Engineering
Диференціал під навантаженням
Поставте одне колесо осі на слизький барабан: відкритий диференціал дає обом колесам однаковий малий момент, тож одне буксує, а друге стоїть. Додайте фрикційну муфту (диференціал підвищеного тертя) або заблокуйте диференціал за того самого моменту двигуна й порівняйте.
Що відбувається
Двигун обертає ведучу конічну шестерню, а вона — ведену шестерню головної передачі на корпусі диференціала (3 : 1). Усередині корпусу два сателіти на поперечній осі зачіплюються з двома півосьовими шестернями, кожна з яких сидить на півосі з колесом; кожне колесо стоїть на барабані з власним гальмом. Шестерні пов’язують швидкості лише одним співвідношенням, ωL + ωR = 2ω₀: колеса можуть обертатися з різною швидкістю, як на повороті. Сателіти врівноважують моменти, тому відкритий диференціал завжди дає обом сторонам однаковий момент. Зменште зчеплення лівої шини до 0,1: вона проковзує за μN·r = 18 Н·м, тож і праве колесо отримує лише 18 Н·м — менше, ніж потрібно його барабану, — і стоїть, поки ліве крутиться вдвічі швидше за корпус. У диференціалі підвищеного тертя фрикційна муфта між лівою піввіссю й корпусом передає момент аж до свого попереднього натягу: права сторона отримує момент сторони, що проковзує, плюс попередній натяг. Заблокований диференціал обертає обидва колеса разом і дає кожному стільки, скільки йому потрібно.
Модель: жорсткі шестерні у власних підшипниках, зачеплення без тертя в корпусі, що обертається; шини й муфта — фрикційні зв’язки, що зчеплені або ковзають (за Кулоном). Без деформації шин, опору коченню й маси автомобіля; барабани замінюють дорогу.
Що спробувати
Зменште зчеплення лівої шини до 0,1: праве колесо зупиниться. Потім виберіть диференціал підвищеного тертя або заблокований і порівняйте.
Рівняння модуля
Рівняння ωL + ωR = 2ω₀ TL + TR = T₀ |TR − TL| ≤ Tc, Tc = 0 ⇒ TL = TR TL, TR ≤ μNr
