Редуктор и дифференциал в автомобиле
Дифференциал и главная передача.
Главная передача.
При движении автомобиля крутящий момент от коленвала двигателя передается коробке передач и затем, через главную передачу и дифференциал, на ведущие колеса. Главная передача позволяет увеличивать или уменьшать крутящий момент передаваемый колесам автомобиля и одновременно уменьшать и соответственно увеличивать скорость вращения колес. Передаточное число в главной передаче подбирается таким образом, что максимальный крутящий момент и частота вращения ведущих колес находятся в наиболее оптимальных значениях для конкретного автомобиля. Кроме того, главная передача очень часто является объектом тюнинга автомобиля.
Устройство главной передачи.
По сути, главная передача — это не что иное, как шестеренчатый понижающий редуктор, в котором ведущая шестерня связана с вторичным валом КПП, а ведомая – с колесами автомобиля. По типу зубчатого соединения главные передачи различаются на следующие разновидности:
цилиндрическая – в большинстве случаев применяется на автомобилях с поперечным расположением двигателя и коробки передач и передним приводом; коническая – применяется очень редко, так как имеет большие габариты и высокий уровень шума; гипоидная – наиболее востребованная разновидность главной передачи, которая применяется на большинстве автомобилей с классическим задним приводом. Гипоидная передача отличается малыми размерами и низким уровнем шума; червячная – практически не применяется на автомобилях по причине трудоемкости изготовления и высокой стоимости.
коническая – применяется очень редко, так как имеет большие габариты и высокий уровень шума;
гипоидная – наиболее востребованная разновидность главной передачи, которая применяется на большинстве автомобилей с классическим задним приводом. Гипоидная передача отличается малыми размерами и низким уровнем шума;
червячная – практически не применяется на автомобилях по причине трудоемкости изготовления и высокой стоимости.
Также стоит отметить, что автомобили с передним и задним приводом имеют различное расположение главной передачи. В переднеприводных автомобилях с поперечным расположением КПП и силового агрегата, цилиндрическая главная передача располагается непосредственно в картере КПП. В автомобилях с классическим задним приводом главная передача установлена в корпусе ведущего моста и соединена с коробкой передач посредством карданного вала. В функционал гипоидной передачи заднеприводного автомобиля также входит и разворот вращения на 90 градусов за счет конических шестерен. Несмотря на различные типы и расположение, предназначение главной передачи остается неизменным.
Дифференциал автомобиля.
Дифференциал автомобиля чаще всего совмещен с главной передачей и располагается соответственно в картере коробки передач или в корпусе заднего моста. Однако дифференциал может быть установлен и между ведущими осями полноприводного автомобиля. Дифференциал представляет собой планетарный редуктор и делится на следующие разновидности:
конический – в большинстве случаев устанавливается совместно с главной передачей между колесами одной приводной оси;
цилиндрический – наиболее часто применяется для развязки ведущих осей полноприводных автомобилей;
червячный – является универсальным и устанавливается как между колесами, так и между ведущими осями.
Основное предназначение дифференциала заключается в распределении крутящего момента между колесами автомобиля и изменения их частоты вращении относительно друг друга. Так, например поворот автомобиля без дифференциала был бы попросту невозможен, так как при повороте внешнее колесо обязательно должно вращаться с большей частотой, нежели внутреннее.
Дифференциалы существуют симметричные и несимметричные. Симметричный дифференциал передает равный крутящий момент на оба колеса и устанавливается чаще всего совместно с главной передачей. Несимметричный дифференциал позволяет передать крутящий момент в различных пропорциях и устанавливается между приводными осями автомобиля.
Дифференциал состоит из корпуса, шестерен сателлитов и полуосевых шестерен. Корпус обычно совмещен с ведомой шестерней главной передачи. Шестерни сателлиты играют роль планетарного редуктора и соединяют полуосевые шестерни с корпусом дифференциала. Полуосевые (солнечные) шестерни соединены с ведущими колесами посредством полуосей на шлицевых соединениях. При всех плюсах у простейшего дифференциала существует и недостаток. Дело в том, что частота вращения может быть распределена на колеса не только в соотношении, например 50/50, 40/60 или 35/65, но и 0/100. То есть, на одно колесо автомобиля может быть передан абсолютно весь крутящий момент, в то время как второе колесо будет абсолютно статично. Такое случается в том случае если автомобиль застрял в грязи или на льду. Однако современные дифференциалы более совершенны и практически лишены данного недостатка. Многие дифференциалы имеют жесткую автоматическую или ручную блокировку. Кроме того современные легковые полноприводные автомобили снабжаются системой курсовой устойчивости, которая основана на оптимальном распределении крутящего момента между осями и отдельными колесами в зависимости от траектории движения.
Из того, что было: кто делает редукторы, которые гудят и разваливаются
Тема контрафакта лично мне очень интересна. Наверное, потому что я люблю в равной мере и технику, и фильмы ужасов. А исследование контрафакта – это почти всегда техно-хоррор. А в случае, когда контрафактные запчасти очень сильно мучают тех, кто их ставит – ещё и с элементами эротики. Редукторы, которые мы изучили в ходе написания статьи, относятся как раз к тем изделиям, которые и ужасы покажут, и физически замучают. Каким образом – расскажем ниже.
«Колёса крутятся, резина трётся. »
Коротко напомню, что такое редуктор и для чего он нужен. Классическое определение редуктора – это механическое преобразовывающее устройство, предназначенное для передачи крутящего момента с изменением его направления, скорости и тяговой силы в зависимости от необходимого значения. Когда речь идёт о заднеприводном автомобиле, чаще всего вспоминают о редукторе заднего моста. Конечно, суть его та же – преобразовывать крутящий момент с кардана во вращение ведущих колёс (то есть, менять его направление, скорость и тяговую силу – всё по классике). Однако в его составе есть одно важное устройство – дифференциал. С точки зрения «железа» это набор шестерёнок в виде частного случая планетарной передачи, но функция у него весьма важная. Если немного упростить, то задача дифференциала – разделить один поток мощности с кардана на два потока на каждое из колёс, обеспечив при этом возможность передачи от 0 до 100% крутящего момента в зависимости от дорожной ситуации. Сделано это с одной целью: сделать машину более управляемой в поворотах. Если бы дифференциала не было, то оба задних ведущих колеса всегда крутились бы с одной скоростью. А в повороте внешнее колесо проходит дугу большего радиуса, чем внутреннее. Дифференциал даёт колёсам возможность вращаться с разными скоростями, то есть, исключает пробуксовки менее нагруженного колеса в повороте.
Уверен, что ничего нового я тут не сказал, но повторить некоторые вещи никогда не лишнее. Хотя бы потому, что бы ещё раз заметить, что для обеспечения правильной работы редуктора требуется высокая точность его изготовления и применение соответствующих материалов для изготовления многочисленных шестерен и осей. В противном случае редуктор будет работать плохо (с рывками и с гулом) и недолго. Вроде бы вещи очевидные, но некоторые производители запчастей об этом думать, к сожалению, не хотят. Давайте с ними знакомиться.
«Торнадо», «Агрегат», «Мостат»
Мы взяли три разных редуктора разных производителей. Объединяет их только одно: все они считаются их производителями аналогами газовских редукторов. Небольшой спойлер: увы, аналогами назвать их язык не поворачивается.
Первый редуктор сделан компанией «Торнадо». Артикул – 3302-2402010, стоит такой на ГАЗели (8х41 зуб.). Стоимость в разных магазинах колеблется прилично, в среднем за него придётся отдать около 22 500 рублей, хотя можно найти и значительно дешевле (от 16 тысяч). Ещё один редуктор с тем же артикулом принадлежит компании «Агрегат», и его средняя стоимость приблизительно такая же. В целом нельзя сказать, что эти детали стоят дешевле, чем оригинальный газовский редуктор: за него придётся отдать от 16 800 рублей, так что выгода при покупке сомнительная. Ещё один испытуемый редуктор той же фирмы имеет артикул 3309-2402010.
И, наконец, последний (четвёртый) редуктор, отправившийся в лабораторию ООО «Объединённый инженерный центр», выпущен компанией «Мостат». Артикул – 2217-2402010. Вот тут есть интересная деталь: во многих интернет-магазинах сказано прямо, что это восстановленный оригинальный редуктор ГАЗа. Стоит чуть дешевле оригинала, а вот насколько он оригинальный, мы посмотрим чуть ниже.
Так же, как и с образцами для исследования головки ГБЦ, мы не стали экономить и искать заведомо дешёвые аналоги, от которых было бы слишком наивно ждать хороших результатов. Все эти редукторы сопоставимы по цене с оригинальными, что очень важно для объективности исследования.
«Хотели, как лучше… »
Итак, начнём. Первый разобранный редуктор – это 3309-2402010 от «Агрегата». Это, пожалуй, один из самых странных редукторов. Мало того, что он не совсем такой, как оригинальный, так он ещё и не новый.
Начнём с того, что крышки подшипников дифференциала и крепление фланца ведущей шестерни тут свои, не такие, как на редукторе ГАЗа. То есть, назвать этот редуктор точным аналогом нельзя. Но это не самое плохое. Гораздо хуже, что этот редуктор собран из «бэушных» деталей. Например, тут стоят бывшие в употреблении шестерни главной пары и некоторые детали дифференциала производства Горьковского автозавода. Но ещё более интересно то, что часть подшипников тоже оказались «бэушными».
| № главной пары | Боковой зазор, мм | Преднатяг подшипников дифференциала, мм | Биение затыл-ка ведомой шестерни, мм | Уровень звукового давле-ния,дБС | |
|---|---|---|---|---|---|
| 2546 | 0,15-0,25-0,42 | 0,40 | 0,27 | 98 (стук) | 93,5 |
| По КД | 0,20…0,35 | 0,25 | 0,16 | 87 | 87 |
С качеством сборки тоже не всё хорошо. В конструкторской документации ГАЗа подробно расписаны все регулировочные параметры, но в «Агрегате» КД никто, скорее всего, не читал. И поэтому в эти параметры не вписываются ни колебание бокового зазора, ни момент сопротивления вращению подшипников дифференциала, ни пятно контакта. Так что нет повода удивляться тому, что этот редуктор начнёт шуметь сразу после установки на машину.
Вишенка на торте – заметный износ под рабочей кромкой манжеты на фланце ведущей шестерни. В общем-то, можно сказать смело, что тот редуктор, детали которого использовали при изготовлении этого «Агрегата», кое-что в жизни повидал. И его качество не тянет не то что на новую деталь, но даже на качественно восстановленную старую.
| №п/п | Состояние деталей |
|---|---|
| Шестерни главной передачи | Шестерни производства ПАО ГАЗ, выпуск 2011 года, имеют износ на рабочей поверхности зубьев, более ярко выраженный – на переднем ходу, уровень звукового давления: п/х-84,5 дБС, з/х – 81 дБС (по КД п/х – 81дБС, з/х – 81 дБС) |
| Подшипники | Дифференциала и ведущей шестерни имеют износ рабочих поверхностей и следы коррозии |
| Детали дифференциала | Все детали имеют износ рабочих поверхностей и следы коррозии |
| Фланец ведущей шестерни | На рабочей поверхности(под манжету) канавка шириной около 2 мм глубиной около 0,5 мм (производство не ПАО ГАЗ) |
Что ждать от этого редуктора? Повышенная шумность работы из-за нарушения зубчатого зацепления – это полбеды. Хуже, что этот редуктор будет истекать маслом через манжету и довольно быстро лишится зубьев шестерён из-за нарушения пятен контакта при неправильной сборке и регулировке. Вот кому-то обидно будет…
Почти все те же самые огрехи есть и второго «Агрегатовского» редуктора с артикулом 3302-2402010. Отличаются некоторые детали. Например, в этом редукторе ГАЗ принадлежат не только шестерни, но и детали корпуса, и оси сателлитов дифференциала. Разумеется, все они «бэушные» и со следами износа. Совершенно так же наплевательски отнеслись к сборке и регулировке (неправильное пятно контакта и сопротивление вращению подшипников дифференциала), а кроме того нарушили момент затяжки крепёжных элементов.
Вывод будет почти тот же, что и в случае с предыдущим агрегатом: это довольно шумное изделие быстро отправится в металлолом из-за преждевременного износа. Правда, оно, скорее всего, не будет сразу страдать от течей масла: в отличие от предыдущего редуктора, здесь нет такого износа на фланце ведущей шестерни.
Теперь перейдём к продукции «Торнадо». Этот редуктор с артикулом 3302-2402010 смог удивить по-своему.
Разумеется, в лучших традициях контрафакта, в нём есть серьёзные отступления от конструкторской документации завода. Например, на оси сателлитов дифференциала нет антизадирного покрытия. В самой коробке сателлитов не стали делать масляных окон, отличается манжета ведущей шестерни. Ну, а откуда взяли часть подшипников, история вообще умалчивает: на них нет никакой маркировки. Видимо, ставили, что нашли подешевле.
Создатели этого редуктора сделали всё, чтобы он страдал от масляного голодания дифференциала и в конце концов умер в муках от заваривания сателлитов на осях. А если добавить сюда протекающую манжету и шумные шестерни, то жизнь с таким редуктором раем не покажется. Впрочем, она всё равно будет недолгой.
И, наконец, четвёртое изделие – редуктор 2217-2402010 от поставщика «Мостат». Как я уже говорил, эта компания не скрывает, что редуктор не новый, а восстановленный. Не все магазины об этом сообщают, но это уже вопросы к ним, а не к поставщику. К поставщику вопросы совсем другие.
Чтобы не писать одно и то же дважды и трижды, скажу коротко: тут есть всё, что было в редукторах «Агрегата»: «бэушные» газовские шестерни, детали корпуса, оси сателлитов. Всё это – со следами износа. Точно так же при сборке и регулировке не соблюдали требования конструкторской документации по моменту сопротивления вращению подшипников дифференциала и пятну контакта, по моменту затяжки крепежа редуктора. В целом – типичный набор для контрафакта. Но тут пошли чуть дальше и поставили старые детали дифференциала со следами коррозии. И напоследок зачем-то заменили в нём деформируемую втулку на жёсткую трубу.
Набор последствий такого подхода к изготовлению узла получается стандартным: очень шумная работа, а самое главное – потеря преднатяга подшипников и их разрушение. Причём вместе с зубьями шестерёнок из-за нарушения их зацепления.
Брать или не брать?
Буду краток: вопроса «брать или не брать» ставить не стоит вовсе. Все мы ждём от новых деталей ресурса тех, что стояли с завода. Наверняка многие помнят, как мы в 90-е искали хотя бы что-то приличное по качеству из деталей на свои ВАЗы и ГАЗы. Но все эти «кооперативные» поделки того времени раз за разом разочаровывали, заставляя изучать ассортимент всех местных магазинов запчастей и употребление неопределённых матерных артиклей. Девяностые прошли, а «палёнка» осталась. А в эпоху цифровизации, когда огромное количество запчастей мы покупаем, вообще не глядя, через Интернет, производители контрафакта процветают особенно пышно. Это печально, но это факт.
Что представляет собой редуктор в автомобиле? Ответ на этот вопрос дать могут не все, даже заядлые автомобилисты. В большинстве случаев покупая автомобиль, пользователи не уделяют внимание каким-то ключевым аспектам. Они лишь придерживают принципа: заправить, обслужить, ездить, отдавать в сервис на ремонт. Итак, давайте разберемся, в чем назначение и что такое редуктор в автомобиле! 
Редуктором называется один из узлов трансмиссии, который используется для снижения крутящего момента, получаемого с коленвала. Далее редуктор передает крутящий момент другим узлам трансмиссии, то есть межосевой дифференциал.
Дифференциал и редуктор в автомобиле, в чем разница?
Такой вопрос часто задается автомобилистами, поэтому следует провести четкую грань между этими двумя узлами. Дифференциал используется для распределения приходящего крутящего момента между осями, а редуктор – для повышения/понижения крутящего момента. 
Существуют следующие виды редукторов:
Устройство автомобильного редуктора
Для ознакомления следует рассмотреть основные составляющие данного узла трансмиссии.
Редуктор автомобильный включает в себя:
Межосевой дифференциал
Например, автомобиль повернул – внешнее колесо получило больший крутящий момент, внутреннее – меньший. При этом ведущая ось работает вся — оба колеса на оси работают вместе, с чем долго не могли справиться автопроизводителя порядка 80-ти лет назад.
Вот для чего принято использовать дифференциал в автомобилях:
Редукторные передачи
Данная группа составляющих различается по принципу соединения зубцов ведущей и ведомой шестерен. Благодаря использованию различных вариаций, выделяют четыре группы редукторных передач в автомобилях:
Чем выделяется редуктор в машине?
Каждый редуктор автомобиля обладает присущими характеристиками, основной из которых является – передаточное число, которое отражает отношение между угловой скоростью ведущего/ведомого валов. Высокий показатель передаточного числа характерен для грузовых автомобилей, низкий показатель – для легковых.
Следует отметить, что в легковых автомобилях вес редуктора заметно ниже, благодаря чему они развивают большие скорости. Индекс передаточных чисел определяется числом зацепок ведомой шестерни с ведущей за один оборот. Например, если индекс составляет 4.8, значит за единственный полный оборот ведущей шестерни, ведомая производит сцепку 4 целых и 0,8 раза.
С какими трудностями можно столкнуться?
Чаще всего, слабым местом автомобильного редуктора являются рабочие комплектующие, то есть те, которые подвержены значительному износу. Основной причиной являются повышенные нагрузки и длительное масляное голодание. Последний фактор связан с дефицитом или полным отсутствием трансмиссионной жидкости.
О поломке редуктора в автомобиле свидетельствует неприятный звук, гул, вибрация и щелчки в узлах, в которых сообщаются шестерни и подшипники. Если из строя вышли сальники, наблюдается течь трансмиссионной жидкости, регулярно просачивающиеся через образовавшиеся трещины. 
Повреждение корпуса с обрывом креплений – нечастое, но весьма опасное явление. Оно происходит вследствие наезда транспортного средства на какое-то высокое или острое препятствие. В 70% случаев после подобного происшествия в месте крепления корпуса образуется трещина или группа трещин. Сразу они не вызовут никаких проблем, но в дальнейшем в них попадает грязь, пыль, вредящая структуре трансмиссионной жидкости.
Впоследствии сырье не может выполнять ранее возложенные на себя функции охлаждения и смазки шестерен. Это приводит к их перегреву, износу и даже поломке зубьев. Если корпус автомобильного редуктора подвергался повреждениям, об этом может свидетельствовать громкий гул от работающих элементов. Это заметно влияет на акустику и комфорт при езде. В местах повреждения корпуса или его креплений образуется течь масла.
Как решить проблему поломки автомобильного редуктора
Поскольку мы разобрались, для чего необходим редуктор в автомобиле и изучили основные поломки, следует изучить способы решения возникших проблем. Чтобы редуктор не вышел неожиданно из строя, необходимо соблюдать технологический регламент обслуживания транспортного средства и не забывать о замене трансмиссионной жидкости через каждые 100 000 км пробега.
Вторым вариантом, когда потребуется провести срочную замену трансмиссионной жидкости, является вынужденная замена сальников. Такой вариант также приветствуется автомобильными пользователями. 
Если вы обнаружили в работе трансмиссии автомобиля какие-то неполадки, указывающие на сбой в работе редуктора в автомобиле, незамедлительно обратитесь в автомобильный сервис для полноценной диагностики. Это позволит избежать непредвиденных трат и заметно сократить стоимость ремонта и обслуживания.
Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!