода типа парт-тайм межосевой дифференциал не применяется — передняя ось подключается жестко и со всеми ведущими колесами эксплуатация допустима только в условиях, когда возможно их взаимное проскальзывание. То есть, в снегу, в грязи, в песке. На ровной твердой поверхности езда с подключенной передней осью провоцирует повышенный износ элементов системы полного привода типа парт-тайм.

Недостаток дифференциала

Применение блокировок, речь о которых пойдет ниже, обусловлено главным недостатком конструкции дифференциала. Дело в том, что дифференциал способен передавать до 100% мощности на одно из ведущих колес. Соответственно, если колесо теряет сцепление с дорогой, то автомобиль не сможет тронуться с места, так как второе не вращается. Происходит это из-за того, что момент сопротивления вращению свободно вращающегося колеса минимален, а, соответственно минимален и крутящий момент, который к нему подводится. Значит, минимальна тяга и на противоположном колесе. И пусть вас это не удивляет, ведь крутящего момента без сопротивления не бывает.

Механизмы блокировки дифференциала

Наиболее простой считается так называемая ручная принудительная блокировка дифференциала, которую обычно можно увидеть на внедорожниках. Происходит блокировка сателлитов благодаря блокировочным муфтам. Система простая и надежная, от водителя требуется лишь не забывать ее отключать при движении по ровному твердому покрытию, иначе можно вывести из строя главную пару и мост.

устройство, виды и принцип работы

Дифференциал – это механизм трансмиссии, распределяющий подводимый к нему крутящий момент между приводными валами и позволяющий колесам вращаться с разными угловыми скоростями. Особенно это заметно, когда машина проходит поворот. Дифференциал обеспечивает безопасное и комфортное вождение на сухой дороге с твердым покрытием. Однако если автомобиль покинет ее пределы и продолжит двигаться по пересеченной местности, а также в случае гололеда (и других тяжелых погодных условий) этот механизм может лишить автомобиль возможности передвигаться. О том, что такое дифференциал, как он устроен, в чем его вред для внедорожников и как с этим бороться – пойдет речь ниже.

Дифференциал как часть трансмиссии

Дифференциал в автомобиле — это механизм, распределяющий крутящий момент карданного вала трансмиссии между ведущими колесами передней или задней оси (в зависимости от типа привода), позволяя каждому из них вращаться без пробуксовки. В этом заключается основное назначение дифференциала.

Ведуший мост с дифференциалом в разрезе

При прямолинейном движении, когда колеса нагружены одинаково и имеют равную угловую скорость вращения – механизм работает в качестве передаточного звена. Если условия движения изменяются (поворот, пробуксовка) – нагрузка становится неравномерной. У полуосей появляется необходимость вращаться с разными скоростями, и, как следствие, становится необходимым распределить полученный крутящий момент между ними в определенном соотношении. Тогда узел выполняет вторую важную функцию: обеспечение безопасного маневрирования автомобиля.

Схема расположения дифференциала зависит от типа привода автомобиля:

Передний привод – картер коробки передач.
Задний привод – корпус ведущего моста.
Полный привод – корпусы переднего и заднего мостов (для передачи крутящего момента ведущим колесам) или раздаточная коробка (для передачи крутящего момента ведущим мостам).

Дифференциал на автомобилях появился не сразу. Конструкторы первых «самодвижущихся экипажей» были очень озадачены плохой маневренностью своих изобретений. Вращение колёс с одинаковой угловой скоростью во время прохождения поворота приводило к тому, что одно из них начинало буксовать или, наоборот, полностью теряло контакт с дорогой. Инженеры вспомнили, что на ранних прототипах первых автомобилей, снабжаемых паровыми двигателями, было устройство, позволявшее избежать потери управляемости.

Механизм распределения вращающего момента изобрёл француз Онесифор Пеккёр. В устройстве Пеккёра присутствовали валы и шестерни. Через них крутящий момент от мотора поступал к ведущим колёсам. Но даже после применения изобретения Пёккера проблема пробуксовки колёс на поворотах не решилась полностью. Выявились недостатки системы. Например, одно из колес в какой-то момент терял сцепление с дорогой. Сильнее всего это проявлялось на обледенелых участках.

Пробуксовка в таких условиях часто приводила к авариям, поэтому конструкторы надолго задумались над тем, как предотвратить занос машины. Решение было найдено Фердинандом Порше. Он стал изобретателем кулачкового механизма, который ограничивал проскальзывание колёс ведущего моста. Немецкое устройство дифференциала нашло применение в автомобилях Volkswagen.

Как устроен дифференциал

что такое дифференциал в автомобиле?

Дифференциал – это важный узел в конструкции трансмиссии автомобиля. Назначение дифференциала – разделение мощности, поступающей от двигателя, на два отдельных потока.

Что такое дифференциал и для чего он нужен

При повороте колеса автомобиля проходят различный путь. Это приводит к сильному износу шин, пробуксовке и к ухудшению управляемости машины. Дифференциал нужен, чтобы компенсировать разность угловых скоростей колес.

На некоторых автомобилях этого узла нет. Зачем нужен дифференциал, если, например, каждое из ведущих колес на машине имеет отдельный двигатель? Если допустима пробуксовка колес (например, в раллийных автомобилях), узел заваривается.

Как работает дифференциал?

По принципу действия дифференциал прост. В основе лежит планетарная передача, которая состоит из шестерен-полуосей, шестерен-саттелитов, ведомой и ведущей шестерни (передача вращения выполняется через ведущую шестерню).

Есть 3 режима:

Движение по прямой дороге. Колеса автомобиля встречают одинаковое сопротивление - из-за этого шестерни-саттелиты не приводятся в движение. Поэтому мощность распределяется в соотношении 50/50 – поровну на каждое колесо. При этом период вращения колес равен периоду вращения ведомой шестерни.

Поворот. Иная ситуация возникает при повороте. Из-за разного сопротивления угловая скорость одного из колес уменьшается, в результате замедляется и шестерня полуосей. Она приводит в движение саттелиты. Их вращение обеспечивает увеличение частоты вращения второй шестерни полуосей. Именно поэтому меняется соотношение скоростей вращения колес (крутящий момент распределяется в равных пропорциях), а их проворачивание отсутствует.
Пробуксовка. Если автомобиль застрял или попал на сколькое покрытие, может возникнуть пробуксовка одного из колес. Скользящее колесо почти не встречает сопротивления, а для застрявшего оно максимально. За счет дифференциала, находящегося в автомобиле, происходит перераспределение мощностей. Соотношение может доходить до 0/100 (одно колесо стоит, а второе вращается с удвоенной скоростью). Тогда машина встает и не может тронуться. Поэтому многие современные автомобили оснащены блокировко

устройство и принцип работы, преимущества и недостатки, виды

Интересное механическое устройство, известное человечеству с давних времен. Несколько лет назад ученые считали, что первый механизм, работающий по типу дифференциала, был использован в антикитерском механизме – удивительной находке, поднятой со дна моря, и оказавшейся самым настоящим древним калькулятором для астрономических вычислений. Так что сама идея дифференциала не нова, однако настоящее признание она получила только с появлением первых автомобилей.

Что такое дифференциал и для чего он нужен?

Дифференциал – это механизм, отвечающий за распределение момента вращения и угловых скоростей от главной передачи на колёса автомобиля (или на оси, если говорить про межосевой дифференциал). Зачем это нужно? Затем, чтобы дать возможность транспорту нормально поворачивать, не нарушая равномерного сцепления с дорогой каждого колеса.

Если попробовать развернуть на ходу любую повозку с жесткой осью, выяснится, что колесо, находящееся внутри радиуса поворота, пробуксовывает. Одновременно с этим другое колесо, которое находится на наружной дуге и должно двигаться быстрей, теряет сцепление с поверхностью. Другими словами, поворачивать вот так, с двумя колесами, насаженными на одну ось, очень сложно. Можно только посочувствовать лошадям, вынужденным таскать неповоротливые телеги…

Однако автомобиль – давно уже не телега, в том числе и потому, что во время поворота срабатывает дифференциал, который распределяет скорость вращения так, чтобы замедлить колесо внутри дуги поворота и ускорить второе, которое движется по внешней дуге. Всё это происходит без вмешательства водителя, только за счет механического распределения момента вращения.

Где находится дифференциал?

Расположение дифференциалов

Размещение дифференциала зависит от того, какой тип привода использован в автомобиле.

В переднеприводных автомобилях установлен передний дифференциал, который находится внутри коробки передач.
В заднеприводных моделях установлен в заднем мосту на ведущей оси.
В полноприводных автомобилях с постоянным полным приводом ставится межосевой дифференциал в раздаточной коробке (он распределяет усилия между передней и задней осью) и межколесные на каждую ось.
А вот подключаемый полный привод не требует межосевого распределителя, в таких автомобилях устанавливается межколесный дифференциал на каждую из осей.

Почему только на ведущую ось (внедорожников это тоже касается, у них обе оси ведущие)? Просто потому, что дифференциал предназначен для того, чтобы распределять момент вращения, идущий от двигателя, а значит, на ведущей оси.

Устройство и принцип работы

С технической точки зрения дифференциал устроен достаточно просто, но при этом он способен выдерживать огромные нагрузки. Что внутри этого узла и как он работает?

Устройство типового дифференциала

По своему типу это планетарный редуктор со всеми необходимыми элементами.

Шестерня главной передачи – подает вращение от КПП на дифференциал.
Ведомая шестерня связана и с главной передачей, и с шестернями-сателлитами.
Сателлиты – закреплены в «чашке» ведомой шестерни, так что вращаются вместе с ней.
Шестерни полуосей – соединены с сателлитами и не контактируют с остальными элементами дифференциала.

Как это работает?

Детально показано на видео-ролике, ниже.

От КПП выходит вал главной передачи, от которого вращение передается на ведомую шестерню.
Ведомая шестерня и скрепленная с ней «чашка» (водило) принимают крутящий момент.
Вращаясь, ведомая шестерня и чашка приводят в движение шестерни-сателлиты.
Сателлиты, в свою очередь, передают вращение на полуоси.
При равной нагрузке на полуоси (когда автомобиль движется по прямой дороге с равномерным покрытием) сателлиты не вращаются. Работает только ведомая шестерня, в чашке которой закреплены сателлиты, и они описывают обороты вместе с ней, при этом не совершая вращения вокруг своей оси. Таким образом, момент вращения распределяется на полуоси поровну, 50:50.
Когда автомобиль поворачивает и одно из колес должно замедлить, а второе – ускорить движение, сателлиты приходят в движение. За счет конической зубчатой передачи они, вращаясь, замедляют одну полуось и ускоряют вторую. Другими словами, перераспределяют момент вращения в нужной пропорции, вплоть до 0:100 без потери усилия.
При пробуксовке одного колеса включается механизм блокировки, без которого на то колесо, которое вращается быстрее, ушел бы весь момент вращения. Без блокировки автомобиль останавливается при попадании хотя бы одного колеса на скользкую поверхность.

Преимущества и недостатки

Основное преимущество дифференциала – это то, что он дал возможность выполнять повороты. Скорость движения каждого колеса на ведущей оси подстраивается под дорожную ситуацию совершенно автоматически, без участия водителя, так что безопасность и маневренность транспортного средства выросли в десятки раз после внедрения этого механизма. Сегодня дифференциал той или иной конструкции используется во всех видах автомобильного транспорта.

Еще одно преимущество – довольно высокая надежность узла. Планетарная передача выдерживает большие нагрузки, а особенности некоторых типов дифференциала еще дополнительно повышают его мощность и стойкость к износу

Основным недостатком можно назвать необходимость использовать механизм блокировки, чтобы автомобиль мог двигаться и по льду, и по сложным дорогам. Ручная, автоматическая или электронная – любой тип блокировки должен применяться обязательно, а это означает, что появляется дополнительный механизм, который может выйти из строя.

И, конечно, нельзя забывать о контроле за техническим состоянием узла. Это еще один узел, в котором нужно менять масло, хоть и не часто, и отслеживать износ деталей. И, кстати, о необходимости этой процедуры многие автовладельцы забывают.

Виды дифференциалов

За годы эволюции это устройство менялось и совершенствовалось. Так что теперь в автомобилестроении используют различные виды дифференциалов, в зависимости от того, на какие нагрузки рассчитан автомобиль, для каких дорожных условий предназначен, какую цель ставили перед собой конструкторы.

По особенностям конструкции различают конический, цилиндрический и червячный типы. Название зависит от того, какой тип передачи используется для вращения полуосей. В настоящее время самый распространенный вид – конический.
По распределению усилия на полуоси различают симметричный и несимметричный. В первом случае количество зубцов на шестернях равное, получаем симметричное распределение вращения. При неравном количестве зубцов усилие распределяется несимметрично, что выгодно для внедорожников высокой проходимости.

Виды блокировки дифференциала. Система блокировки разрабатывалась для внедорожников, для которых пробуксовка любого колеса означает полную остановку автомобиля. На видео, ниже, подробно рассказано о системах блокировки.

Существует три основных типа блокировки.

Ручная блокировка дифференциала – это система, при которой водитель самостоятельно включает и выключает блокировку по своему усмотрению. Возле водительского места находится рычаг или кнопка управления блокировкой, с помощью которых принудительно останавливается вращение сателлитов вокруг свой оси. Фактически, дифференциал начинает работать так же, как при движении по прямой, распределяя усилие на обе полуоси поровну. При этом ухудшается управляемость, ведь повороты с заблокированным дифференциалом выполнить крайне сложно.
Автоматическая блокировка или самоблокировка – система, которая облегчает управление автомобилем, снимая с водителя необходимость самостоятельно блокировать дифференциал. Самоблокирующийся тип называют еще дифференциалом повышенного трения.
Электронная блокировка – это, по сути, имитация работы дифференциала, используемая в антипробуксовочных электронных системах. При необходимости забуксовавшее колесо принудительно замедляется тормозом, после чего дифференциал перераспределяет усилие, давая больше нагрузки на вторую полуось, которая имеет лучшее сцепление с дорогой.

Самоблокирующийся делятся на два основных типа.

Тип Torque – блокировка, срабатывающая от разницы крутящего момента на полуосях. При пробуксовке срабатывают гасители скорости, подтормаживающие ту полуось, скорость вращения которой выше.
Тип Speed Sensitive – блокировка с помощью вискомуфты, которая срабатывает, если одна из полуосей движется быстрее другой.

На сегодняшний день существует несколько видов дифференциалов, используемых в современных автомобилях.

Квайф (Quaife) – самая простая конструкция, главной особенностью которой является использование нескольких пар сателлитов, сцепляющихся между собой попарно. Благодаря возникающим силам трения механизм автоматически подстраивается под дорожные условия, правильно распределяя момент вращения при поворотах и пробуксовке.
Вискомуфта – устройство блокировки, основанное на применении жидкости с переменной вязкостью. Чем выше скорость ее перемешивания (соотношение скоростей вращения левой и правой полуосей), тем выше вязкость жидкости, вплоть до полной блокировки контактных дисковых блоков. Вискомуфта устанавливается на кроссоверы и легковые автомобили, то есть она не рассчитана на условия жесткого бездорожья.
Вискомуфта
Дисковая блокировка – конструкция с дополнительными коническими шестернями, муфтами и дисками. При разнице в скорости вращения полуосей разъединяются стыки между шестернями и система блокируется, после чего скорости вращения полуосей выравниваются.
Дисковая блокировка
Полная блокировка (кулачковая) – это тип с ручной блокировкой из салона автомобиля. Несмотря на некоторые неудобства его продолжают использовать во внедорожниках и есть много поклонников именно этого типа блокировки.
Торсен (Torsen) – агрегат комбинированного, коническо-червячного типа. Это один из самых мощных и надежных типов механизма, используемый для условий жесткого бездорожья. Принцип его работы подробно описан на видео, ниже.

Заключение

Сегодня дифференциал используется на всех без исключения автомобилях, что говорит о его незаменимости. Многие автовладельцы и не задумываются о том, что там у них под днищем автомобиля, а обо всех нюансах и тонкостях этого узла знают только поклонники автоспорта и сурового бездорожья. Но от того, насколько качественно выполняет свою работу этот узел, зависит уверенность в маневрах и безопасность на дороге.

Дифференциал. Устройство и виды, назначение.

Дифференциал.

Дифференциа́л (от лат. differentia – разность, различие) — механизм в составе трансмиссий транспортных и (реже) технологических машин по передаче мощности посредством вращения с одновременным делением единого потока мощности

Дифференциа́л — в общем случае есть механизм по передаче мощности вращением, позволяющий без каких-либо пробуксовок и потерь КПД складывать два независимых по своим угловым скоростям входящих потока мощности в один исходящий, раскладывать один входящий поток мощности на два взаимозависимых по своим угловым скоростям исходящих, а также работать в первом и втором вариантах попеременно. Основное назначение дифференциала в технике — трансмиссии транспортных машин, в которых дифференциал разветвляет поток мощности от двигателя на два между колёсами, осями, гусеницами, воздушными и водными винтами. Прочее использование дифференциалов в технике вообще и в транспортной технике в частности является вторичным и нечастым. Механической основой дифференциала по умолчанию является планетарная передача, как единственная из всех передач вращательного движения, имеющая две степени свободы.

Назначение

Применение дифференциалов в трансмиссиях автомобилей обусловлено необходимостью обеспечить вращение ведущих колёс одной оси с разной частотой. В первую очередь это необходимо в поворотах, но также и при разном диаметре ведущих колёс, что возможно при вынужденной установке шин двух разных типоразмеров или при разности давления в шинах. В случае, если оба колеса имеют жёсткую кинематическую связь, любое рассогласование частот вращения по вышеупомянутым причинам приводит к возникновению так называемой паразитной циркуляции мощности. Это безусловно вредное явление вызывает проскальзывание колеса с меньшей силой сцепления относительно поверхности дороги, дестабилизирует движение автомобиля по дуге, нагружает трансмиссию и двигатель, повышает расход топлива и проявляется тем сильнее, чем меньше радиус поворота и выше силы сцепления, действующие на колёса. Дифференциал, установленный в разрез валов привода колёс одной оси, позволяет разорвать жёсткую кинематическую связь между колёсами и устранить паразитную циркуляцию мощности, не потеряв при этом возможностей по передаче мощности на каждое колесо с КПД близким к 100%. Подобный дифференциал называется «межколёсным», а данная область применения является основной для дифференциалов вообще, так как межколёсный дифференциал присутствует в приводе ведущих колёс всех легковых, грузовых и абсолютно подавляющей части внедорожных, спортивных и гоночных автомобилей.

Помимо привода ведущих колёс автомобиля дифференциалы также применяются:

В приводе двух и более постоянно ведущих осей от одного двигателя (так называемый «межосевой» дифференциал).
В приводе соосных воздушных и водных винтов противоположного вращения (в качестве дифференциала и редуктора одновременно).
В дифференциальных механизмах поворота гусеничных машин (в связке из одного-двух-трёх дифференциалов с разными принципами совместной работы).
При сложении передаваемой вращением мощности от двух двигателей с произвольными частотами вращения на один общий вал.

При повороте автомобиля, все его колеса проходят разный по длине путь, и если между двумя ведущими колесами существует жесткая связь, они начнут проскальзывать. Скольжение колес при повороте приводит к повышенному расходу топлива, износу шин, нарушению устойчивости и т. п.

Дифференциал позволяет ведомым валам вращаться с разными угловыми скоростями и выполняет функции распределения подводимого к нему крутящего момента между колесами или ведущими мостами. Дифференциалы бывают межколесными и межосевыми (в случае установки между несколькими ведущими мостами).

Впервые дифференциал был применен в 1897г. на паровом автомобиле. В настоящее время все автомобили имеют межколесные дифференциалы на ведущих мостах. Наиболее распространенным является конический симметричный дифференциал, включающий в себя: корпус, сателлиты, ось сателлитов (или крестовину) и полуосевые шестерни. Обычно число сателлитов в дифференциалах легковых автомобилей - два, грузовых и внедорожных - четыре.

Симметричный дифференциал получил свое название за способность распределять подводимый момент поровну при любом соотношении угловых скоростей, соединенных с ним валов. Применение такого дифференциала в качестве межколесного, обеспечивает устойчивость при прямолинейном движении, а также при торможении двигателем на скользкой дороге.

Существенным недостатком обычного дифференциала является снижение проходимости автомобиля, если одно из его колес попадает в условия малого сцепления с опорной поверхностью. При этом на колесо, находящееся в нормальных сцепных условиях, нельзя подвести крутящий момент, превышающий тот, который может быть реализован на колесе, находящемся в условиях малого сцепления (это приводит к пробуксовке колеса). Для преодоления этого недостатка в некоторых конструкциях используются Дифференциалы полноприводных автомобилей различных конструкций.

Самоблокирующиеся дифференциалы могут выполняться следующим образом:

1) с электронной блокировкой;

2) с дисковым дифференциалом;

3) с вязкостной муфтой.

Управление системой осуществляется как механически водителем, так и с помощью специальных блоков управления, которые учитывают угловые скорости колес и разность крутящего момента на переднем и заднем приводе. Полностью автоматические системы позволяют экономить топливо, обеспечивают улучшение проходимости автомобиля, облегчая его управление на высокой скорости и лучше реализуют мощность мотора.

Сегодня подобные системы самоблокирующихся дифференциалов зарекомендовали себя с наилучшей стороны, они отличаются прочностью, надежностью и долговечностью, не требуя в процессе эксплуатации какого-либо сложного обслуживания и ремонта.

Дифференциал Торсена

Червячный дифференциал Торсена - это конструкция, которая отличается чувствительностью к показателям крутящего момента. По сути, это планетарный редуктор, внутри которого располагаются многочисленным ведомые и ведущие червячные шестерни. Отличительной особенностью такой конструкции является свойство червяных шестерён вращать другие валы, при этом оставаясь полностью неподвижными.

Такие конструкции получились надежными, долговечными, функциональными и способными выдерживать существенные нагрузки в процессе эксплуатации автомобиля. Сегодня эти системы устанавливаются на полноприводные седаны и универсалы, лёгкие кроссоверы и тяжёлые внедорожники. Рассматривать дифференциал Торсена как полноценную блокировку дифференциала всё же не следует, однако такая система существенно улучшает управляемость, позволяя эффективно перебрасывать крутящий момент между осями и отдельными колёсами на автомобиле.

Что такое дифференциал в автомобиле и как он работает

В конструкции современных автомобилей есть ряд узлов и агрегатов, которые являются обязательными для всех их марок, моделей, видов и типов. К таковым относятся, прежде всего, двигатель, коробка переключения передач, тормозная система. В этот же список входит и дифференциал.

Дифференциал есть в любой машине, причем в некоторых машинах этих узлов установлено несколько. О том, что такое дифференциал в автомобиле, какую роль он играет и каких разновидностей бывает, хорошо известно опытным автомобилистам. Тем же людям, которые являются пока только начинающими автолюбителями, наверняка будет полезно об этом узнать.

Как работает дифференциал на автомобиле

Конический дифференциал автомобиля: 1 – карданный вал; 2 – полуось ведущего колеса;

Дифференциал представляет собой механизм, с помощью которого к колесам одной оси, вращающимся с различной скоростью, транслируется одинаковый крутящий момент. Кроме того, дифференциал используется для того, чтобы поровну распределять крутящий момент и между несколькими ведущими осями.

В основу конструкции любого автомобильного дифференциала положен принцип работы планетарного редуктора. В зависимости от того, какой именно тип передачи вращательного движения используется, различают такие виды дифференциалов, как:

Конический;
Цилиндрический;
Червячный.

Между колесами, установленными на одной и той же оси, практически всегда устанавливается конический дифференциал. Дифференциал цилиндрический используется обычно в качестве межосевого, а червячный отличается универсальностью своего применения. Наиболее широкое распространение получили дифференциалы конического типа, которые установлены практически на всех автомобилях в качестве межколесных. Все их основные элементы имеются также в цилиндрическом и червячном дифференциалах.

Корпус конического дифференциала (его часто именую чашей) от главной передачи принимает крутящий момент и транслирует его на шестерни полуосей посредством так называемых сателлитов. Они выполняют функции планетарных шестерен, а что касается их количества, то, в зависимости от особенностей конструкции конкретного конического дифференциала их может быть от двух до четырех.

Если автомобиль движется по прямолинейной траектории сопротивление каждого из колес дороге одинаковое. При этом вращения сателлитов не происходит, а вращение полуосевих шестерен осуществляется с равными угловыми скоростями. В момент поворота одно из колес, то, что находится на внутренней стороне поворота, встречает большее сопротивление дороги, вращение ее полуосевой шестерни становится медленнее, сателлиты начинают вращаться. В результате этого скорость вращения внешнего колеса возрастает, но крутящий момент остается таким же, как и на колесе внутреннем.

При движении по скользкой дороге, когда одно колесо пробуксовывает и движется с меньшей скоростью, ситуация аналогична ситуации с поворотом, в результате чего автомобиль зачастую просто не может сдвинуться с места. Чтобы крутящий момент на одном или другом колесе был выше, используется блокировка дифференциала.

Разновидности автомобильных дифференциалов

Помимо конического, цилиндрического и червячного, существуют и успешно используются следующие разновидности дифференциалов: дифференциал с полной блокировкой, дифференциал Торсен, дифференциал Квайф, вискомуфта.

Дифференциал с полной блокировкой

Дифференциалы этого типа чаще всего используются на грузовиках и внедорожниках. Их блокировка включается и отключается непосредственно из салона с помощью специальной клавиши водителем. Они используются для повышения проходимости автомобилей.

Дифференциалы Торсен

Конструкция дифференциалов Торсен была разработана немецкой компанией Siemens. По сути дела, они представляют собой комбинации конических и червячных дифференциалов. Дифференциалы Торсен отличаются высокой эффективностью, однако они достаточно сложны в изготовлении и обслуживании.

Дифференциалы Квайф

Отличительной особенностью дифференциалов этого типа является то, что сателлиты в них располагаются параллельно оси вращения корпуса (чаши), причем в два ряда. Кроме того, при функционировании этих агрегатов образуются силы трения, которые при необходимости автоматически осуществляют блокировку, повышают проходимость и силу тяги автомобиля. Чаще всего дифференциалы Квайф используются для тюнинга легковых автомобилей и внедорожников.

Вискомуфта

Функционирование этот типа дифференциала основано на том же принципе, что и работа гидротрансформатора. Чаще всего вискомуфты используются в автомобилях с полным приводом и используются для того, чтобы обеспечивать связь передних колес с задними по следующему принципу: если одни из них проскальзывают, то крутящий момент транслируется на другие, за счет чего и решается проблема пробуксовки. Конструктивно вискомуфта представляет собой цилиндр, в которой находится погруженный в вязкую жидкость пакет металлических дисков, имеющих перфорацию, и соединенных с валами (как ведущим, так и ведомым). В зависимости от температуры вязкость жидкости меняется, на чем и основывается принцип работы этого агрегата.

Читайте также: Коробка передач DSG — что это такое.

Применение дифференциалов, их преимущества и недостатки

В тех автомобилях, которые имеют всего одну ведущую ось, устанавливается один дифференциал. Транспортные средства с двумя и более ведущими осями оснащаются дифференциалами, устанавливаемыми в каждую из них. В автомобилях с повышенной проходимостью, имеющих две ведущих оси, устанавливается три дифференциала: по одному на каждую из осей и один — между ними. В тех же транспортных средствах, которые имеют более двух ведущих осей, используются так называемые межтележечные дифференциалы.

Что касается преимуществ дифференциалов, то главное из них — это то, что они обеспечивают одинаковый крутящий момент для колес, вращающихся с различной скоростью (собственно говоря, для этого они и используются). Если говорить о недостатках этих устройств, то основным из них является проблема пробуксовки колес, которые потеряли контакт с дорожным покрытием. Решается она достаточно просто: с помощью механизма блокировки, который может быть как ручным, так и автоматическим.

Читайте также: Что такое коробка передач АМТ.

Видео на тему

Похожие публикации

Дифференциал (механическое устройство) - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Дифференциал - это механическое устройство, состоящее из нескольких шестерен. Применяется практически во всех механизированных четырехколесных автомобилях. Он используется для передачи мощности от карданного вала на ведущие колеса. Его основная функция заключается в том, чтобы позволить ведущим колесам вращаться с разной скоростью, позволяя колесам проходить повороты, получая при этом мощность от двигателя. ^[1]

Открытый дифференциал (OD) является наиболее распространенным типом.К тому же это самый дешевый. Открытый дифференциал позволяет автомобилю проходить повороты, не таща за собой внешнее колесо. Однако мощность передается на колесо с наименьшим тяговым усилием (сцеплением с дорогой). Если это колесо находится на льду или другой скользкой поверхности, транспортное средство не будет двигаться вперед, а колесо с мощностью просто вращается. В автомобилях с приводом на два колеса, если они имеют открытый дифференциал, они имеют только одно ведущее колесо. В полноприводных автомобилях с открытыми дифференциалами (обычно стандартными с завода) только одно колесо на каждой оси приводит в движение автомобиль.Преимущества включают в себя редкую поломку оси, меньший износ шин и бесплатность, поскольку большинство новых автомобилей поставляются с открытыми дифференциалами. ^[2]
Дифференциал повышенного трения (LSD) решает эту проблему. Используя серию сцеплений (называемых пакетом сцепления), LSD позволяет ограничить пробуксовку колес, сохраняя мощность на обоих ведущих колесах. ^[3] LSD популярны в гоночных автомобилях, так как бывают случаи, когда они выходят из поворота и нуждаются в ускорении без потери мощности на одном ведущем колесе.^[3]
Блокировка дифференциала (шкафчик) позволяет заблокировать два ведущих колеса на оси. Преимущество в том, что оба колеса всегда имеют мощность. Недостатком является то, что поворот намного сложнее, поскольку оба колеса должны вращаться с одинаковой частотой вращения. Поэтому при резких поворотах большинство шкафчиков необходимо отключать. Шкафчики также могут представлять водителю опасные ситуации. Например, при движении по склону (переходу по перекрестку), если одно ведущее колесо теряет сцепление с дорогой, теряется сцепление с дорогой, и автомобиль может скользить вбок по склону.Водителей часто предупреждают не пересекать склон, если поверхность рыхлая или скользкая. ^[4] Шкафчики можно включать и выключать механически, электронным способом (электронный шкафчик) или сжатым воздухом (шкафчик воздуха). Шкафчики желательны на внедорожниках, но обычно бесполезны на улицах и шоссе.
Золотник - открытый дифференциал, оси которого механически скреплены между собой. ^[2] Это не позволяет колесам двигаться быстрее или медленнее на поворотах.Это дешево и почти не добавляет веса автомобилю, но обычно ограничивается соревнованиями по бездорожью и трейлраннингом. ^[2] Они не подходят для езды по улице, так как они будут "чирикать" шины при поворотах. ^[2]

Torsen - тот же торцевой эффект, что и ограниченное скольжение, но не использует сцепления или колеблется, чтобы сделать это

Что такое дифференциал? | HowStuffWorks

homechevrons-leftemailspinner8facebookfacebook2instagramtwitteryoutube

Авто Здоровье Наука Дом и Сад Авто Технология Культура Деньги образ жизни Развлечения Приключение Животные Отзывы Викторины Подкасты
Под капотом
Автозапчасти и системы
Модели автомобилей
Вождение и безопасность
Эффективность использования топлива
Автогонки
Мотоциклы

Условия поиска

Дифференциальный диагноз: определение, примеры и многое другое

Дифференциальный диагноз - это процесс, при котором врач проводит различие между двумя или более состояниями, которые могут быть причиной симптомов человека.

При постановке диагноза врач может иметь единую теорию относительно причины симптомов человека. Затем они могут назначить анализы, чтобы подтвердить свой предполагаемый диагноз.

Однако зачастую не существует единого лабораторного теста, который мог бы окончательно диагностировать причину симптомов человека.Это связано с тем, что многие состояния имеют одинаковые или похожие симптомы, а некоторые проявляются по-разному. Для постановки диагноза врачу может потребоваться метод, называемый дифференциальной диагностикой.

В этой статье описывается, что такое дифференциальная диагностика, и приводятся некоторые примеры. Также будет объяснено, как интерпретировать результаты дифференциальной диагностики.

Поделиться на PinterestВрач может провести дифференциальный диагноз, если не существует единого лабораторного теста, который бы диагностировал причину симптомов человека.

Дифференциальный диагноз включает составление списка возможных состояний, которые могут вызывать симптомы у человека. Врач основывает этот список на информации, полученной из:

истории болезни человека, включая симптомы, о которых он сообщил сам
результаты физикального обследования
диагностическое обследование

Реже в диагностическом подходе врач может назначить один теория о причине симптомов человека и тест на это состояние.

Однако многие состояния имеют одни и те же или похожие симптомы. Это затрудняет диагностику основного заболевания с использованием недифференциального диагностического подхода.

Метод дифференциальной диагностики полезен, когда может быть несколько возможных причин, которые следует учитывать.

Цели дифференциального диагноза заключаются в следующем:

сузить рабочий диагноз
направить медицинское обследование и лечение
исключить угрожающие жизни или критические состояния
позволить врачу поставить правильный диагноз

Дифференциальный диагноз может потребоваться время.Чтобы врач мог установить правильный диагноз, он выполнит следующие действия.

1. Соберите историю болезни

При подготовке к дифференциальной диагностике врачу необходимо будет собрать полную историю болезни человека. Они могут задать следующие вопросы:

Каковы ваши симптомы?
Как долго вы испытываете симптомы?
Были ли у вас в семье определенные заболевания?
Вы недавно выезжали из страны?

Важно, чтобы человек отвечал на все вопросы честно и максимально подробно.

2. Проведите медицинский осмотр

Затем врач захочет провести базовое медицинское обследование. Обследование может включать следующее:

измерение частоты сердечных сокращений человека
измерение его артериального давления
прослушивание его легких или исследование других частей тела, из которых могут возникать симптомы

3. Проведение диагностических тестов

После сбора истории болезни и проведения медицинского обследования у врача может появиться некоторое представление о том, что может вызывать симптомы у человека.

Они могут заказать один или несколько диагностических тестов, чтобы исключить определенные условия. Такие тесты могут включать:

4. Отправить человека для направления или консультации

В некоторых случаях врач может посчитать, что у него нет специального опыта, чтобы диагностировать точную причину симптомов человека. В таких случаях они могут направить человека к специалисту для получения второго мнения.

Очень часто несколько врачей осматривают одного пациента во время дифференциальной диагностики.

Ниже приведены три примера распространенных дифференциальных диагнозов.

Боль в груди

Боль в груди - это симптом, который может иметь множество причин. Некоторые из них относительно легкие, другие - серьезные и требуют немедленной медицинской помощи.

Если человек испытывает боль в груди, врачу нужно будет задать вопросы, чтобы определить определенные факторы, такие как место, тяжесть и частота боли.

Эти вопросы могут включать следующее:

Как вы себя чувствуете? Опишите ощущение.
Где болит?
Распространяется ли боль на другие части тела?
Что-нибудь вызвало боль?
Как долго длилась боль?
Что-нибудь сделало боль лучше или хуже?
Испытывали ли вы другие симптомы?

Задавая эти вопросы, врач, надеюсь, сможет разделить боль в груди на один из следующих типов:

Сердечная: Эти состояния относятся к сердцу.Примеры включают нестабильную стенокардию и сердечный приступ.
Легочные: Эти состояния относятся к легким. Примеры включают:
Желудочно-кишечный тракт: Эти состояния относятся к пищеварительной системе. Примеры включают гастроэзофагеальную рефлюксную болезнь, которая может привести к пищеводу Барретта, и язвенной болезни.
Скелетно-мышечная система: Эти состояния относятся к мышцам, костям и соединительным тканям. Примеры включают переломы ребер и другие травмы грудной стенки или грудины.
Разное: В этой категории описаны другие потенциальные причины боли в груди, например:

После того, как врач сузил тип боли, он назначит диагностические тесты для определения потенциальной причины боли. Эти тесты могут включать:

Головные боли

Головные боли - обычная проблема. Из-за этого врачу может быть сложно определить, когда головная боль является доброкачественным раздражением, а когда - серьезной проблемой для здоровья.

Во время дифференциальной диагностики врач будет искать определенные тревожные сигналы, указывающие на то, что головная боль - это больше, чем просто неудобство.Эти тревожные сигналы включают внезапное начало сильной головной боли и головной боли после травмы головы.

Внезапное начало сильной головной боли может указывать на несколько основных состояний, таких как субарахноидальное кровоизлияние или апоплексия гипофиза. Головная боль после травмы головы может указывать на внутричерепное кровоизлияние, субдуральную гематому или эпидуральную гематому.

Врач задаст следующие вопросы, чтобы определить, представляет ли головная боль серьезный риск для здоровья человека:

Головная боль началась постепенно или внезапно?
Что-нибудь вызывало головную боль?
Где боль?
Боль распространяется на другие области? Если да, то где?
Какая у вас боль? Это пульсирует, колет, тупит или что-то еще?
Насколько сильна ваша боль по шкале от 1 до 10?
У Вас регулярно болит голова?
Это ваша первая или самая сильная головная боль?
Эта головная боль похожа на те, которые у вас обычно возникают?
Есть ли у вас другие симптомы, сопровождающие головную боль?

В некоторых случаях врач может провести неврологический осмотр.Этот экзамен может оценивать несколько факторов, в том числе:

реакции учеников на свет
реакции или ощущение прикосновения
глубокие сухожильные рефлексы
сила моторики
походка

медицинский анамнез и физический осмотр могут сузиться возможные причины головной боли. Нейровизуальные исследования с использованием компьютерной томографии или МРТ могут помочь исключить или подтвердить определенные диагнозы.

Инсульт

Инсульт требует своевременной диагностики и лечения.Из-за этого многие врачи обращаются к методу дифференциальной диагностики при рассмотрении возможности инсульта.

Во время медицинского осмотра врач осмотрит человека на наличие следующих симптомов инсульта:

спутанность сознания
снижение умственной активности
проблемы с координацией и равновесием
проблемы со зрением
онемение или слабость лица , руки или ноги
трудности с речью или общением

Врач просматривает историю болезни человека, чтобы узнать, есть ли у него какие-либо заболевания, которые могут увеличить риск инсульта.К таким условиям относятся:

Затем врач назначит один или несколько из следующих тестов:

анализы крови
компьютерную томографию для поиска возможного кровотечения в головном мозге
сканирование МРТ, чтобы проверить ткань мозга на наличие признаки повреждения
ЭКГ или ЭКГ для поиска проблем с сердцем, которые могли вызвать инсульт.

Человеку может потребоваться несколько обследований в офисе и диагностических тестов, прежде чем он получит окончательный диагноз.

У некоторых пациентов может быть несколько отрицательных результатов анализов до постановки диагноза.Однако каждый отрицательный результат теста приближает врача на один шаг к выяснению причины симптомов человека.

Некоторым людям может потребоваться начать лечение до того, как врач подтвердит их диагноз. Это может быть в том случае, если одна из потенциальных причин симптомов человека требует немедленного лечения для предотвращения дальнейших осложнений.

Реакция человека на определенное лечение сама по себе может дать ценную информацию о причине его симптомов.

Дифференциальный диагноз - это список возможных состояний, которые могут вызывать у человека симптомы.Врач основывает этот список на нескольких факторах, включая историю болезни человека и результаты любых медицинских осмотров и диагностических тестов.

Многие заболевания имеют одинаковые симптомы. Это может затруднить диагностику определенных состояний с использованием недифференциального диагностического подхода. Дифференциальный диагностический подход может быть необходим в тех случаях, когда существует более одной потенциальной причины симптомов человека.

Дифференциальная диагностика может быть долгим, тревожным и разочаровывающим процессом.Однако это рациональный и систематический подход, который может позволить врачу правильно определить первопричину симптомов у человека.

Что такое дифференциальные уравнения? Типы дифференциальных уравнений

Историческая справка

Дифференциальные уравнения уже доказали свою значимость в прикладной и чистой математике с момента их появления с изобретением исчисления Ньютоном и Лейбницем в середине семнадцатого века. Дифференциальные уравнения играют ключевую роль во многих дисциплинах, таких как физика, биология, инженерия и экономика.

Приложения дифференциальных уравнений

экспоненциальный Рост и спад
Население Рост
Движение объектов, падающих под действием силы тяжести, с сопротивлением воздуха и движением объектов висит на пружине
Ньютона Закон охлаждения
Частица движение по кривой
Электрооборудование Схемы
Компьютерные науки

Что такое дифференциальные уравнения?

Уравнение, которое включает по крайней мере одну производную функции, называется дифференциальным уравнением.Ниже приведены несколько примеров дифференциальных уравнений.

Прежде чем продолжить, важно знать основные термины, такие как порядок и степень дифференциального уравнения, которое может быть определено как,

i. Порядок - Это старшая производная дифференциального уравнения, например

Вышеуказанное дифференциальное уравнение имеет только первую производную i.е.

, поэтому его называют дифференциалом первого порядка. уравнение.

Let’s проверьте другое дифференциальное уравнение,

В этом примере дифференциальное уравнение имеет вторую производную, то есть

, поэтому оно называется дифференциальным уравнением второго порядка.

ii. Степень - Это показатель степени старшей производной дифференциального уравнения, например,

В этом примере старшая производная равна единице, а показатель степени также равен единице, поэтому оно называется дифференциальным уравнением первого порядка и первой степени.Аналогично

Здесь старшая производная равна 2, а показатель степени равен 3, поэтому оно называется обыкновенным дифференциальным уравнением 2 ^{-го порядка} и 3 ^{-го порядка} градусов.

Типы дифференциальных уравнений:

Обыкновенное дифференциальное уравнение
Частное дифференциальное уравнение
Линейное дифференциальное уравнение
Нелинейное дифференциальное уравнение
Однородное дифференциальное уравнение
Неоднородное дифференциальное уравнение

Подробное описание каждого типа дифференциального уравнения приведено ниже: -

1 - Обыкновенное дифференциальное уравнение

Это дифференциальное уравнение, которое включает одну или несколько обыкновенных производных, но не имеет частных производных.Обычное дифференциальное уравнение отличается от уравнения в частных производных, где некоторые независимые переменные связаны с частными производными, тогда как дифференциальное уравнение имеет только одну независимую переменную, такую как y. Закон движения Ньютона 2 ^и - это простой пример обыкновенного дифференциального уравнения.

Другой пример обыкновенного дифференциального уравнения:

2 - Уравнение в частных производных

Уравнение с частными производными - это дифференциальное уравнение, которое включает частные производные.Он имеет две или более независимых переменных. Например,

3 - Линейное дифференциальное уравнение

Это первая степень по отношению к зависимой (ым) переменной (ам) и ее производным, которая может быть выражена в форме

где p и q могут быть константами или функциями независимой переменной x.

4 - Нелинейное дифференциальное уравнение

Это вторая степень или выше в отношении зависимых переменных и их производных.Например,

5 - Однородное дифференциальное уравнение

Это дифференциальное уравнение первого порядка, которое можно записать как

Где, f и g являются однородными функциями одинаковой степени x и y.

Для примеры,

6 - Неоднородное дифференциальное уравнение

Это дифференциальное уравнение, правая часть которого не равна нулю.Неоднородное уравнение порядка 2 ^и можно записать в таком виде

Например,

См. Также: Типы уравнений

Типы дифференциальных уравнений .

Дифференциальное уравнение - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Изображение воздушного потока, смоделированное с помощью дифференциального уравнения.

Дифференциальное уравнение - это математическое уравнение, которое включает такие переменные, как x или y, а также скорость, с которой эти переменные меняются. Дифференциальные уравнения являются особенными, потому что решение дифференциального уравнения само по себе является функцией, а не числом.

Если дифференциальное уравнение включает только x и его производную, скорость, с которой изменяется x, то оно называется дифференциальным уравнением первого порядка.Дифференциальное уравнение высшего порядка имеет производные от других производных. Если переменных больше, чем просто x и y, то это уравнение в частных производных. Иногда что-то в мире подчиняется нескольким дифференциальным уравнениям одновременно. Говорят, что они моделируются связанными дифференциальными уравнениями.

Некоторые дифференциальные уравнения можно решить точно, а некоторые нет. Иногда можно только оценить, и компьютерная программа может сделать это очень быстро. Хотя они могут показаться чрезмерно сложными для тех, кто раньше не изучал дифференциальные уравнения, люди, использующие дифференциальные уравнения, говорят нам, что они не смогли бы понять важные вещи без них.Большинство ученых и инженеров (а также математиков) проходят по крайней мере один курс дифференциальных уравнений во время учебы в колледже. Некоторые математики посвящают свою карьеру исследованию трудно решаемых дифференциальных уравнений.

Дифференциальные уравнения используются во многих областях науки, поскольку они описывают реальные вещи: