Дифференциал вращающего момента электродвигателя троллейбусов

Наряду с передачей вращающего момента от тягового электродвигателя полуосям дифференциал обеспечивает возможность вращения правых и левых колес с различной угловой скоростью. Это имеет важное значение, так как при движении троллейбуса на повороте или по неровной дороге ведущие колеса в равные отрезки времени проходят различные по длине пути. Такое же явление наблюдается при различном внутреннем давлении в шинах или при разном их износе.

 Движение троллейбуса на повороте при одинаковом числе оборотов ведущих колес неизбежно вызвало бы пробуксовку или проскальзывание  этих колес относительно дороги, так как внутреннее (по отношению к  центру поворота) колесо проходит меньший путь, катясь по окружности  меньшего радиуса. Следствием пробуксовки или проскальзывания ведущих колес относительно дороги были бы усиленный износ шин, повышенный нагрев их и выход из строя, а также дополнительный расход электрической энергии на работу скольжения. Все эти нежелательные явления устраняются установкой дифференциала в механизме редуктора.

Принцип действия дифференциала иллюстрируется схемой, приведенной на рис. 57.

Между двумя зубчатыми рейками 1 и 2 расположено зубчатое колесо 8, которое может вращаться на своей оси. Для приведения дифференциала , ; в действие приложим к оси зубчатого колеса 3 по направлению, указанному  стрелкой, некоторую силу Q (рис. 57, а). Под действием этой силы зубчатое

колесо будет перемещаться и одновременно передвигать зубчатые рейки :

1 и 2, находящиеся с ним в зацеплении. В данном случае как зубчатое колесо, так и рейки с одинаковой скоростью переместятся вверх на некоторое  расстояние А (рис. 57, б), причем величина пути, пройденного зубчатым, колесом, будет равна полусумме расстояний, пройденных рейками.

При замедленном движении одной из реек (например, рейки 2 относительно рейки 1) зубчатое колесо 3, поднимаясь вверх, будет одновременно  вращаться вокруг своей-оси в направлении, указанном стрелкой (рис. 57,

в). В этом случае рейка 1 переместится вверх на величину (А + Б), а рейка 2— на величину (А — Б). Зубчатое колесо 3 переместится на прежнюю величину А. Это означает, что скорость перемещения рейки 1 будет больше, ) чем рейки 2. Легко себе представить, что если ось зубчатого колеса закрепить на одном месте, а одну из реек переместить на некоторое расстояние, то колесо будет вращаться вокруг оси, а другая рейка переместится на такое же расстояние, как и первая, но в обратном направлении. Если же одну из реек (например, рейку 2) сделать неподвижной (рис. 57, г), то при  перемещении зубчатого колеса вверх оно будет катиться по этой рейке, ; В этом случае рейка 2, так же как ось зубчатого колеса, будет подниматься  вверх, но со скоростью, в два раза большей. Если ось зубчатого колеса пройдет расстояние А, то рейка 1 — расстояние 2А.

Таким образом, во всех рассмотренных случаях величина перемещения  оси зубчатого колеса равна полусумме расстояний, пройденных рейками.  На этом принципе основана работа дифференциала, устанавливаемого в  тяговых передачах современных троллейбусов.

В зависимости от типа зубчатых колес дифференциалы разделяются на конические и цилиндрические. В современных троллейбусах, как правило, применяются только конические дифференциалы. .

При наличии двух ведущих осей троллейбус оборудуется так называемым межосевым дифференциалом.

На рис. 48 показано устройство конического дифференциала, применяемого на троллейбусах отечественного производства. В этом дифференциале ведомая цилиндрическая шестерня 10 редуктора вращает жестко соединенную с ней болтами 2 дифференциальную коробку 9 состоящую из двух  половин. В специальных гнездах дифференциальной коробки зажата крестовина 12 дифференциала. На четырех шипах крестовины установлены конические шестерни — сателлиты 13. Все четыре сателлита находятся в зацеплении с двумя полуосевыми коническими шестернями 14, которые при помощи шлиц соединены с внутренними концами полуосей, а через полуоси— с ведущими колесами троллейбуса. Между торцовыми поверхностями дифференциальных коробок и полуосевых шестерен, а также сателлитов проложены бронзовые прокладки. .

При прямолинейном движении троллейбуса по ровному участку дороги  и одинаковых диаметрах шин оба ведущих колеса вращаются с одинаковым  числом оборотов и, следовательно, обе полуосевые шестерни также имеют  одинаковые скорости вращения. В этом случае сателлиты не вращаются вокруг своих осей, а только перемещаются по окружности, описываемой шипами крестовины.

При движении троллейбуса на повороте одно из ведущих колес проходит путь больший и, следовательно, вращается быстрее. В этом случае одна полуосевая шестерня также имеет большую скорость вращения.

Из принципа действия дифференциала следует, что если одна полуосевая шестерня ускорит свое вращение, то сателлиты будут поворачиваться вокруг своих осей, замедляя вращение другой полуосевой шестерни. Благодаря этому ведущие колеса могут проходить различные расстояния в одну и .ту же единицу времени.

Все шестерни дифференциала выполняются с прямым зубом. Полуосевые шестерни отечественных троллейбусов имеют по 28 зубьев, сателлиты — по 14 зубьев.

Межосевой дифференциал, устанавливаемый на трехосных троллейбусах с двумя задними ведущими осями, позволяет колесам этих осей вращаться с различным числом оборотов, что необходимо вследствие наличия препятствий на дороге, а также из-за практической невозможности иметь на всех четырех ведущих колесах шины с одинаковыми радиусами качения.