Блокиратор дифференциала: Как это устроено: блокировка дифференциала

Содержание

Что такое блокировка дифференциала, зачем она нужна и как это работает

Не каждый водитель задумывается о том, что при движении автомобиля на поворотах колёса каждой оси проходят путь, разный по длине. Именно поэтому вращение колёс имеет разную скорость. Необходимо это для того, чтобы шины не проскальзывали по асфальту, чтобы на повороте снизить нагрузку на привод колёс. Обеспечивает этот факт такой механизм, как дифференциал. Установленный на КПП механизм распределяет нагрузку так, что попадает под нагрузку именно самое разгруженное колесо.

95% производимых автомобилей не оснащаются блокировкой, которая позволяет сделать транспортное средство более проходимым.

Содержание

  • Виды дифференциалов
  • Различие принципов действия
  • Принудительная блокировка

Виды дифференциалов

Существуют разновидности дифференциалов. По месту нахождения разделяют межосевые и межколёсные. Однако любой свободный дифференциал не позволит автомобилю выбраться из ситуации, когда одно из ведущих колёс попадёт в яму с глиной.

Для решения подобных проблем разработчики придумали блокировку, которая, в свою очередь, подразделяется на следующие основные группы:

  • блокирующиеся на 100%;
  • механические устройства повышенного трения;
  • самоблокирующиеся механизмы.

Каждый вид имеет как свои преимущества, так и свои недостатки. Например, «жёсткие» блокировки довольно часто приводят к износу резины, разрушению трансмиссии и быстрому выходу из строя коробки передач. И всё это закономерно, так как при эксплуатации машина постоянно попадает в ямы и наезжает на кочки, а это довольно пагубно сказывается на трансмиссии.

Чтобы выровнять недостатки обычного и жёсткого устройств, был создан цилиндрический самоблокирующийся дифференциал повышенного трения. Он имеет ещё второе название — дифференциал ограниченного проскальзывания.

Принцип действия такой конструкции довольно прост. Если к сателлитам применить определённую силу и зажать их, не позволяя им вращаться между полуосевыми шестернями с довольно большой скоростью, то получится, что, с одной стороны, механизм позволит колёсам при повороте вращаться с разной скоростью.

А с другой стороны, распределит крутящий момент таким образом, что колесо, у которого будет наилучшее сцепление с дорожным покрытием, будет иметь большую силу тяги.

Ещё стоит сказать о дисковом дифференциале повышенного трения. Чаще всего такая конструкция используется в заднеприводных автомобилях, которые планируется использовать на соревнованиях. Такая система блокирует колёса до определённого уровня нагрузок. Её недостатком является довольно частая необходимость в замене дисков и масла в КПП.

На видео — принцип работы блокировки дифференциала:

А вот для использования транспортного средства как в обычных условиях эксплуатации, так и в соревнованиях очень удачной является блокировка дифференциала с преднатягом (червячного типа). Преимуществ у такой системы гораздо больше, чем недостатков. Плюсами можно назвать:

  • блокирование колёс до 70%;
  • минимум обслуживания;
  • отсутствие рывков на руле;
  • не нужно заливать в КПП специальное масло;
  • установка системы не сопровождается трудностями;
  • высокая проходимость машины;
  • длительный срок службы конструкции;
  • прекрасная управляемость автомобилем;
  • отличное чувство равновесия;
  • более высокая скорость прохождения поворотов;
  • лёгкость вывода транспортного средства из заноса.

Что касается недостатков конструкции, то и они есть:

  • с течением времени падает преднатяг;
  • для работоспособности конструкции придётся каждые 20–40 тыс. км менять регулировочные шайбы;
  • если не проводить регулировочные работы, то система будет работать как свободный дифференциал.

Различие принципов действия

Часто полноприводные автомобили имеют одновременно три вида конструкций: один межосевой дифференциал и два мостовых. Для качественной работы может быть использована как полная, так и частичная автоматическая или ручная блокировка межосевого типа конструкции.

Уже во многих транспортных средствах стали применять всевозможные электронные системы контроля над движением автомобиля. Преимуществом электронной блокировки является более высокая тяга на поворотах и к тому же возможность настройки степени блокирования в зависимости от предпочтений водителя. Единственным недостатком можно назвать то, что такой дифференциал нечувствителен к быстро меняющимся дорожным условиям.

Одним из видов самоблокирующегося механизма является блокирующийся межколёсный дифференциал. На ровной дороге, на твёрдом покрытии, такой механизм ведёт себя так, как обычная свободная система. И лишь тогда, когда колесо на оси вращается относительно другого с большей частотой, конструкция автоматически блокируется. Проходимость машины при блокировании межколёсного типа устройства существенно повышается.

Принудительная блокировка

Наиболее простым способом является принудительная блокировка механизма. В этом случае только водитель принимает решение о её включении или выключении. Осуществляется это либо с помощью рычагов, либо посредством кнопок, расположенных в салоне автомобиля.

Этот вид блокирования просто идеален для внедорожников, которые эксплуатируются в условиях российского бездорожья. Система безупречно надёжна при движении по грязи и ухабам и практически непригодна в эксплуатации на ровных дорогах.

На видео — тест принудительной блокировки дифференциала:

Блокировка дифференциала

Повысить проходимость

Своей проходимостью внедорожник обязан сразу нескольким конструктивным особенностям, позволяющим ему преодолевать немыслимые препятствия, «превращаясь», то в УАЗ, то в танк или трактор.

Но при этом он элегантно смотрится и на городских дорогах. Болотистые и глинистые грунты, крутые подъемы, а также камни, ямы и даже небольшие водоемы для него – лишь препятствия, которые все равно останутся позади.

Блокировка дифференциала

Без использования подобного силового привода о высокой проходимости можно даже не начинать мечтать. Хотя некорректно утверждать, что он единственный, на чем надо заострить внимание, когда хочется уверенно погонять по бездорожью. Полный привод, клиренс, рисунок протектора и т.д. делают ваш автомобиль «бесстрашным» и уверенным.

Назначение блокировки дифференциала в обеспечении нужного сцепления ведущих колес с опорной поверхностью для создания необходимой тяговой силы, чтобы избегать пробуксовки при попадании колес на любую неблагоприятную для езды поверхность. Происходит это за счет единого вращения колес в жесткой связке. Не совсем точно было бы сказать, что такая блокировка значительно усиливает сцепление, скорее, повышает возможности колеса для максимального использования тяговой силы.

В такой ситуации огромная по значимости роль отводится также и протектору.

Коротко о видах

При схожести назначения универсальной конструкции блокировщика нет в силу и различий ходовой части автомобилей.

Однако выделить можно:

· Дифференциалы с ручной блокировкой;

· Самоблокирующиеся дифференциалы повышенного трения (Limited-Slip Differential).

Последний вариант конструкции упрощает задачу для водителя, поэтому сохраняет устойчивые позиции в рейтинге предпочтений многих автолюбителей.

Согласно принципу работы существует 2 группы дифференциалов LSD:

  • Червячные, которые срабатывают при изменении крутящего момента;
  • Дисковые, срабатывающие при разнице угловых скоростей.

Червячные дифференциалы

Самый популярный среди червячных конструкций является дифференциал Torsen, придуманный и производитмый еще в середине прошлого века. Эту конструкцию отличает весьма замысловатый лабиринт расположения червячной передачи из тесно расположенных полуосевых шестеренок. Работает она очень надежно. Перенос крутящего момента осуществим исключительно от ведущего к ведомому звену. Во время буксовки полуосевая шестеренка (ведомая) не может проворачивать червяк (ведущее звено) по причине возникающей большой силы трения.

Torsen имеет некоторые модификации конструкции, но независимо от этого сильная сторона его в том, что она является крайне чувствительной к меняющейся величине крутящего момента на ее

осях, поэтому блокировка срабатывает практически моментально. Это дает возможность получать крутящий момент на колесе, имеющем самое лучшее сцепление.

Дисковые дифференциалы

Их конструкция отличается высокой вариативностью при постоянной основе, когда в стандартном свободном дифференциале присутствуют 2 пакета фрикционных дисков, отвечающих за блокировку во время пробуксовки колеса. Они сильно напоминают АКП по принципу работы и конструкции.

Часть дисков, входящих в пакет, остается в сцеплении с полуосевой шестеренкой, в то время как другая – в сцеплении с корпусом. Во время штатного поворота фрикционы будут разжаты. Различное вращение колес будут давать сателлиты, и при этом самоблок не будет задействован.

Как только одно колесо начнет пробуксовывать, пакеты дисков сожмутся и полуосевые шестеренки будут вращаться одновременно с корпусом самого дифференциала. Сжатие начинается поскольку шестерня полуоси начинает смещаться. Как и у сателлитов, шестерни полуосей имеют форму конуса, поэтому во время передачи момента через это сцепление будет возникать осевая сила и центробежная, которые будут пытаться развести шестерни. Полуосевая шестерня имеет небольшой люфт для смещения вдоль полуоси. Сателиты передают отталкивающее действие осевой силы на полуосевые шестерни, которые расходятся к стенкам и прочно прижимают фрикционные пакеты.

В борьбе за проходимость

Самоблоки давно устанавливают серийно практически на все модели спортивных авто и кроссоверов. Кроме этого, каждый автомобилист в стремлении повысить проходимость имеет возможность поменять штатный самоблок на более совершенный.

В силу широкого ассортимента, присутствующего на авторынке, выбор самоблока осуществляется не только в зависимости от марки машины, но и условий вождения. В каждом конкретном случае незаменимой окажется консультация опытного специалиста. Но при этом есть общие рекомендации:

  • Лучше отдавать предпочтение новому агрегату, а не б/у;
  • Кроме этого, имеет смысл заменить штатный самоблок на тот, что сошел с конвейера одного из мировых лидеров по их производству.

Количество просмотров: 868

Поделиться:

БЛОКИРОВКА ДИФФЕРЕНЦИАЛА: устройство, принцип работы, типы

Дифференциал, слово знакомое со школьной скамьи. Правда в устройстве автомобиля оно имеет иное определение. Дифференциал (разность, если покопаться в латинском словаре), является сложным механизмом, который распределяет или изменяет крутящий момент среди полуосей приводных колес, тем самым обеспечивая их работу с разной угловой скоростью. Но если к нему добавить устройство блокировки, то можно самому распределить крутящий момент, и скорректировать соотношение угловых скоростей, в зависимости от дорожных обстоятельствах.

Установка блокирующего механизма дает массу преимуществ, но необходимо разобраться, что он из себя представляет, и принцип его работы.

Содержание

  1. Назначение и устройство дифференциала
  2. Принцип работы блокировки дифференциала
  3. Виды блокировок дифференциала
  4. Самоблокирующийся дифференциал
  5. Плюсы и минусы самоблокирующегося дифференциала

Назначение и устройство дифференциала

Ниже разберем назначение и устройство агрегата. При движении прямо, колеса движутся ровно, прилагая одинаковые усилия, и не отставая друг от друга. На деле это выглядит как колеса вращаются с одинаковыми угловыми скоростями.

Но, когда машина собирается повернуть, оказывается, что радиус пути внешнего колеса и внутреннего отличается значительно и внешнему колесу нужно пройти больше расстояние. А значит, крутящий момент должен распределяться не в одинаковых пропорциях на каждую ось колеса. Благодаря усилиям планетарного механизма — внутренняя шестерня одной полуоси замедляет ход, из-за чего сателлиты начинают прокручиваться вокруг себя, увеличивая тем самым скорость вращения шестерни другой полуоси. Т.е. автомобиль может спокойно и без усилий совершить маневр.

Дифференциал — это и есть элемент трансмиссии. Чтобы полностью понять, принцип его работы, разберемся, как он устроен. Изучают в учебниках, обычно, по схемам конического дифференциала. Хотя, есть более сложные разновидности, но примерный набор составляющих все же един.

Итак, основа — планетарный редуктор. Главные его рабочие элементы — центральные полуосевые шестерни (солнечные) и промежуточные, называемые сателлитами. Все это скрыто в чашке или корпусе агрегата.

От двигателя крутящий момент поступает через коробку передач и главную передачу на полуоси, а точнее на жестко зафиксированные на них солнечные шестерни, через промежуточные (сателлиты). Т.е. чтобы машина начала движение, шестерни полуосей должны довести крутящий момент до ведущих колес.

Видео-урок принципа работы дифференциала

Куда именно установить блокирующийся дифференциал, зависит от привода автомобиля:
• в раздатку, в передний и задний мост для полноприводных;
• в коробку переключения передач для переднеприводных;
• в задний мост для заднеприводных.

Принцип работы блокировки дифференциала

Автомобили, в большинстве своем, перемещаются по дороге прямолинейно либо поворачивает. Но бывает едет по бездорожью или попадает одним колесом в болото или лед, тогда дифференциал сыграет не в пользу автомобиля. Он попросту отправит весь крутящий момент на колесо с меньшим сопротивлением. И сила тяги будет стихать, приводя крутящий момент к абсолютному нулю.

Вот для чего придумали блокировку дифференциала, — ради абсолютного контроля над «ходовой», чтобы проехать там, куда обычный внедорожник даже не посмотрит. Установив блокировку, появиться возможность контролировать и распределять крутящий момент, передаваемый к полуосям и приводным колесам.

Как же возможно, все таки, блокировать дифференциал. Ну для начала, стоит предупредить, если у вас ручная блокировка, то задействовать такой механизм можно исключительно в состоянии покоя автомобиля. Иначе поломанная полуось и «сорванный» дифференциал обеспечены. Принцип сводится к тому, что блокируя дифференциал, мы распределяем крутящий момент поровну между колесами автомобиля — и тем колесом, что стоит хорошо на поверхности и тем, что попало, например, в болото, скользкий участок или висит в воздухе. И то колесо, которое не двигалось, начинает крутится, машина выезжает с проблемной зоны.

Виды блокировок дифференциала

Есть несколько видов блокировки:

  • Полная. Напрямую подсоединить корпус к полуоси, которая получает основную нагрузку и жестко его закрепить. Т.е. передать крутящий момент, как он есть, на колеса.
  • Частичная. Ограничить в планетарном механизме вращение сателлитов. При этом заблокировать дифференциал получиться частично, а значит и крутящий момент перераспределить также частично, но большую его часть перенаправить на колесо со сцеплением.

По способу включения бывают:

  • ручной блокировки;
  • автоматической (самоблокирующей).

Привод ручной блокировки может быть:

  • механический;
  • электрический;
  • гидравлический;
  • пневматический.

Как правило ручная блокировка происходит за счет кулачкового механизма. Он приводит в действие принудительную блокировку дифференциала, с помощью переключателя на приборной панели или рычажного механизма. Т.е. водитель вручную должен активировать блок. Никаких датчиков и напоминаний. Механизм универсален для применения.  Водитель, включая специальную муфту, соединяет полуось с корпусом дифференциала, и момент передается на прямую без участия сателлитов.

Если Вы купили автомобиль со значком «полный привод», это еще вовсе не значит, что на нем установлена блокировка дифференциала. К сожалению, не все любители 4Х4 об этом знают. Поэтому внедорожник, повисший в диагональном вывешивание в колее грунтовой дороги, совсем не редкость. В этой ситуации колеса, находящие в воздухе, энергично крутятся, а те, что плотно прижаты к земле, стоят без участия. Почему же так происходит?

Для городских автомобилей, вполне достаточно штатного дифференциала. Если на заснеженной трассе встретился участок со льдом, они передадут большую часть крутящего момента колесу, оставшемуся на твердой поверхности. Но для поездок по сложному бездорожью, или размытой грунтовке, этого мало.

Поэтому изобрели механизмы, которые по ситуации, или по желанию водителя, могут осуществить блокировку, у полноприводных монстров даже на выбор, заднего или переднего дифференциала и блокировку межосевого дифференциала.

Самоблокирующийся дифференциал

Как понятно из названия, решает когда «прийти на помощь», сам. Он имеет разновидности конструкции, разберем его отдельно.

Дифференциал повышенного трения или еще можно услышать — LSD, но все это названия одного механизма. В зависимости от ситуации и необходимости, может работать, как обычный дифференциал, а может жестко себя блокировать, если появиться разность в:

  • угловых скоростей;
  • разность в крутящем моменте.

Вот по этому принципу и различают особенности его конструкции.

1. Дисковый механизм

Разновидностей имеет массу, но принцип работы один — обеспечить блокировку во время плохого сцепления, на льду или яме, одного из колес, по средствам фрикционных дисков. Таких дисков целый пакет, одни крепятся к полуоси, а другие к корпусу дифференциала. Во время обычной поездки диски разжаты и на движение колес не влияют.

1 — корпус; 2,4 — шестерни полуосей; 3,5 — наборы фрикционных дисков; 6 — ось блока сателлитов; 7 — раздвижные полукольца.

При потере сцепления — фрикционные диски полуосей, и дифференциала сжимаются и крутящий момент передается от дифференциала на полуось напрямую, без участия сателлитов. Т.е. крутящий момент в основном перейдет на ту полуось, которая вращается медленнее. А все, благодаря силе трения, происходящей между фрикционными дисками.

Если в машине предусмотрен гидравлический привод, то степень сжатия будет переменной, а если установлен пружинный механизм — регулярная. Применяется как в качестве межколесного дифференциала, в основном в спортивных авто, либо между осями у полноприводных внедорожников.

Видео-урок по принципу работы блокировки дифференциала