Автомобиль и трактор движутся не только по прямой, когда все колеса работают в одинаковых кинематических условиях, но также по кривым (на поворотах), когда условия работы колес делаются различными. При повороте оси около какого-либо центра колеса, насаженные на нее, катятся по дугам окружностей разных радиусов (рис. 1): колесо, движущееся по внешней кривой, должно пройти за один и тот же промежуток времени больший путь, чем колесо, катящееся по внутренней кривой; это требует более быстрого вращения внешнего колеса по сравнению с внутренним. Передние колеса автомобиля насажены на ось свободно и благодаря этому автоматически устанавливают необходимые скорости. Приспособление, позволяющее ведущим колесам, закрепленным на осях, иметь при повороте разные обороты, называется дифференциалом (рис. 2).
Рис. 1. Схема движения колес при повороте автомобиля.
Ведомая шестерня 1 главной передачи вращается вместе с дифференциальной коробкой 2. В дифференциальной коробке закреплены две оси, на которых свободно сидят одинаковые малые конические шестерни 3, называемые сателлитами (спутниками). В некоторых случаях сателлиты свободно закреплены на оси, помещающейся в дифференциальной коробке. В дифференциальной коробке находятся внутренние концы полуосей 5, на внешних концах которых жестко насажены колеса. В дифференциальной коробке имеются одинаковые конические шестерни 4 (полуосевые шестерни), жестко связанные с полуосями; эти шестерни зацепляются с сателлитами, причем полуоси могут свободно вращаться в подшипниках дифференциальной коробки.
Рис. 1. Устройство дифференциала автомобиля: 1 – ведомая шестерня главной передачи; 2 – дифференциальная коробка; 3 – малая коническая шестерня; 4 – конические шестерни; 5 – полуоси.
Прямолинейное движение автомобиля создает одинаковое сопротивление качению колес по дороге. Поэтому для вращения колес к полуосевым шестерням надо приложить одинаковые силы, которые обеспечиваются давлением сателлитов, ведомых дифференциальной коробкой. При прямолинейном движении автомобиля зубья сателлитов давят на зубья полуосевых шестерен с одинаковой силой как справа, так и слева, что обеспечивает равновесие сателлитов около своих осей. В этом случае сателлиты имеют вращение в пространстве около общей оси полуосей, и полуосевые шестерни получают одинаковые обороты (скорости колес одинаковы).
На повороте автомобиля внутреннее колесо, уменьшив свою скорость, задержит полуосевую шестерню; сателлиты начнут вращаться около своих осей и одновременно перекатываться по шестерне задержанной полуоси, т. е. будут вращаться в пространстве около общей оси. В этом случае полуосевые шестерни получат разные обороты, что обеспечит разные скорости колес.
