Самоблокирующийся дифференциал: типы и принципы работы
Блокировка дифференциала заднего моста – это одновременно и хорошо и плохо. Если в условиях твердого дорожного покрытия он (дифференциал) увеличивает проходимость, курсовую устойчивость, то на бездорожье он полностью блокирует вращение колес. Во избежание внезапного клина вращения, используется механизм принудительной блокировки дифференциала. О том, что такое самоблокирующийся дифференциал или самоблок, условия его применения детально рассмотрим на примере отечественных и зарубежных внедорожников.
Принцип работы самоблокирующегося дифференциала
При равных скоростных режимах блокиратор бездействует, но как только одна из полуосей увеличивает частоту вращения, срабатывает ограничитель скорости.
Аналогичный принцип работы действует в момент попадания колеса в болото, грязь, лед. Тяговая мощность ослабляется из-за повышения крутящего момента. Когда показатель соотношения достигает 100 / 1 – колеса перестают вращаться, автомобиль обездвижен. Чтобы частично перераспределить нагрузку необходимо временно отключить блокиратор. В работающем виде это сделать невозможно, только при полной остановке технического средства.
- Полная: когда передаваемая нагрузка достигает отметки в 100%, детали жестко соединяются между собой, блокиратор обездвижен;
- Частичная: нагрузка передается частично, временно ограничивая работу сателлитов.
В зависимости от степени участия водителя в процессе блокировки различают:
- принудительное отключение: активируется режим по мере необходимости специальным кулачком;
- автоматическое: в основе управления лежит множество цифровых датчиков, уведомляющих ЭБУ о данных в режиме онлайн. На основании переданных параметров ЭБУ принимает решение об активации режима для снижения скорости,
Виды блокираторов устройствКулачковый дифференциал повышенного трения
Активация происходит рычагом, кнопкой на центральной консоли в случае наличия предустановленного электрического привода. «Кулачок» активно устанавливают на межосевых агрегатах.
Что такое самоблокирующийся дифференциал, или самоблок
Изменение силы трения приводит к увеличению нагрузки на ось. Различают блокировщики: дискового, червячного, вискомуфтового, электронного типа.
Винтовая блокировка:
Принцип работы основан на перераспределении крутящего момента посредством фрикционных накладок – пакетов.
Червячная блокировка дифференциала:
Торможение прямо пропорционально давлению загруженной полуоси. Конструкцию часто используют на межосевых дифференциалах.
В основе конструкции лежит несколько перфорированных дисков, которые упакованы в герметичный корпус с силиконом и соединены приводным валом. Как только повышается скорость одной из полуосей, жидкость перемещается, блокируя металлическую чашу, что и приводит к блокировке.
Чаще всего, данный тип используют на полноприводных технических средствах, внедорожниках.
Электроблокировка:
Процесс автоматизирован, происходит без вмешательства водителя. Увеличение скорости приводит к созданию давления в тормозной магистрали, тяговая мощность снижается, крутящий момент принудительно передается на противоположное колесо.
В современных внедорожниках управление дифференциалом возложено на антипробуксовочную систему.
Широкий выбор блокировок дифференциала для внедорожников на сайте Bezdor4x4. Читайте статью о блокировках на нашем блоге.
Понравилось? Расскажите друзьям:
Оцените: Загрузка…
Самоблокирующиеся дифференциалы автомобилей.
Самоблокирующиеся дифференциалы
Один из главных недостатков конических дифференциалов – ухудшение проходимости автомобиля из-за вероятности пробуксовки ведущих колес, когда левое и правое колеса перемещаются по участкам дорожного покрытия с разными сцепными свойствами. Принудительная жесткая блокировка дифференциала, применяемая в конструкции многих автомобилей, не лишена недостатков, которые подробнее описаны здесь, поэтому в конструкции трансмиссии современных автомобилей, предназначенных для движения по неблагоприятным дорогам, часто используют дифференциалы, автоматически распределяющие крутящий момент между полуосями ведущего моста в зависимости от дорожных условий.
Такие дифференциалы называют самоблокирующимися.
Самоблокирующиеся дифференциалы позволяют частично устранить пробуксовку при разных коэффициентах сцепления колес автомобиля, повышают проходимость автомобиля и его управляемость при движении по плохим дорогам, улучшают динамику разгона автомобиля на дорогах с любым покрытием, не требуют дополнительных усилий от водителя (название «самоблокирующийся» говорит само за себя) и взаимозаменяемы со стандартными дифференциалами.
Самоблокирующиеся дифференциалы автоматически снимают блокировку полуосей при сбросе газа при прямолинейном движении, когда выравниваются скорости полуосей.
Самоблокирующиеся дифференциалы не лишены и недостатков, среди которых можно отметить основные: ухудшается управляемость автомобиля (особенно если блокировка включена на переднем мосту), увеличиваются нагрузки на узлы и агрегаты трансмиссии (особенно на коробку передач, карданную передачу и полуоси).
Ниже описаны наиболее распространенные типы самоблокирующихся дифференциалов, применяемые в конструкции современных автомобилей.
***
Фрикционный дисковый дифференциал
Фрицкионный (дисковый) самоблокирующийся дифференциал включает пакет фрикционных дисков (фрикционную муфту), установленный между корпусом дифференциала и полуосевой шестерней. При прямолинейном движении автомобиля корпус дифференциала вращается синхронно с обеими полуосями, но как только возникает разница в скоростях вращения корпуса и одной из полуосей, на отстающее колесо подается дополнительный момент благодаря наличию трения в пакете дисков.
Другими словами, когда дифференциал пытается передать одной полуоси чрезмерный крутящий момент (колесо попало на лед и сопротивление кручению очень мало), сила трения между дисками препятствует возникновению большой разницы. Разумеется, если величина момента превысит силу трения в дисках, вращение все равно перераспределится на ось, которая вращается с меньшим сопротивлением.
Недостатком такого дифференциала является усиленный износ дисков и необходимость использовать специальные смазочные материалы, иначе диски быстрее засаливаются и блокировка перестает работать.
***
Вязкостная муфта
Вязкостная муфта (вискомуфта) состоит из набора близко расположенных друг к другу перфорированных дисков, одна половина которых соединяется с помощью выступов с внутренней ступицей муфты, а вторая наружными выступами с корпусом.
Между дисками находится силиконовая (кремнийорганическая) жидкость высокой вязкости. Валы муфты могут свободно вращаться с небольшой разницей в угловых скоростях, но, если разница в скоростях увеличивается, жидкость внутри муфты густеет, начинает действовать как твердое тело и предотвращает чрезмерное проскальзывание дисков. Возникающий блокирующий момент обусловлен свойствами вязкой жидкости. Если в качестве дифференциала использовать такую муфту, она будет перераспределять крутящий момент так, что большая его часть будет поступать на колеса, вращающиеся с меньшей скоростью.
К недостаткам вязкостной муфты следует отнести инертность ее блокировки — муфта срабатывает с запаздыванием. Неизбежный нагрев жидкости в муфте, который происходит при проскальзывании дисков, приводит к изменению ее характеристик. Существенным недостатком таких устройств является их влияние на процесс торможения, поскольку при резком торможении может произойти одновременное блокирование всех колес автомобиля.
При использовании вязкостных муфт в трансмиссиях автомобилей с антиблокировочными тормозными системами приходится применять дополнительные устройства для разблокирования муфт при торможении.
***
Гидророторный самоблокирующийся дифференциал
Гидророторный (героторный) самоблокирующийся дифференциал (Gerodisk или Hydra-lock) — конструктивно и принципиально похож на фрикционный самоблокирующийся дифференциал, только между шестерней полуоси и корпусом дифференциала имеется, помимо фрикциона, масляный насос с поршнем.
***
Зубчатый (шестеренный) самоблокирующийся дифференциал
Такие дифференциалы еще называют червячными или винтовыми. Работа зубчатого самоблокирующиеся дифференциала основана на свойстве червячной пары расклиниваться и блокировать полуоси при определенном соотношении крутящих моментов. Дифференциал блокируется из-за разности крутящих моментов на полуосях.
Винтовой дифференциал Torsen (англ. «TORque SENsing» — чувствующий крутящий момент) представляет собой механический самоблокирующийся дифференциал, в котором используется сложный набор червячных шестерен.
Набор шестерен внутри дифференциала состоит из ведомых (полуосевых) червячных колес и ведущих (сателлитов) червячных шестерен. Основной особенностью такой конструкции является то, что червячные шестерни могут приводить во вращение другие шестерни, но сами не могут приводиться во вращение. Такая особенность приводит к появлению некоторой степени блокирования дифференциала.
Форма и размер зубчатых колес в этом дифференциале определяет коэффициент передачи крутящего момента. Например, если дифференциал конструкции Torsen сконструирован с передаточным числом 5:1, то он способен дифференцировать крутящий момент между колесами до 5-кратной величины.
Дифференциал конструкции типа Quaife отличается тем, что оси сателлитов параллельны полуосям автомобиля. Сателлиты расположены в специальных нишах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют не прямозубое зацепление, а образуют еще одну червячную пару, которая, расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки.
Аналогичную конструкцию имеет дифференциал конструкции типа Eaton TrueTrac Differential.
***
Кулачковый самоблокирующийся дифференциал
Кулачковый самоблокирующийся дифференциал, срабатывает при разности угловых скоростей вращения полуосей.
Принцип работы кулачковых блокировок достаточно прост. Вместо классического шестеренчатого планетарного механизма используются кулачковые или зубчатые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке резко заклиниваются и полностью блокируют полуоси друг с другом.
Для этих блокировок характерны шумы и щелчки в редукторе, вызванные перескакивание механизма разблокировки дифференциала. Поэтому такая блокировка раньше в основном применялась применяется только в военной и специальной технике, где нужно большое тяговое усилие и долговечность в ущерб управляемости и комфорту.
В ведущих мостах современных автомобилей повышенной проходимости наиболее распространена конструкция кулачкового дифференциала типа Detroit Soft Locker со специальным демпфирующим устройством на каждой полуоси, частично поглощающим шумы, характерные для работы этой блокировки.
На отдельной странице приведено подробное описание кулачкового дифференциала повышенного трения, применяемого в конструкции автомобиля ГАЗ-66-11.
***
Межосевые дифференциалы
Главная страница
Дистанционное образование
Специальности
Учебные дисциплины
Олимпиады и тесты
Самоблокирующийся дифференциал на УАЗ: от А до Я
На чтение 8 мин. Просмотров 2.7k.
Назначение дифференциала
Самоблокирующийся дифференциал на УАЗ представляет из себя устройство, которое отвечает за распределение крутящего момента трансмиссионного карданного вала между колёсами автомобиля, задний, либо передней оси.
Основная функция этого механизма заключается в обеспечении вращения колёс без пробуксовки.
Так, если автомобиль двигается прямолинейно, по ровной дороге с хорошим и чистым покрытием, его колёса одинаково нагружены, имеет место одинаковая угловая скорость их вращения. В данном случае дифференциал выступает как передаточное звено от карданного вала.
В случае, если условия движения начинают меняться, в условиях поворота, пробуксовки, то нагрузка на колёса автомобиля неравномерна. Для продолжения управляемого движения машины возникает необходимость по распределению получаемого крутящего момента от карданного вала между колёсами в разном соотношении. В данном случае дифференциал выполняет эту задачу, обеспечивает безопасное маневрирование автомобиля.
Дифференциал машин может располагаться в трансмиссии тремя вариантами, которые зависят от типа привода, а именно:
- в переднеприводных автомобилях — в картере коробки передач;
- заднеприводные автомобили имеют дифференциалы в корпусе ведущего моста;
- полноприводные автомобили оснащаются дифференциалами в корпусах переднего и заднего моста, либо в раздаточной коробке.
История возникновения дифференциала
Дифференциалы на автомобилях были внедрены не сразу. Их рождение связано с тем, что на заре автомобилестроения конструкторы столкнулись с проблемой манёвренности первых машин. Колеса крутились с одинаковой угловой скоростью. Это приводило к утере управляемости на поворотах, манёврах на скользкой дороге. Быть надёжным средством передвижения оказалось не суждено.
Первый механизм, который отвечал за распределение вращательного момента между осями, изобретён французом Пеккёром. Своё изобретение он представил миру в 1825 году. Известен изобретатель и тем, что создал первый в мире четырёхколёсный паровой грузовик.
Изобретённый французом механизм являлся устройством состоящем из валов и шестерён. Они способствовали передаче крутящего момента от мотора к колёсам. Однако агрегату проблему пробуксовки на поворотах полностью решить не удалось. Особенно недостатки проявляли себя при движении на в условиях гололёда, когда колёса теряли сцепление дорогой. Это приводило к частым авариям. Разбивать автомобиль в условиях бездорожья было обычным делом.
Конструкторы вынуждены были начать искать решение проблемы. Этот процесс занял достаточно длительное время. Сделать работоспособное устройство, устранить проблему удалось Фердинанду Порше, который изобрёл кулачковый механизм в дифференциале, исключающий проскальзывание колёс моста.
Исследование Порше закончил в 1935 году. Первые удачные экземпляры нового дифференциала были установлены на моделях Volkswagen скобка (Туре В-70).
Как устроен дифференциал
У стандартного дифференциала принцип работы редукторный, обеспечивающий передачу мощности от коленвала на колеса. Его устройство включает в себя ряд основных узлов, к которым относятся:
- шестерни полуосей с сателлитами, размещённые в чашке (корпусе). Каждая полуось имеет подшипник;
- чашка, жёстко соединённая с шестерней ведомой, предназначенной для передачи крутящего момента от шестерни главной передачи.
Работа дифференциала сводится к передаче вращения на полуоси, обеспечивая кручение, вращение колёс. Сателлиты предназначены для создания разной угловой скорости при неизменной величине крутящего момента.
Дифференциал самоблокирующий
Автономный самоблокирующий дифференциал — это самостоятельной агрегат, не требующих каких-либо внешних управляющих систем. Устройство предназначено исключительно для колёсного транспорта, техника гусеничная его не использует.
Принято «самоблоки» делить на 2 группы:
- Дифференциалы, работающие от крутящего момента.
- Дифференциалы, начинающие работать при наличии разницы угловых скоростей от ведомых шестерён.
К 1-й группе относятся устройства с червячной, винтовой, дисковой блокировкой.
2-я группа представлена механизмами с центробежного автомата включения, имеющим вискомуфту, героторный гидравлический насос, обгонными муфтами.
Самоблоки на УАЗ Красикова и т.н. кулачковые дифференциалы принято относить к промежуточным видам.
Принцип работы самоблокирующегося дифференциала на УАЗ
Стандартный самоблокирующийся дифференциал на УАЗ является симметричным межколесным (иное название — межосевой) дифференциалом Его работа осуществляется в трёх режимах:
- режим прямолинейного движения;
- маневрирование на поворотах;
- движение при скользкой дороге.
В первом режиме (прямолинейном) колеса уазика работают в условиях равного сопротивления дорожного покрытия. Тяга к дифференциалу без проблем поступает на его корпус, вместе с которой перемещаются сателлиты. Они обеспечивают нормальную работу шестерёнок полуосей, передавая тягловые усилия на колесо в равных пропорциях. Частота вращения шестерней полуосей равна частоте вращения главной передачи.
При втором режиме, при начале маневрирования, при движении в повороте, внутреннее колесо моста, начинает испытывать больше сопротивление чем наружное. При этом внутренняя шестерня полуоси начинает замедляться, что приводит к вращению сателлитов, которые увеличивают частоту кручение внешний шестерни полуоси. Ведущие колеса начинают крутиться с разными угловыми скоростями. Это позволяю осуществить манёвр без пробуксовки. Устройство дифференциала обеспечивает равномерную тягу, независимо от значения угловых скоростей, в равном соотношении к каждому колесу.
Когда УАЗ двигается по скользкому дорожному полотну, то одно из колёс, как правило, находиться в условиях большего сопротивления, второе проскальзывает — буксует. В данной ситуации самоблокирующий дифференциал обеспечивает вращение буксирующего колеса с более высокой скорости. Второе колесо, наоборот, начинает останавливаться. Так как крутящий момент на буксирующим колесе незначителен, вследствие малого сцепления, тяга колеса также невелика. Такая работа дифференциала позволяет достаточно успешно преодолевать скользкие участки.
Однако имеет место тупиковая ситуация на уазике, снабжённым стандартным симметричным дифференциалом, когда автомобиль оказывается неспособным сдвинуться с места.
В стандартной, заводской комплектации блокирование дифференциала на УАЗе, в том числе и снабжёнными мостами «спайсер», может, при вхождении в поворот на скользкой дороге, создать эффект к т.н «чрезмерной поворачиваемости». При сильном разгоне машины, которое осуществляются в условиях смешанного дорожного покрытия, может начаться увод машины от траектории, по который направляет ее водитель.
Особенности устройства «самоблоков»
Решение вышеуказанной проблемы привело к появлению на свет различных видов самоблокирующихся механизмов. По своей конструкции — это автоматические и ручные.
Ручной тип блокировки подразумевает принудительную блокировку на УАЗ дифференциала водителем.
Каждый вид имеет свои достоинства и недостатки.
Ручной самоблок на автомобиле УАЗ управляется водителем. Включать и выключать его приходится самостоятельно. Это ведёт к отвлечению от контроля за автомобилем при движении. Более того, используемый в этом процессе тросик продолжает являться достаточно слабым звеном.
Автоматические не требуют внимания со стороны водителя, блокировать дифференциал они будут самостоятельно. Однако устройства отличаются дороговизной.
Но в большинстве случаев владельцы UAZ принимают решение о замене стандартного самоблокирующегося дифференциала на автоматические агрегаты.
Необходимо отметить, что автоматические самоблокирующиеся дифференциалы, несмотря определённые недостатки, являются самыми популярными устройствами, которые устанавливают в мосты внедорожника. Их конструкция позволяет монтировать их в любой мост. Однако будет наибольшая эффективность при установке «самоблока» в мост задний.
Установить устройство можно в домашних условиях, в гараже. Плюс такого решения — экономия средств. Но стоит помнить, что процесс этот сложный, трудоёмкий. Сборка требует повышенного внимания, чёткого соблюдения положений инструкций. Необходима тщательная регулировка зазоров (используется специальная шайба). Регулировочный процесс достаточно подробно описывается в прилагаемых инструкциях, а так же в информации по монтажу конкретного устройства, которая доступна на полях Internet. Минус самостоятельной установки — наличие не малой вероятности нарушить нормальную работу ведущего моста.
Плюс монтажа самоблокирующих устройств специальными организациями (проводящих разбор и сбор мостов в специальных технологических условиях) очевиден. Зачем тратить на монтаж немало своего времени, когда можно поручить его специалистам. Более того, эти структуры обязаны давать гарантии и обеспечивать техническое сопровождение своих работ.
Виды изделий
В настоящее времени на рынке имеется достаточно количество разнообразных типов самоблокирующихся дифференциалов для автомобиля УАЗ. К основным из них относятся следующие:
- Самоблок на УАЗ винтовой, повышенного трения. На рынке известен давно. Его отличает простота конструкции. Водители отмечают, что наиболее эффективно он работает тогда, когда перед преодолением препятствий педалью газа увеличивают мощность двигателя, что исключает буксование. Однако к недостаткам работы таких устройств относятся ситуации если автомобиль попав в яму, вывешивается одним колесом, выбирается из нее с большим трудом.
Важно ! Ставить и применять на уазике данный тип самоблокирующегося дифференциала не рекомендуется если предстоит эксплуатировать автомобиль в суровом бездорожье.
- Дифференциал с кулачковым способом самоблокирования. Специалисты считают, что это надёжное устройство, которое способно решить абсолютно все проблемы по преодолению разнообразных препятствий. Оно относится к дифференциалам повышенного трения. Принцип работы механический, позволяющий без проблем выходить из ситуации когда одно колесо вывешено, второе всегда предпримет все возможное для «вытаскивания» машины.
- Принудительные устройство самоблокировки дифференциала. Появились на рынке достаточно недавно. Эти механизмы снабжаются полуосью на которой имеются дополнительные шлицы. Основной отличительной особенностью принудительного «самоблока» является то, что он пневматический, работает с пневмоприводном.
- Самоблокирующий дифференциал на УАЗ ДАК (дифференциал автоматический Красикова). Это устройство отличают высокие характеристики функционирования. Его можно монтировать как в передние, так и в задние мосты УАЗ. Высокую производительность обеспечивают специальные шнеки, которые обгоняют специальные шарики в пространстве, оказывая влияние на характеристики свободного хода. Так, когда колесо оказывается вывешенном, шарики распираются, зажимая шнеки. Дифференциал блокируется. Разблокируется при установлении одинакового углового вращения полуосей.
Основным предприятием на территории РФ, специализирующимся на выпуске уазовских самоблокирующихся устройств, является завод ИЖ. Обычно реализация агрегатов осуществляется через дилера «ИЖТЕХНО». Пользуются популярностью и тольяттинское предприятие «АВТОСПРИНТЕР».
Известна своими решениями американская компания ЕАТОН, которая разработала и применяет электрический принцип блокирования. Электронный тип изделий которой (самоблоки, работающие на принципе — электроблокировки дифференциала) завоёвывает все большую популярность. Основным управляющим узлом в нем является электропривод.
Опытные водители, профи, констатируют, что выше описанные неприятные ситуации, возникающие при установке на уаз стандартного дифференциала, являются в основном частными неприятными моментами. Однако предлагаемые к установке самоблокирующиеся дифференциалы, при правильном их монтаже, могут существенно увеличить проходимость автомобиля, позволяя уверенно ехать по любому бездорожью.
Дифференциал повышенного трения (самоблокирующийся дифференциал) для автомобилей РЕНО Клио.
Межколесные, самоблокирующиеся дифференциалы винтового (червячного) типа, 8-ми сателлитный (патент РФ №55063 от 27.07.2006г.)
Для установки в механическую коробку передач модели TL 4 для автомобилей Рено КЛИО (третье поколение KLIO 197 и KLIO 201).
Соответствует по посадочным размерам дифференциалу RENAULT артикул № 7701478181.
Применимость самоблокирующегося дифференциала ВАЛ-РЕЙСИНГ
в автомобиля РЕНО.
артикул дифференциала RENAULT 7701478181 | |
Модель | Год выпуска |
Clio III (PR 1385) | 2005-2012 |
Fluence-Megane Generation (PR 1438) (Fluence) | 2009- |
Kadjar (PR 1802) | 2015- |
Kangoo II (PR 1461) | 2008- |
Laguna III (PR 1491) | 2007- |
Latitude (PR 1443) | 2010- |
Lodgy (PR 1492) | 2012- |
Megane II (PR 1334) | 2003-2009 |
Modus (PR 1377) | 2004- |
Megane III (PR 1495) | 2008- |
Scenic III (PR 1595) | 2009- |
Scenic II (PR 1335) | 2004-2009 |
Talisman (PR 1804) | 2015- |
Степень блокирования «СРЕДНЯЯ»
подробно по ссылке: ВЫБОР ДИФФЕРЕНЦИАЛА ВАЛ-РЕЙСИНГ.
Все блокировки собираются только с одним значением начального момента трения 5 кг (- 1кг).
Допускается снижение начального момента после прикатки блокировки на автомобиле.
Обозначение на упаковке: иномарки- РЕНО-винтовой-СРЕДНЯЯ.
Обозначение в номере маркировки «R».
подробно по ссылке: Маркировка самоблокирующихся дифференциалов производства ВАЛ-РЕЙСИНГ.
Межколесный дифференциал повышенного трения (самоблокирующийся дифференциал) винтового типа.
Предназначен для улучшения динамических характеристик переднеприводного автомобиля.
Применяется в при подготовке автомобилей для автоспорта.
В обычных условиях самоблокирующийся дифференциал (самоблок) работает как стандартный дифференциал, но как только, автомобиль начинает буксовать, дифференциал автоматически блокируется, крутящий момент передается не на одно, буксующее колесо, как в стандартном дифференциале, а на колесо с лучшим сцеплением с дорогой. Автомобиль с дифференциалом ВАЛ-РЕЙСИНГ, будет разгоняться стабильнее, без пробуксовки колес.
Принцип работы дифференциала повышенного трения на передней оси: Видеогалерея
Муфта комфорта в конструкции самоблокирующегося дифференциала ВАЛ-РЕЙСИНГ, реализует плавное срабатывание блокировки, тем самым, исключает резкие и неприятные при вождения рывки и удары на руле при срабатывании блокировки, улучшая комфорт и безопасность управления автомобилем с блокировкой ВАЛ-РЕЙСИНГ.
Новая модифицированная муфта комфорта самоблока ВАЛ-РЕЙСИНГ.
Дифференциал повышенного трения ВАЛ-РЕЙСИНГ, позволяет максимально исключить возможность пробуксовки колес оси с самоблоком. Мягок при включении. Оптимален при ежедневной эксплуатации автомобиля как в городе так или на легком бездорожье. Переднеприводные автомобили получают улучшенные характеристики по проходимости и курсовой устойчивости. Отчасти, обычные переднеприводные автомобили приобретают характеристики кроссовера. Очень удобен при зимней эксплуатации автомобиля в городе и на зимней трассе, в снегу и снежных заносах, колеях и на ледяных подъемах. Добавляет уверенности при движении по осенне-зимней распутице, снежно-водяной каше. Незаменим для рыбаков, грибников, дачников (не везде можно проехать зимой да и в летнюю распутицу на дачных массивах). Облегчается спуск и подъем прицепа с лодкой из воды на берег или преодоление мокрого выезда с грунтовой дороги на трассу.
ВАЖНОЕ: Монтаж ведомой шестерни к дифференциалу рекомендуется крепить новыми серийными болтами и фиксировать качественным, маслоустойчивым резьбовым герметиком.
Применяемое масло:
При эксплуатации автомобиля с самоблокирующимся дифференциалом «VAL-racing»:
— параметры и характеристики масел рекомендуется использовать из руководства по эксплуатации автомобиля, в который устанавливается самоблокирующийся дифференциал «VAL-racing», обязательно с учетом температурных характеристик региона, где будет эксплуатироваться самоблокирующийся дифференциал.
Подробнее о масле для самоблокирующихся дифференциалов по ссылке:
О масле для самоблокирующихся дифференциалов ВАЛ-РЕЙСИНГ.
Самоблокирующийся дифференциал на «Ниву»: прокачиваем проходимость
Крутящий момент от двигателя через элементы трансмиссии передаётся к колёсам при помощи специального устройства – дифференциала. В неполноприводных автомобилях дифференциал устанавливают между колёсами (потому и называют межколёсным), а в полноприводных – между ведущими осями (поэтому такой дифференциал называется межосевым).
Свободный дифференциал во время пробуксовки одного из колёс не способен передать на другое нужное значение крутящего момента. Достичь разной скорости вращения колёс, когда это необходимо, помогает блокировка дифференциала, которая увеличивает крутящий момент на колесе с лучшим сцеплением. Для блокировки используется либо самоблокирующийся дифференциал, либо принудительная блокировка.
ВАЗ-2121 «Нива» – очень популярный автомобиль повышенной проходимости, настоящая классика автопрома. В наше время встретить такое авто на городских дорогах практически не реально. Но где-то в глубинке среди лесников, рыбаков, охотников и просто любителей покататься по бездорожью ВАЗ Нива до сих пор незаменимая вещь.
1. Что такое самоблокирующийся дифференциал
Самоблокирующийся дифференциал (дифференциал повышенного трения) – это устройство, которое в автоматическом режиме обеспечивает блокировку дифференциала в нужное время. Это нечто среднее между полной блокировкой и свободным дифференциалом, так как с его помощью при необходимости реализуется как одно, так и другое.
Существует две группы самоблокирующихся дифференциалов:
Те, что блокируются в зависимости от разности угловых скоростей на колёсах (осях).
Те, что блокируются в зависимости от разности крутящих моментов на колёсах (осях).
К первой группе относят такие виды дифференциалов:
Дисковые дифференциалы.
Дифференциалы с вязкостной муфтой.
Дифференциалы с электронной блокировкой.
Ко второй относится червячный дифференциал.
Дисковой дифференциал – это, по сути, симметричный дифференциал, но с фрикционными дисками. Часть этих дисков жёстко связана с корпусом дифференциала, а вторая часть – связана с полуосью. Принцип работы такого дифференциала основывается на силе трения, возникающей из-за разности скоростей вращения полуосей. Когда одно колесо начинает вращаться быстрее, то соответствующая ему часть дисков тоже увеличивает скорость вращения.
Это приводит к возникновению между дисками силы трения, которая предотвращает увеличение частоты вращения, при чём, на свободном колесе крутящий момент увеличивается и это обеспечивает частичную блокировку дифференциала.
Главным элементом дифференциала с вязкостной муфтой является вязкостная муфта, которая состоит из перфорированных дисков в герметичном корпусе, заполненном вязкой силиконовой жидкостью. Половина дисков соединена с корпусом дифференциала, а половина прикреплена к приводному валу. Если скорость вращения приводного вала и дифференциала одинаковая, то перфорированные диски вращаются вместе. Если же скорость вращения приводного вала увеличивается, то соответствующие ему диски тоже увеличивают скорость своего вращения, перемешивают жидкость, и она твердеет, после чего дифференциал блокируется. Когда скорость выравнивается, то жидкость теряет свойства и муфта разблокируется. Подобные дифференциалы сейчас не пользуются популярностью.
Дифференциалы с электронной блокировкой – обеспечивает автоматическое подтормаживание буксующего колеса, что сопровождается увеличением силы тяги на нём. А на колесе с лучшим сцеплением, соответственно, возрастает крутящий момент.
Червячный дифференциал – способствует автоматической блокировке, зависимо от разности крутящих моментов полуоси (приводного вала) и корпуса. Когда одно колесо проскальзывает, то крутящий момент на нём падает и дифференциал блокируется, распределяя крутящий момент на свободное колесо. Степень блокировки соответствует степени снижения величины крутящего момента. Такой тип дифференциалов широко используется и в межосевых, и в межколёсных дифференциалах.
2. Межосевая блокировка
Каждый автомобиль, который предназначается для движения в непростых дорожных условиях, должен иметь соответствующие устройства, способствующие такому движению. К таким устройствам причисляют и межосевой дифференциал.
Межосевой дифференциал – предназначается для распределения крутящего момента между осями.
Виды межосевого самоблокирующегося дифференциала:
Симметричный – крутящий момент распределяется поровну между осями.
Несимметричный – крутящий момент распределяется между осями в какой-то пропорции.
Межосевой дифференциал обычно устанавливают в раздаточную коробку передач.
Межосевая блокировка дифференциала предназначается для того, чтобы распределить крутящий момент между осями автомобиля, что даёт им возможность вращаться с разной угловой скоростью.
Суть межосевой блокировки в том, что крутящий момент разделяется принудительно между передним и задним мостами. Это даёт возможность во время пробуксовки задних колёс продолжить двигаться за счёт передних или наоборот. Внедорожник обязательно должен обладать такой блокировкой. В противном случае, его нельзя считать внедорожником.
3. Блокировка одной оси – межколесная
Межосевая блокировка – это минимум, необходимый любому автомобилю высокой проходимости. Но только межосевой блокировки в большинстве случаев движения по бездорожью недостаточно.
Если автомобиль левой стороной будет находиться на асфальте, а правой – на льду, то межосевая блокировка тут не поможет. Крутящий момент распределится между мостами, но за счёт пробуксовки правой стороны (где требуется меньший крутящий момент для вращения), он полностью уйдёт в правую сторону, а автомобиль не сдвинется с места.
Для разрешения такой ситуации используются межколёсные дифференциалы.
Межколёсный дифференциал – устройство, предназначено для распределения крутящего момента между левым и правым колесом одной оси.
Межколесная блокировка предназначена для распределения крутящего момента между правым и левым колесом или наоборот. Она обеспечивает возможность одного колеса вращаться независимо от другого со своей скоростью в пределах только одного моста. Если, например, одно колесо теряет контакт с поверхностью, то такая блокировка не позволит ему крутиться впустую, а распределит крутящий момент между обоими колёсами.
Этот вид блокировки способен работать только с одной парой колёс. Вторая пара колёс будет работать стандартно. Но, если установить межколёсную блокировку на обе оси автомобиля, то зависимо от ситуации можно будет включать то одну, то другую.
На полноприводных автомобилях устанавливаются три дифференциала: два межколёсных и один межосевой. А во время одновременного включения блокировок всех трёх дифференциалов, все четыре колеса будут крутиться каждый в своём темпе.
4. Какие бывают варианты самоблокирующихся дифференциалов на «Ниву»
Хоть автомобиль ВАЗ Нива и предназначен для движения по не самым хорошим дорогам, но пробуксовка колёс для него не редкость.
Существует три варианта повышения проходимости ВАЗ Нива:
Использование ручного тормоза, чтобы нагрузить пробуксовывающее колесо, но не сдерживать вращение второго.
Для каждого ведущего колеса использовать отдельный рычаг тормоза.
Установить блокировку дифференциала (жёсткую или самоблокирующийся дифференциал).
Рассмотрим детальнее самые распространённые варианты самоблокирующихся дифференциалов, которые можно установить на ВАЗ Нива.
1. Дифференциал автоматический Красикова (ДАК) – в таком дифференциале роль сателлитов отдана шариковым цепочкам. Когда автомобиль двигается равномерно, то шарики свободно перемещаются вдоль каналов, распределяя мощность между колёс поровну. Когда же равенство сил нарушается, то шариковая цепочка запирается, и дифференциал блокируется. ДАК в автоматическом порядке меняет режимы работы, что очень удобно для водителя. Но ресурс работы такого дифференциала меньше классического, ведь все нагрузки он пропускает сквозь себя, и зависит от стиля вождения водителя.
2. Винтовой дифференциал от Вал-Рейсинг (так называемый тольяттинский) – в конструкции дифференциала предусмотрена муфта предварительного натяга, обеспечивающая плавное срабатывание блокировки и компенсацию нагрузок на трансмиссию. При возникновении разности скоростей вращения колёс, шестерни диффа создают сопротивление, и обеспечивают возможность колёс вращаться с одинаковой угловой скоростью.
3. Винтовой дифференциал Автоспринтер – конструкция и принцип работы этого дифференциала аналогична дифференциалам от Вал-Рейсинг.
5. Преимущества и недостатки установки
Установка на автомобиль самоблокирующегося дифференциала имеет как плюсы, так и минусы.
Преимущества установки самоблокирующегося дифференциала:
Улучшает проходимость автомобиля, делает его пригодным для движения даже по самой «дикой» местности.
Помогает движению автомобиля по скользкой дороге.
Водителю не требуется специальной подготовки для пользования.
Устанавливается вместо обычного дифференциала и не изменяет конструкцию автомобиля.
Набор самоблокирующегося дифференциала состоит из минимума деталей.
Простая и быстрая установка (при отсутствии необходимого опыта, установку всё же рекомендуется производить в автосервисе).
Не имеет негативного влияния на остальные элементы и системы автомобиля.
Срабатывает автоматически и не требует дополнительного внимания от водителя.
Недостатки установки самоблокирующегося дифференциала:
Руль автомобиля становится белее «тяжёлым».
Меняет управляемость автомобилем (особенно на поворотах), к чему необходимо будет привыкнуть.
Срок эксплуатации меньше, чем у классического дифференциала.
Не может обеспечить 100-процентную блокировку.
6. Отзывы владельцев
Сколько водителей ВАЗ Нива, столько и мнений на вопрос, как улучшить проходимость автомобиля. Кто-то предпочитает обходиться стандартным набором функций, а кто-то предпочитает устанавливать дополнительные примочки, такие как самоблокирующиеся дифференциалы.
Отзывы владельцев ВАЗ Нива с установленным самоблокирующимся дифференциалом доступны на специализированных сайтах и форумах.
Рассмотрим общее впечатления и преобладающие настроения по поводу самых популярных вариантов самоблокирующихся дифференциалов на ВАЗ Нива.
Дифференциал автоматический Красикова (ДАК) – одно из самых противоречивых устройств, о котором ведётся множество дискуссий в Интернете. Найти можно как крайне позитивные впечатления, так и резко негативные. Часть пользователей очень довольна этим устройством, и всячески его нахваливает, а часть – критикует его качество и нарекает на непродолжительную длительность эксплуатации. Если отсеять явно рекламные отзывы и те, которые «сочатся» чёрным пиаром, то становится ясно, что устройство вполне достойное, но проблемы с качеством материалов всё же есть.
Винтовые дифференциалы от Вал-Рейсинг и Автоспринтер в большинстве отзывов хвалят и отмечают их плавную работу. Но проблемы есть и в этих дифференциалах – предварительный натяг со временем изнашивается и качество работы дифференциалов ухудшается. Но, судя по всему, такой вариант самоблокирующегося дифференциала для ВАЗ Нива является самым популярным вариантом.
Помимо отзывов о вариантах дифференциалов, на форумах можно найти множество советов по установке и узнать важные аспекты пользования самоблоками. К примеру, бывалые автомобилисты рекомендуют ставить на ВАЗ Нива не только межколёсные блокировки, но и межосевую, благодаря чему авто справится с любыми трудностями.
7. Целесообразность установки блокировки дифференциала
Целесообразность установки самоблокирующего дифференциала на автомобиль ВАЗ Нива зависит от способа его эксплуатации водителем и главного предназначения. Если водитель собирается передвигаться по ровной асфальтной дороге без труднопроходимых участков, то самоблокировка дифференциала ему точно не понадобится.
Самоблокирующийся дифференциал также не подойдёт заядлым любителям экстрима, чья страсть – оффроад, а без преодоления труднопроходимой, почти дикой и неизведанной местности они не представляют своей жизни. В таком случае необходимо сразу ставить на транспортное средство полную блокировку, так как самоблоки тут не справятся.
Если же водитель предполагает езду в не самых экстремальных условиях (к примеру, лесная мокрая дорога или не слишком выраженное бездорожье), но и не только по ровному покрытию, то использование самоблокирующегося дифференциала станет правильным выбором.
Он значительно облегчит передвижение по трудным участкам дороги, а на ровном покрытии самостоятельно переключится на обычный режим работы. Какие самоблоки (межколёсные илм межосевые) установить и куда, зависит от предпочтений и нужд водителя.
Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.
Как работает самоблокирующийся дифференциал на ниве
Термин «блокировка дифференциала», или «самоблокирующейся дифференциал» (самоблок), слышали многие автомобилисты, а вот как этот процесс выглядит на практике, знают лишь некоторые. И если раньше такой «опцией» автопроизводители оборудовали преимущественно внедорожники, то сейчас ее можно встретить и на вполне городском автомобиле. Кроме того, зачастую владельцы машин не оборудованных самоблоками, поняв, какую пользу они приносят, устанавливают их самостоятельно.
Но прежде чем разбираться с тем, как работает самоблокирующийся дифференциал, нужно понять, как он функционирует без блокировки.
Что такое дифференциал
Дифференциал (дифф) по праву можно считать одним из главных элементов конструкции трансмиссии автомобиля. С его помощью происходит передача, изменение, а также распределение выдаваемого двигателем крутящего момента между парой потребителей: колесами, расположенными на одной оси машины или же между ее мостами. Причем сила потока распределяемой энергии при необходимости может быть различной, а значит, и скорость вращения колес — разной.
В трансмиссии автомобиля дифф может быть установлен: в картере заднего моста, КПП и в раздаточной коробке, в зависимости от устройства привода(ов).
Те диффы, которые установлены в мосту или КПП, называются межколесными, а который находится между осями машины, соответственно – межосевым.
Назначение дифференциала
Как известно, автомобиль во время движения совершает различные маневры: повороты, перестроения, обгоны и т. д. Кроме того, поверхность дороги может содержать неровности, а это значит, что колеса автомобиля, в зависимости от ситуации, в одно и то же время могут проходить различное расстояние. Поэтому, например, при повороте, если скорость вращения колес на оси будет одинаковой, то одно из них неминуемо станет пробуксовывать, что приведет к ускоренному износу покрышек. Но это не самое страшное. Гораздо хуже то, что у транспортного средства значительно снижается управляемость.
Вот для решения подобных проблем и придумали дифференциал – механизм, который будет перераспределять энергию, поступающую от двигателя, между осями автомобиля в соответствии с величиной сопротивления качению: чем оно меньше, тем больше будет скорость вращения колеса, и наоборот.
Механизм дифференциала
На сегодняшний день существует множество разновидностей диффов, и их устройство довольно сложное. Однако принцип работы в целом одинаков, поэтому будет проще для понимания рассмотреть самый простой тип – открытый дифференциал, который состоит из следующих элементов:
- Шестеренок, закрепленных на полуосях.
- Ведомой (коронной) шестерни, выполненной в виде усеченного конуса.
- Ведущей шестерни, закрепленной на конце ведущего вала, которая в совокупности с коронной образует главную передачу. Так как ведомая шестерня по размерам больше ведущей, то последней придется сделать несколько оборотов вокруг своей оси, прежде чем коронная выполнит только один. Следовательно, именно эти два элемента дифференциала снижают величину энергии (скорости), которая в итоге дойдет до колес.
- Сателлитов, которые образуют планетарный механизм, играющий ключевую роль в обеспечении необходимой разности в скорости вращения колес.
- Корпуса.
Как работает дифференциал
Во время прямолинейного движения автомобиля его полуоси, а значит, и колеса, вращаются с такой же скоростью, как и ведущий вал со своей косозубой шестерней. Но во время поворота воздействующая нагрузка на колеса становится различной (одно из них пытается крутиться быстрей), и за счет этой разницы освобождаются сателлиты. Теперь энергия двигателя проходит через них, а так как пара сателлитов – это две отдельные, независимые шестерни, то к полуосям передается разная по величине частота вращения. Таким образом, мощность, вырабатываемая двигателем, распределяется между колесами, но неравномерно, а в зависимости от действующей на них нагрузки: то, что двигается по внешнему радиусу, испытывает меньшее сопротивление качению, поэтому дифф передает на него больше энергии, раскручивая быстрее.
Разницы в том, как работает межосевой дифференциал и межколесный, нет: принцип действия аналогичен, только в первом случае распределенный крутящий момент направлен к осям автомобиля, а во втором — к его колесам, расположенным на одной оси.
Потребность в межосевом диффе особенно становится заметна во время движения машины по пересеченной местности, когда ее вес давит на ту ось, которая находится ниже другой, например, на подъеме или спуске.
Проблема дифференциала
Несмотря на то что дифференциал, безусловно, играет большую роль в конструкции автомобиля, его работа иногда создает проблемы для водителя. А именно: когда одно из колес оказывается на скользком участке дороги (грязи, льду или снегу), то другое, находящееся на более твердом грунте, начинает испытывать повышенную нагрузку, дифф старается это исправить, перенаправляет энергию двигателя на скользящее колесо. Таким образом, выходит, что оно получает максимальное вращение, в то время как другое, имеющее плотное сцепление с грунтом, попросту остается неподвижным.
Вот именно для решения подобных проблем была придумана блокировка (отключение) дифференциала.
Принцип блокировки и ее виды
Поняв принцип работы дифференциала, можно заключить, что если заблокировать его, то увеличится крутящий момент на том колесе или оси, которое имеет лучшее сцепление. Это можно сделать, если соединить его корпус с одной из двух полуосей или же остановить вращение сателлитов.
Блокировка может быть полной – когда части дифференциала соединяются жестко. Осуществляется, как правило, при помощи кулачковой муфты и управляется водителем через специальный привод из кабины автомобиля. Или же она может быть частичной, в этом случае на колеса передается только ограниченное усилие – так работает самоблокирующийся дифференциал, которому участие человека не требуется.
Как работает самоблокирующийся дифференциал
Самоблокирующийся дифференциал, по сути, представляет собой компромисс между полным блоком и свободным диффом и позволяет снизить пробуксовку колес машины в случае возникновения между ними разницы в коэффициенте сцепления с грунтом. Таким образом, значительно повышается проходимость, управляемость на бездорожье, а также динамика разгона автомобиля, причем независимо от качества дороги.
Самоблок исключает полную блокировку колес, что защищает полуоси от критических нагрузок, которые могут возникнуть на дифференциалах с принудительным выключением.
Блокировка с полуосей снимается автоматически, если при прямолинейном движении скорости вращения колес выравнивается.
Самые распространенные типы самоблоков
Дисковый самоблок – это набор фрикционных (трущихся) дисков, установленных между корпусом диффа и шестерней полуоси.
Понять, как работает дифференциал с таким блоком, несложно: пока машина едет по прямой, корпус диффа и обе полуоси крутятся вместе, как только в скоростях вращения появляется разница (колесо попало на скользкий участок), между дисками возникает трение, снижающее ее. То есть колесо, оставшееся на твердом грунте, продолжит вращаться, а не остановится, как в случае свободного дифференциала.
Вискомуфта, или иначе вязкостная муфта, так же как и предыдущий дифф, содержит два пакета дисков, только на этот раз перфорированных, установленных между собой с небольшим зазором. Одна часть дисков имеет сцепление с корпусом, другая – с валом привода.
Диски, помещены в емкость, заполненную кремнийорганической жидкостью, которая при равномерном их вращении остается в неизменном состоянии. Как только между пакетами появляется отличие в скорости, жидкость начинает быстро и сильно густеть. Между перфорированными поверхностями возникает сопротивление. Чересчур раскрутившийся пакет таким образом притормаживается, и скорость вращения выравнивается.
Зубчатый (винтовой, червячный) самоблок. Его работа базируется на способности червячной пары расклиниваться и тем самым блокировать полуоси при возникновении на них разницы в крутящих моментах.
Кулачковый самоблок. Чтобы понять, как работает дифференциал такого типа, достаточно представить открытый дифф, в котором вместо планетарного шестеренчатого механизма установлены зубчатые (кулачковые) пары. Кулачки проворачиваются (перескакивают), когда скорости вращения колес практически одинаковы, и жестко блокируются (заклиниваются), как только какое-то из них начинает пробуксовывать.
Разницы в том, как работает блокировка межосевого дифференциала и межколесного, нет – принцип действия одинаков, отличия только в конечных точках: в первом случае – два моста, во втором – два колеса, установленных на одной оси.
Отечественная «Нива» и ее дифференциалы
В линейке отечественных ВАЗов «Нива» занимает особенное место: в отличие от своих «родственников» по конвейеру, эта машина оборудована не выключаемым полным приводом.
В трансмиссии ВАЗовского внедорожника установлено три дифференциала: межколесные – в каждом мосту, и межосевой – в раздатке. Несмотря на такое количество, разбираться заново в том, как работают дифференциалы на «Ниве», не придется. Все точно так же, как описывалось выше. То есть, во время прямолинейного движения машины, при условии отсутствия пробуксовок на колесах, тяговое усилие между ними распределено равномерно и имеет одинаковую величину. Когда какое-то из колес начинает буксовать, то вся энергия от двигателя, пройдя через диффы, направляется к этому колесу.
Блокировка дифференциалов «Нивы»
Прежде чем говорить о том, как работает блокировка дифференциалов на «Ниве», следует отметить один момент, а именно уточнить назначение передней (маленькой) ручки раздаточной коробки.
Некоторые водители полагают, что с ее помощью у машины включается передний привод – это не так: и передний, и задний приводы у «Нивы» задействованы всегда, а этой ручкой осуществляется управление дифференциалом раздатки. То есть пока она установлена в положении «вперед», дифф работает в штатном режиме, а когда «назад» – отключается.
А теперь непосредственно о блокировке: при выключении дифференциала валы раздаточной коробки замыкаются между собой муфтой, тем самым принудительно выравнивая скорости их вращения, то есть суммарная скорость колес передней оси приравнивается к суммарной скорости задней. Распределение тяги происходит в сторону большего сопротивления. Допустим, буксует заднее колесо, если включить блокировку, тяговое усилие уйдет на переднюю ось, колеса которой вытянут машину, но если одновременно с задним забуксует и переднее колесо, то самостоятельно «Нива» уже не выберется.
Чтобы такого не случалось, автолюбители в мосты устанавливают самоблоки, которые помогут вытянуть застрявшую машину. На сегодняшний день самым популярным среди владельцев «Нивы» является дифференциал Нестерова.
Самоблок Нестерова
Именно в том, как работает дифференциал Нестерова, и заключен секрет его популярности.
Конструкция дифа позволяет не только оптимально регулировать угловую скорость колес машины при совершении маневров, но и в случае пробуксовок или вывешивании колеса устройство отдает ему минимальное количество энергии от двигателя. Причем реакция самоблока на изменение дорожной ситуации практически мгновенная. Кроме того, дифференциал Нестерова значительно улучшает управляемость машины даже на скользких поворотах, повышает курсовую устойчивость, повышает динамику разгона (особенно в зимний период), снижает расход горючего. А монтаж устройства не требует никаких изменений в конструкции трансмиссии и устанавливается точно так же, как классический дифф.
Дифференциал нашел применение не только в автомобильной технике, он оказался весьма полезен и на мотоблоках, значительно облегчив жизнь его владельцам.
Дифференциал для мотоблока
Мотоблок — агрегат довольно тяжелый, и, чтобы его просто повернуть, требуется немало усилий, а при нерегулируемой угловой скорости вращения колес это становится еще сложнее. Поэтому владельцы этих машин, если диффы не предусматривались изначально конструкцией, приобретают и устанавливают их самостоятельно.
Как работает дифференциал мотоблока? По сути, он лишь обеспечивает легкий разворот машины, останавливая одно из колес.
Другая его функция никак не связанная с перераспределением мощности – это увеличение базы колес. Конструкция дифференциала предусматривает его использование как удлинителя осей, что делает мотоблок более маневренным и устойчивым к опрокидываниям, особенно на поворотах.
Словом, дифференциал – вещь весьма полезная и незаменимая, а его блокировка в разы повышает проходимость автомобиля.
Дифференциал представляет собой устройство, придуманное специально для передачи так называемого крутящего момента от автомобильного двигателя к его колёсам с помощью элементов трансмиссии. Свободный дифференциал, устанавливающийся на машины при сборке на заводе-изготовителе, при пробуксовке одного из колёс не может воздействовать на второе. Достигнуть различных скоростей движения колёс, когда это бывает необходимо (например, в условиях плохих, как правило, грунтовых дорог), может помочь блокировка дифференциала. Она увеличивает крутящий момент на одном из колёс, обычно на том, где сцепление с дорогой лучше. Для достижения такого результата применяется самоблокирующийся дифференциал. Альтернативным вариантом может служить принудительный способ блокировки. Важно понять, стоит ли ставить самоблокирующийся дифференциал на Ниву, что это даст машине и как выполнить работы по монтажу устройства.
Зачем нужен самоблок на Ниву
Присутствие в авто полного привода далеко не всегда придаёт ему статус вездехода. Иногда из-за особенности своей конструкции автомобили, предназначенные для движения по бездорожью, могут оказаться в ловушке размытых дорог. Самоблокирующийся дифференциал — важная составляющая машины, если водитель планирует использовать свою Ниву для передвижения в условия плохих дорог.
Что же представляет собой самоблок, или дифференциал повышенного трения? Это устройство, обеспечивающее блокирование колёс, причём автоматически, в нужный момент времени. Он является промежуточным вариантом между полной блокировкой и свободным дифференциалом. Самоблок соединяет в себе возможности обоих этих устройств.
Виды механизмов
Можно выделить две основные разновидности самоблокирующихся дифференциалов, включающих в себя ещё несколько подвидов. Первый тип — устройства, блокирующиеся в зависимости от угловых скоростей на осях автомобиля. Они могут быть:
- дисковые;
- с вязкостной муфтой;
- с электронной блокировкой.
Второй тип — механизмы, блокирующиеся в зависимости от крутящих моментов на осях. К ним относятся червячные дифференциалы.
Различают также межосевой и межколесный дифференциалы. Они предполагают распределение крутящего момента между осями и колёсами соответственно. В зависимости от момента распределения, приходящегося на оси либо на колёса, выделяют симметричные и несимметричные разновидности механизмов. На автомобилях, называемых полноприводными, монтируются сразу три типа дифференциалов: два из них являются межколесными, а один — межосевым.
На Ниву есть возможность установить электронный, механический (представляет собой обычный механизм, комбинированный с вязкостной муфтой), пневматический дифференциалы.
Весьма большим преимуществом обладает электронный самоблок. Для его применения достаточно нажать кнопку. Он работает в автоматическом режиме, но только когда автомобиль едет на определённой скорости, которая ниже порогового значения. Система отключается при достижении скорости, являющейся больше установленной.
Пневматический дифференциал представляет собой механизм, устанавливающийся на два моста. Преимуществом является компактность. В своей работе использует пневмосистемы.
Механический самоблок является наиболее простым по своей конструкции, он дешевле пневматического и электронного устройств. Механизм представляет собой две полуосевых и две распорных муфты, штифты и пружины. Довольно надёжная конструкция, несмотря на простоту.
Характеристики и правила выбора
Выбор самоблокирующегося дифференциала обуславливается моделью автомобиля, условиями его эксплуатации, стилем вождения и многими другими параметрами. Например, шариковый дифференциал увеличивает нагрузку на рулевое управление, что фактически меняет стиль вождения того, кто находится за рулём. В основном это ощущается при выполнении разворотов и поворотов, но может повлечь за собой поломки комплектующих трансмиссии.
Если правильно подходить к выбору самоблока, то необходимо учитывать, на какую ось автомобиля будет устанавливаться механизм, так как количество шлицов у различных моделей разное — двадцать два или двадцать четыре.
Маркировка на упаковке устройства подскажет, можно ли его использовать для данной марки авто. Коэффициент блокирования также бывает разным: например, 0.5 или 0.7. Данные числа демонстрируют величину передачи крутящего момента. Что выбрать — решать водителю.
Плюсы и минусы установки дифференциала на Ниву
Если сравнивать самоблок и стандартный дифференциал Нивы, то можно выявить отрицательные и положительные стороны замены последнего. Сначала о преимуществах:
- Повышает возможности проходимости машины, делает её пригодным для передвижения по крутым, скользким и неровным участкам дороги.
- Монтируется вместо родного дифференциала и не изменяет конструкцию автомобиля. Лучше проводить установку в автосервисе, но довольно легко сделать это и самому.
- Полный дифференциал работает автоматически во время процесса движения, не требуя дополнительных действий и какой-либо подготовки водителя.
Теперь о недостатках установки механизма:
- Становится более тугим руль, что потребует от того, кто за ним сидит, дополнительных усилий при вождении.
- Срок службы короче, чем у дифференциала, поставленного на автомобиль заводом.
- Немного видоизменяет управление машиной при поворотах, не даёт абсолютную гарантию блокировки, впрочем, как и стандартный механизм.
Различные модели самоблокирующихся дифференциалов имеют свои нюансы, которые в немалой степени зависят от изготовителя, новизны разработки, используемых комплектующих.
Инструкция по монтажу самоблока своими руками
Чтобы установить на Ниву самоблокирующийся дифференциал, необязательно обращаться в автосервис. Это вполне реально сделать и своими руками при условии, что человек неплохо разбирается в устройстве автомобиля. Вид дифференциала и место его установки особого значения не имеют.
Для начала нужно определиться с местом выполнения работ, оно должно быть достаточно просторным. С помощью нескольких домкратов понадобится поднять Ниву на вес, произвести демонтаж колёс, затем слить машинное масло из корпуса редуктора в какую-либо ёмкость и снять привод ведущего моста. Для этого достаточно накидным ключом отвернуть все гайки крепления передней крышки к картеру редуктора, снять крышку и прокладку.
Теперь необходимо надёжно и качественно провести операцию по демонтажу полуосей, что без специального съёмника сделать весьма трудно. Металл зажимается на поворотных шлицах, что требует прикладывания больших усилий, которых хватит не у каждого человека. Демонтаж полуосей проводится следующим образом:
- Откручиваются все гайки болтов на пластине крепления подшипника полуоси.
- Фиксируется тормозной механизм. Это можно сделать с помощью болтов или проволоки. Если механизм не закрепить, тормозные трубки могут оторваться.
- Снимается сама полуось. При достаточной сноровке это можно сделать руками, но лучше с помощью съёмника.
Затем необходимо поменять подшипники. Для этого потребуется гидравлический пресс. Он поможет обеспечить посадку обоймы на вал, причём с довольно-таки высокой точностью. Для замены необходимо:
- Отвернуть гайку подшипников ступицы и вынуть втулку. Отвернуть гайку крепления рычага к поворотному кулаку.
- Вынуть ступорную пластину и отвернуть рычаг от поворотного кулака.
- Отсоединив все крепления, разъединить кулак и ступицу с тормозным диском. Вынуть подшипник, предварительно зажав поворотный кулак в тиски. При сборке подшипник одевается с помощью пресса.
После того как при помощи специальных шайб с переменной толщиной будет выполнена регулировка зазоров в главной передаче, можно начинать сборку узла. Регулировку зазоров выполнить довольно сложно, да и специальное оборудование понадобится, но для обеспечения точности можно использовать безмен. Для работы с ним следует намотать один конец шнура длиной 1 м на фланец, а другой закрепить за весы. Потянув устройство в намотке, нужно будет зафиксировать момент проворачивания.
Для того чтобы обеспечить правильную работу редуктора, перед сборкой половин обычно проводится герметизация деталей. При ее отсутствии возможно появление неисправностей в процессе эксплуатации, а также выход определённых запчастей из строя. После нанесения герметика нужно подождать некоторое время, чтобы он застыл. Затем следует залить новое масло в корпус редуктора. Все уплотнительные соединения, которые были повреждены при демонтаже, а также те из них, которые носят следы протекания масла, необходимо полностью заменить на новые. Теперь можно приступать к сборке всех механизмов в обратном порядке.
После завершения всех действий по замене и установке деталей обязательно нужно проверить работу устройств, обеспечивающих торможение автомобиля. Их неисправность может повлиять на безопасность дорожного движения.
Целесообразность такого действия, как блокировка дифференциала на Ниву, зависит от того, зачем она нужна водителю. При необходимости передвижения по труднопроходимым участкам она понадобится. Если же автолюбитель намерен ездить по нормальной асфальтной дороге, то ставить на Ниву самоблокирующийся дифференциал вряд ли стоит. Какой именно самоблок выбрать и куда его поставить, зависит от предпочтений водителя.
Причина популярности Нивы и Шеви Нивы — в том, что ими одинаково комфортно управлять как на дорогах общего пользования, так и на бездорожье различной сложности.
Однако различные условия эксплуатации предъявляют и разные требования к трансмиссии автомобиля.
В условиях бездорожья бывает необходимо передавать крутящий момент на оба колеса, для чего и служит блокировка дифференциала.
Но как только вы выехали с грунта на привычный асфальт — дифференциал снова должен быть разблокирован.
Здесь на помощь приходит принудительная блокировка на Ниву.
Основное преимущество такого типа блокировки перед так называемыми самоблокирующимися дифференциалами (самоблоками) на Ниву заключается в том, что процесс управления блокирующим механизмом становится полностью управляемым.
Вы просто нажимаете на кнопку включения/отключения блокировки дифференциала тогда, когда в этом возникает потребность, тем самым полностью контролируя работу блокирующего механизма.
Блокирующий механизм приводится в действие при помощи пневматического привода, схему работы которого мы описывали в обзоре принудительной блокировки для автомобилей УАЗ мост Спайсер:
Преимущества принудительной блокировки от ИЖ-ТЕХНО
Каковы же преимущества нашей принудительной блокировки перед имеющимися аналогами?
Комплектация принудительной блокировки
- Первый, немаловажный пункт — это простота установки и наличие всех необходимых комплектующих для монтажа. Дифференциал в сборе с нашей блокировкой устанавливается в штатное место в редукторе моста. Вам не потребуется как-то «допиливать» редуктор или докупать специфические запчасти вроде кулачковых муфт или оригинальных полуосей. Наша блокировка совместима с родными полуосями. Все, что вам потребуется для ее установки — это стандартный набор слесарных инструментов. Никаких «упражнений» со сварочным аппаратом и болгаркой.
- Наша блокировка целиком состоит из оригинальных комплектующих производства ИЖ-ТЕХНО. Поэтому мы гарантируем высокое качество отдельных ее узлов и элементов блокировки; В свою очередь, высокое качество комплектующих — это гарантия того, что вам не потребуется никаких запчастей на всем сроке службы изделия, ведь ломаться в нем просто нечему.
- Особое внимание мы уделили такому параметру, как прочность сателлитной группы. Это не случайно: ведь именно она передает крутящий момент на оба колеса оси и испытывает при этом наиболее высокие нагрузки. Прочность сателлитной группы подтверждена циклом испытаний, проведенных как в лабораторных условиях, так и в условиях реального бездорожья.
Блокировка имеет четыре сателлита вместо стандартных двух
- Блокировка имеет четыре сателлита, вместо стандартных двух. Такая конструкция позволяет равномерно распределять крутящий момент и является более надежной по сравнению со стоковой. Особое внимание мы уделили параметрам самих сателлитов, увеличив толщину и высоту шлицов (см. фото ниже):
Слева — стоковый сателлит, справа — сателлит производства ИЖ-ТЕХНО
- Защита пневмопривода принудительной блокировки. Пневматический привод спрятан внутри картера моста и защищен от механических воздействий, его невозможно сломать и повредить.
- Корпус дифференциала изготовлен с высокой точностью и соблюдением жестких допусков, чем обусловлено отсутствие вибраций и шумов в мостах при езде на трассе.
Крышка корпуса дифференциала Нива
- Быстрота срабатывания блокировки. За счет увеличения количества зубьев, участвующих в блокировке дифференциала, мы добились быстрого срабатывания блокирующего механизма-. Вам не нужно ждать, пока колесо повернется до 120 градусов, чтобы система, наконец, сработала. В нашем случае будет достаточно и 9-ти градусов.
- Универсальность. Блокировка подходит для всех модификаций и вариантов автомобилей Нива и Шевроле Нива, может быть установлена как в задний, так и в передний мост, как в стальной, так и в алюминиевый редуктор переднего моста. В наличии имеются варианты блокировок на 22 и 24 шлица.
Подробнее об особенностях принудительной блокировки на Ниву и Шевроле Ниву читайте в описании на нашем сайте.
Дилеры и сервисные центры
50 партнерских магазинов
и 7 сервисов в России
Кулачковый дифференциал повышенного трения
На чтение 19 мин. Просмотров 103 Обновлено
Для повышения проходимости на некоторых ТС устанавливают самоблокирующиеся дифференциалы, которые обеспечивают передачу большего вращающего момента на колесо, имеющее лучшее сцепление с опорной поверхностью и вращающееся с меньшей угловой скоростью (отстающее колесо), по сравнению с колесом, находящимся на участке с недостаточными высокими сцепными качествами и вращающимся с большей угловой скоростью (забегающее колесо). Таким образом, суммарная сила тяги обоих колес увеличивается. Отношение момента на отстающем колесе Мот к моменту на забегающем колесе Мзаб называется коэффициентом блокировки (Коб = Мот/Мзаб).
Оптимальный коэффициент блокировки определяется отношением максимального и минимального коэффициентов сцепления, которое для наиболее характерных условий движения находится в пределах 3… 5.
Из большого числа разных по принципу действия самоблокирующихся дифференциалов наиболее широко используются дифференциалы повышенного трения — конические и кулачковые, а также механизмы типа муфт свободного хода. Например, на многоосных полноприводных колесных машинах на первом и втором мостах (ведущих, с управляемыми колесами) установлены межколесные конические дифференциалы повышенного трения, а на третьем и четвертом ведущих мостах — механизмы типа муфт свободного хода. Последние могут быть применены в редукторах между первым и вторым мостами, а также между третьим и четвертым.
Рис. Межколесный дифференциал передних центральных редукторов:
1 — ведомая коническая шестерня; 2 — опорная шайба; 3 — сателлит; 4 — крестовина; 5 — вкладыш; 6 — полуосевые шестерни; 7 — пружина; 8 — корпус дифференциала
Далее приведено описание устройств и работы указанных механизмов.
Дифференциал передних центральных редукторов автомобиля относится к дифференциалам повышенного трения. Вращающий момент от ведомой конической шестерни 1 передается через корпус 8 дифференциала на крестовину 4. Работает этот дифференциал так же, как и обычный конический, однако он обеспечивает большее перераспределение вращающего момента на полуосях. Это происходит вследствие значительного увеличения среднего диаметра опорных шайб 2, сателлитов 3 и наличия пружин 7, постоянно поджимающих сателлиты к неподвижным относительно корпуса дифференциала вкладышам 5. Осевое усилие на сателлите, возникающее в результате зацепления его с полуосевыми шестернями 6, суммируется с усилием пружины, и на поверхностях опорной шайбы возникает повышенный момент трения. Если одно колесо попадает на скользкую дорогу или лед, а второе находится на хорошей дороге, то на последнем колесе будет возникать вращающий момент, равный сумме вращающего момента колеса, стоящего на скользкой дороге, и момента трения, возникающего внутри дифференциала. Это обстоятельство способствует повышению проходимости автомобиля.
Каждая пружина сателлитов сжата под усилием 1,7 кН (170 кгс), поэтому в целях безопасности разбирать и собирать дифференциал повышенного трения необходимо в специальном приспособлении.
Дифференциал задних центральных редукторов автомобиля относится к самоблокирующимся дифференциалам, работающим по принципу муфты свободного хода.
Вращающий момент от ведомой конической шестерни 1 передается через корпус 4 дифференциала на ведущую муфту 3.
Ведущая муфта имеет прямоугольные зубья, расположенные по наружному диаметру, и трапециевидные зубья, расположенные по внутреннему диаметру торца муфты. Вращающий момент от ведущей муфты передается на две полумуфты 5, на торце которых также имеется по два ряда зубьев — наружный и внутренний. Наружный ряд зубьев полумуфты силовой; зубья этого ряда зацепляются с аналогичными зубьями ведущей муфты. Внутренний ряд зубьев полумуфты имеет специальный профиль: эти зубья служат для отключения полумуфты от ведущей муфты. На наружном диаметре внутреннего ряда зубьев полумуфты установлено разрезное распорное кольцо 9, обеспечивающее бесшумную работу дифференциала. От каждой полумуфты вращающий момент передается через эвольвентные шлицы на полуосевую шестерню 6 и полуось автомобиля. Внутри ведущей муфты установлено центральное кольцо 10, которое удерживается от осевого перемещения стопорным кольцом 11.
Рис. Межколесный дифференциал задних центральных редукторов:
1 — ведомая коническая шестерня; 2 — шпонка; 3 — ведущая муфта; 4 — корпус дифференциала; 5 — полумуфта; 6 — полуосевая шестерня; 7 — пружина; 8 — стакан пружины; 9 — разрезное распорное кольцо; 10 — центральное кольцо; 11 — стопорное кольцо; 12 — дистанционная втулка
На обоих торцах центрального кольца имеются расположенные друг против друга зубья специального профиля. Во впадины между этими зубьями входят зубья внутреннего ряда полумуфт, а также зубья разрезных колец. Зубья центрального кольца, взаимодействуя с зубьями полумуфты, в определенных условиях способствуют выведению полумуфты 5 из зацепления с ведущей муфтой 3.
Шпонка 2, установленная в ведущей муфте, препятствует проворачиванию разрезного распорного кольца, которое удерживает полумуфту в отключенном положении.
Полумуфты постоянно поджимаются к ведущей муфте с помощью спиральных пружин 7, опирающихся крайними витками на полуосевые шестерни и на полумуфты через стаканы 8. Между полуосевыми шестернями установлена дистанционная втулка 12, предохраняющая от смещения полуосевые шестерни при установке полуосей.
При движении автомобиля по прямой ровной дороге дифференциал не работает: заблокированы все детали дифференциала и полуоси вращаются как единое целое со скоростью ведомой конической шестерни.
При движении по бездорожью раздельное вращение колес (одного моста) исключено, оба колеса принудительно вращаются с одинаковой частотой, что увеличивает общую тягу и улучшает проходимость автомобиля.
При повороте автомобиля забегающее колесо стремится вращаться быстрее ведомой конической шестерни и ведущей муфты. При этом полумуфта забегающего колеса, опираясь своими профильными зубьями на зубья центрального кольца, отходит от ведущей муфты и выключается. Разрезное распорное кольцо, находящееся на полумуфте, вращается вместе с ней до тех пор, пока не упрется краем выреза в шпонку, сидящую в ведущей муфте. В этот момент торцы зубьев разрезного распорного кольца установятся против торцов зубьев центрального кольца и будут удерживать полумуфту от включения. На протяжении всего поворота забегающая полумуфта выключена и не передает на полуось вращающий момент. Усилие будет передаваться только на полумуфту, соединенную с ведущей муфтой.
При повороте на скользких дорогах полумуфта забегающего колеса может не отключаться. Поворот при этом происходит вследствие проскальзывания отстающего колеса.
При выходе автомобиля из поворота угловые скорости забегающей и отстающей полумуфт выравниваются. Разрезное распорное кольцо при этом несколько отходит назад, зубья его сходят с зубьев центрального кольца, и полумуфта под действием сжатой пружины входит в зацепление с ведущей муфтой. При движении автомобиля по инерции с поворотом отключается не забегающая муфта, а отстающая, так как в этом случае ведущим элементом является не корпус дифференциала, а забегающее колесо.
При движении автомобиля назад по прямой дифференциал работает так же, как и при движении вперед, но в этом случае прижаты противоположные боковые стороны ведущих зубьев ведущей муфты и полумуфты.
Работа дифференциала на поворотах при движении автомобиля назад не отличается от работы дифференциала на поворотах при движении вперед.
Для изготовления шестерен главных передач, шестерен и крестовин дифференциалов применяются хромистые и хромоникелевые стали. Корпуса дифференциалов, картеры главных передач, балки ведущих мостов изготавливают из ковкого чугуна и углеродистой стали, полуоси — из хромистой, хромокремнемарганцевой и хромоникелевольфрамовой сталей.
В настоящее время для распределения моментов в требуемом соотношении между выходными валами (в ведущих мостах и раздаточных коробках) находят применение различные механизмы, в частности вязкостные муфты, героторные механизмы, дифференциалы повышенного трения, «Квайф», «Торсен» (трех типов) и др.
Механизм трансмиссии, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами и ведущими мостами автомобиля, называется дифференциалом. Дифференциал служит для обеспечения ведущим мостам разной скорости вращения при движении автомобиля по неровным дорогам и на поворотах.
Разная скорость вращения ведущим колесам, проходящим разный путь на поворотах и неровных дорогах, необходима для их качения без скольжения и буксования. В противном случае повысится сопротивление движению автомобиля, увеличатся расход топлива и износ шин. В зависимости от типа и назначения автомобилей на них применяются различные типы дифференциалов (рисунок 1).
Рисунок 1 — Типы дифференциалов, классифицированных по различным признакам
Дифференциал, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами автомобиля, называется межколесным.
Дифференциал, который распределяет крутящий момент двигателя между ведущими мостами автомобиля, называется межосевым.
На большинстве автомобилей применяют конические дифференциалы, симметричные и малого трения.
Симметричный дифференциал распределяет поровну крутящий момент. Его передаточное число равно единице (uД = 1), т.е. полуосевые шестерни 3 и 4 (рисунок 2, а, б) имеют одинаковые диаметры и равное число зубьев. Симметричные дифференциалы применяются на автомобилях обычно в качестве межколесных и реже — межосевых, когда необходимо распределять крутящий момент поровну между ведущими мостами.
Рисунок 2 — Кинематические схемы шестеренных дифференциалов
а, б — симметричных; в, г — несимметричных; 1 — корпус, 2 — сателлит; 3, 4 — шестерни
Несимметричный дифференциал распределяет не поровну крутящий момент. Его передаточное число не равно единице, но постоянно (uД ≠ 1 = const), т.е. полуосевые шестерни 3 и 4 имеют неодинаковые диаметры и разное число зубьев. Несимметричные дифференциалы применяют, как правило, в качестве межосевых, когда необходимо распределять крутящий момент пропорционально нагрузкам, приходящимся на ведущие мосты.
Межколесный конический симметричный дифференциал (см. рисунок 2, а) состоит из корпуса 1, сателлитов 2, полуосевых шестерен 3 и 4, которые соединены полуосями с ведущими колесами автомобиля. Дифференциал легкового автомобиля имеет два свободно вращающихся сателлита, установленных на оси, закрепленной в корпусе дифференциала, а у грузового автомобиля — четыре сателлита, размещенных на шипах крестовины, также закрепленной в корпусе дифференциала.
Принцип работы дифференциала
Работу дифференциала при движении автомобиля поясняет рисунок 3.
При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге (рисунок 3, а) ведущие колеса одного моста проходят одинаковые пути, встречают одинаковое сопротивление движению и вращаются с одной и той же скоростью. При этом корпус дифференциала, сателлиты и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. В этом случае сателлиты 3 не вращаются вокруг своих осей, заклинивают полуосевые шестерни 4 и на оба ведущих колеса передаются одинаковые крутящие моменты.
Рисунок 3 — Работа дифференциала при движении автомобиля
а — по прямой; б — на повороте; 1, 4 — шестерни; 2 — корпус; 3 — сателлит; 5 — полуось
При повороте автомобиля (рисунок 3, б) внутреннее по отношению к центру поворота колесо встречает большее сопротивление движению, чем наружное колеса, вращается медленнее, и вместе с ним замедляет свое вращение полуосевая шестерня внутреннего колеса. При этом сателлиты 3 начинают вращаться вокруг своих осей и ускоряют вращение полуосевой шестерни наружного колеса. В результате ведущие колеса вращаются с разными скоростями, что и необходимо при движении на повороте.
При движении автомобиля по неровной дороге ведущие колеса также встречают различные сопротивления и проходят разные пути. В соответствии с этим дифференциал обеспечивает им разную скорость вращения и качения без проскальзывания и буксования.
Одновременно с изменением скоростей вращения происходит изменение крутящего момента на ведущих колесах. При этом крутящий момент уменьшается на колесе, вращающемся с большей скоростью. Так как симметричный дифференциал распределяет крутящий момент на ведущих колесах поровну, то в этом случае на колесе с меньшей скоростью вращения момент тоже уменьшается и становится равным моменту на колесе с большей скоростью вращения. В результате суммарный крутящий момент и тяговая сила на ведущих колесах падают, а тяговые свойства и проходимость автомобиля ухудшаются.
Особенно это проявляется, когда одно из ведущих колес попадает на скользкий участок дороги, а другое находится на твердой сухой дороге. Если суммарного крутящего момента будет недостаточно для движения автомобиля, то автомобиль остановится. При этом колесо на сухой твердой дороге будет неподвижным, а колесо на скользкой дороге — буксовать.
Для устранения этого недостатка применяют принудительную блокировку (выключение) дифференциала, жестко соединяя одну из полуосей с корпусом дифференциала. При заблокированном дифференциале крутящий момент, подводимый к колесу с лучшим сцеплением, увеличивается. В результате создается большая суммарная тяговая сила на обоих ведущих колесах автомобиля. При этом суммарная тяговая сила увеличивается на 20. 25% во время движения в реальных дорожных условиях.
Конический симметричный дифференциал является дифференциалом малого трения, так как имеет небольшое внутреннее трение.
Трение в дифференциале повышает проходимость автомобиля, так как оно позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший — на буксующее, что может предотвратить буксование. При этом суммарная тяговая сила на ведущих колесах достигает максимального значения.
Однако в дифференциале малого трения увеличение суммарной тяговой силы на ведущих колесах составляет всего 4. 6%, что также не способствует повышению тяговых свойств и проходимости автомобиля.
Конический симметричный дифференциал малого трения прост по конструкции, имеет небольшие размеры и массу, высокие КПД и надежность. Он обеспечивает хорошие управляемость и устойчивость, уменьшает изнашивание шин и расход топлива. Этот дифференциал также называется простым дифференциалом.
Межосевой дифференциал распределяет крутящий момент между главными передачами ведущих мостов многоприводных автомобилей. Дифференциал устанавливается в раздаточной коробке или в приводе главных передач. Межосевой дифференциал исключает циркуляцию мощности в трансмиссии автомобиля, которая очень сильно нагружает трансмиссию, особенно при движении по ровной дороге. В качестве межосевых на автомобилях применяются и конические, и цилиндрически дифференциалы.
Кулачковые дифференциалы
Кулачковые (сухарные) дифференциалы могут быть с горизонтальным (рисунок 4, а) или радиальным (рисунок 4, б) расположением сухарей. Сухари 3 размещаются в один или два ряда в отверстиях обоймы 2 корпуса 1 дифференциала между полуосевыми звездочками 4 и 5, которые установлены на шлицах полуосей. Сухари в дифференциале выполняют роль сателлитов.
Рисунок 4 — Кинематические схемы кулачковых (а, б) и червячных (в, г) дифференциалов
1 — корпус, 2 — обойма, 3 — сухарь; 4, 5 — звездочки; 6, 8 — червяки; 7 — сателлит; 9, 10 — шестерни
При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге сухари неподвижны относительно обоймы и полуосевых звездочек. Своими концами они упираются в профилированные кулачки полуосевых звездочек и расклинивают их. Все детали дифференциала вращаются как одно целое, и оба ведущих колеса автомобиля вращаются с одинаковыми скоростями.
При движении автомобиля на повороте или по неровной дороге сухари перемещаются в отверстиях обоймы и обеспечивают ведущим колесам автомобиля разную скорость вращения без проскальзывания и буксования.
Кулачковые дифференциалы являются дифференциалами повышенного трения, так как имеют значительное внутреннее трение, которое позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший на буксующее колесо. При этом суммарная тяговая сила на ведущих колесах автомобиля достигает максимального значения. Так, за счет повышенного внутреннего трения суммарная тяговая сила на ведущих колесах увеличивается на 10. 15%, что способствует повышению тяговых свойств и проходимость автомобиля. Кулачковые дифференциалы относительно просты по конструкции и имеют небольшую массу. Они широко применяются на автомобилях повышенной и высокой проходимости.
Червячные дифференциалы
Червячные дифференциалы могут быть с сателлитами или без сателлитов. В червячном дифференциале с сателлитами (рисунок 4, в) крутящий момент от корпуса 1 дифференциала через червячные сателлиты 7 и червяки 6 и 8 передается полуосевым червячным шестерням 9 и 10, которые установлены на шлицах полуосей, связанных с ведущими колесами автомобиля.
При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге корпус, сателлиты, червяки и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. При движении автомобиля на повороте или по неровностям дороги разная скорость вращения ведущих колес обеспечивается за счет относительного вращения сателлитов, червяков и полуосевых шестерен.
В червячном дифференциале без сателлитов (рисунок 4, г) полуосевые червячные шестерни 9 и 10 находятся в зацеплении с червяками 6 и 8, которые находятся также в зацеплении между собой. Крутящий момент от корпуса 1 дифференциала передается полуосевым шестерням 9 и 10 через червяки.
Червячные дифференциалы обладают повышенным внутренним трением, которое увеличивает суммарную тяговую силу на ведущих колесах автомобиля на 10. 15%. Это способствует повышению тяговых свойств и проходимости автомобиля. Однако червячные дифференциалы наиболее сложные по конструкции. Они самые дорогостоящие из всех дифференциалов, так как их сателлиты и полуосевые шестерни изготавливают из оловянистой бронзы. В связи с этим в настоящее время червячные дифференциалы на автомобилях применяются очень редко.
Блокировка дифференциала — это дополнительное конструктивное решение, позволяющее компенсировать его основные недостатки. Если на сухой ровной дороге дифференциал обеспечивает безопасное маневрирование и комфорт, то при выезде на пересеченную местность или во время движения по скользкому дорожному покрытию он может вообще лишить автомобиль возможности передвигаться. Чтобы этого не происходило, необходимо ограничить функциональность узла или полностью отключить его на некоторое время. Но методы блокировки дифференциала настолько разнообразны, что нужно рассмотреть основные из них по отдельности.
Главный недостаток дифференциала
Дифференциал служит для распределения крутящего момента, поступающего от главной передачи, между полуосями ведущих колес. Крутящий момент постоянен, но соотношение его величины на ведущих колесах в определенных ситуациях должно быть различным.
Эта функция важна, когда автомобиль входит в поворот: внешнее колесо движется по большему радиусу и, соответственно, проходит за равный промежуток времени больший путь, чем внутреннее колесо. Чтобы «успеть» это сделать, угловая скорость внешнего колеса на время прохождения поворота должна повышаться.
Из-за смены направления движения центр тяжести автомобиля смещается в сторону поворота. В результате увеличивается сила сопротивления качению, и внутреннее колесо оказывается под большей нагрузкой, чем внешнее. Оно снижает скорость, дополнительно нагружая свою полуось.
На этом этапе в корпусе дифференциала из-за снижения угловой скорости более нагруженной полуоси внутреннего колеса начинают вращаться сателлиты. Они сообщают больший крутящий момент второй полуоси. Внешнее колесо повышает угловую скорость пропорционально тому, насколько ее снизило внутреннее колесо. Благодаря точному соотношению угловых скоростей машина проходит поворот плавно, без прыжков и пробуксовки.
Тот же принцип распределения крутящего момента действует в ситуации, когда одно из колес буксует в грязи, на льду или попадает на ухаб. Оно получает больший крутящий момент, ослабляя тяговую мощность колеса, находящегося в хорошем сцеплении с дорогой. Критическая ситуация может возникнуть при распределении в процентном соотношении 0% к 100%: автомобиль перестанет двигаться.
Чтобы машина сдвинулась с места, необходимо перераспределить крутящий момент, сообщив большее его значение нагруженному колесу. При работающем дифференциале сделать это невозможно. Поэтому его частично или полностью блокируют.
Типы блокировки
Блокировать работу механизма можно методом прямого соединения его корпуса с нагруженной полуосью или ограничив возможность сателлитов вращаться.
Блокировка имеет следующие виды:
- Полная: величина передаваемого крутящего момента достигает 100 %. Детали узла соединяются жестко, лишая его возможности выполнять свои функции.
- Частичная: крутящий момент в определенном соотношении распределяется дифференциалом принудительно и за счет ограничения работы его составных частей.
Ручная блокировка дифференциала полноприводного автомобиля
В зависимости от степени участия водителя, блокировка дифференциала может производиться в ручном или автоматическом режиме:
- Принудительную блокировку выполняет водитель по мере необходимости (ручная блокировка). Для этого используют кулачковый дифференциал.
- Самоблокирующийся дифференциал накладывает ограничения на работу автоматически (автоматическая блокировка). Необходимость блокировки и ее степень определяются разностью крутящих моментов на полуосях ведущих колес или их угловых скоростей. Некоторые разновидности таких систем используют датчик блокировки дифференциала.
Виды блокирующих устройств
Устройство блокировки узла зависит от его типа и применяемого механизма. Различный функционал накладывает ограничения и определяет возможность использования в межколесных или межосевых дифференциалах.
Кулачковое блокирующее устройство
Принудительная блокировка ручным способом осуществляется кулачковой муфтой (на рис. выделена желтой окружностью). Муфта выполняет полную блокировку механизма, жестко соединяя его корпус с нагруженной полуосью.
Кулачковый дифференциал приводят в действие следующие виды приводов:
- механический;
- гидравлический;
- пневматический;
- электрический.
Они включаются с помощью рычажного механизма или специальной кнопки на приборной панели (для электропривода).
Благодаря универсальности кулачковый дифференциал применяют на межосевых межколесных механизмов.
Самоблокирующийся дифференциал и его разновидности
Устройство самоблокирующегося (автоматического) дифференциала использует принцип повышения сил трения при изменении условий нагрузки на полуоси ведущих колес. Поэтому его другое название – «дифференциал повышенного трения» или LSD (Limited Slip Differential).
Червячный дифференциал повышенного трения TorsenСамоблокирующийся дифференциал имеет четыре основные разновидности, зависящие от способа увеличения трения:
- дисковый;
- червячный;
- вискомуфта;
- электронная блокировка.
Дисковый механизм
Дифференциал повышенного трения, в котором применяется дисковая муфта, использует принцип автоматической блокировки при изменении угловых скоростей полуосей: чем больше их разность, тем выше степень перераспределения крутящего момента.
Дисковый дифференциал
В LSD этого вида трение создается между пакетами фрикционных дисков. Один фрикционный пакет имеет жесткое соединение с чашкой дифференциала, другие – с полуосями.
При равных скоростях вращения ведущих колес фрикционные пакеты вращаются с одинаковой скоростью. Когда угловая скорость меняется, диски ускоряющейся полуоси передают часть крутящего момента на другую полуось (частичная блокировка) за счет увеличивающейся силы трения с фрикционным пакетом корпуса (чашки).
Степень сжатия в дисковом дифференциале бывает постоянная (осуществляемая пружинами) или переменная (регулируемая гидроприводом).
Червячный механизм
Сателлиты и полуоси, имеющие в качестве привода червячную передачу, нашли широкое применение для создания LSD, который блокируется за счет разности крутящих моментов.
Такая система LSD с червячным приводом называется Torque Sensing (чувствительность к крутящему моменту) или сокращенно – Torsen. Принцип работы червячного механизма предельно прост: повышение крутящего момента на одной полуоси приводит к частичной блокировке и его передаче на другую полуось. При этом никаких дополнительных систем или узлов не требуется: червячный узел является изначально самоблокирующимся за счет свойств привода, в котором червячную шестерню не могут приводить в движение другие шестерни.
Червячный привод используют в межколесных и межосевых дифференциалах различных типов машин.
Вискомуфта
Вискомуфта состоит из набора близко размещенных между собой перфорированных дисков, помещенных в герметичный корпус с силиконовой жидкостью, которые соединены с чашкой и приводным валом.
Вискомуфта
При равенстве угловых скоростей узел работает в обычном режиме. Его блокировка происходит, когда скорость вращения вала увеличивается: диски, расположенные на нем, увеличивают скорость вращения и, перемешивая силикон, приводят к его затвердеванию. Диски чашки принимают и передают крутящий момент на другой вал, усиливая его тяговую мощность.
LSD, функции блокировки в котором выполняет вискомуфта, имеет большие габаритные размеры и применяется в межосевых дифференциалах. Также вискомуфта может работать в полноприводном автомобиле в качестве дифференциала, полностью выполняя его функционал.
Но у нее есть серьезный недостаток: возможный перегрев и периодическая несовместимость с системой ABS. Это привело к тому, что в современных автомобилях вискомуфта используется крайне редко.
Электронная блокировка
Дифференциал повышенного трения, в котором используется система электронной блокировки, реагирует на изменение угловых скоростей ведущих колес.
Управление дифференциалом производится с помощью программного обеспечения. В случае увеличения скорости вращения одного колеса в тормозной системе создается давление, и его скорость снижается. При этом тяговая мощность становится выше, а крутящий момент передается на другое колесо.
Таким образом,дифференциал не оснащается дополнительными элементами и не блокируется, то есть не является LSD по сути. Перераспределение крутящего момента и выравнивание угловых скоростей производится под действием тормозной системы, которая программно управляется антипробуксовочной системой.
Подведем итог
Блокировка дифференциала – важная функция, обеспечивающая безопасность движения и улучшающая управляемость автомобиля в критических ситуациях. Возможность автоматически заблокировать буксующее колесо или ось освобождает водителя от дополнительных действий при смене дорожного покрытия.
Что такое дифференциал? — Типы, работа, детали и схема
В этой статье мы видим Что такое дифференциал? – принцип работы дифференциала (функция дифференциала?), типы дифференциала в автомобиле подробно.
👉 Содержание 👈
Что такое дифференциал?Дифференциал позволяет каждому заднему колесу вращаться с разной скоростью. Во время поворота, но в то же время, он передает равный крутящий момент на каждое колесо, когда оба колеса имеют одинаковое сцепление с дорогой.Система шестерен в дифференциале устроена таким образом, что она соединяет карданный вал с задней осью. Разница в слове предназначена для обеспечения относительного движения задним колесам.
Необходимость дифференциалаДифференциал позволяет неуправляемым колесам вращаться с разной скоростью, чтобы автомобиль мог проходить повороты без чрезмерного износа шин. Колесо внутри поворота перемещается на меньшее расстояние по сравнению с внешним колесом. Если ось не позволяет колесам вращаться независимо друг от друга, шина одного колеса будет тянуться по земле.
Компоненты дифференциала- Ведущая шестерня или коническая шестерня
- Зубчатый венец или зубчатое колесо
- Корпус дифференциала
- Боковая шестерня дифференциала или солнечные шестерни
- Шестерни дифференциала или планетарные шестерни
- Полуоси или полуоси
- Шестерня
- Шестерня.
На рисунке показаны основные детали дифференциала, применяемого в заднеприводных автомобилях. Небольшая коническая шестерня, называемая боковой шестерней дифференциала, установлена на внутренних концах каждой оси. Две конические шестерни соединены вместе и соединяют ведущий и ведомый валы под углом 90°. Корпус дифференциала связан с двухколесными мостами и полуосями дифференциала.
Корпус дифференциала имеет подшипники, которые вращают две полуоси.Затем к корпусу дифференциала подходят две шестерни и поддерживающий их вал, называемый валом-шестерней. Затем вал-шестерня входит в зацепление с двумя боковыми шестернями дифференциала, соединенными с внутренними концами полуосей.
Зубчатый венец перемещается к фланцу на картере дифференциала. Зубчатый венец вращает корпус дифференциала. Наконец, ведущая шестерня устанавливается. Ведущая шестерня соединяется с корпусом дифференциала, называемым корпусом дифференциала или держателем. Ведущий вал соединяется с ведущей шестерней с помощью универсального шарнира и входит в зацепление с зубчатым венцом.Следовательно, ведущая шестерня вращается, когда водитель поворачивает вал. Таким образом, зубчатый венец вращается.
Работа дифференциалаВходной крутящий момент передается на зубчатый венец через ведущую шестерню, которая заменяет весь корпус дифференциала. Корпус дифференциала соединен с обеими боковыми шестернями дифференциала только через шестерни дифференциала. Крутящий момент передается на боковые шестерни дифференциала через шестерни дифференциала. Шестерни дифференциала вращаются вокруг оси корпуса дифференциала, приводя в движение боковые шестерни дифференциала.
Когда автомобиль движется по прямой дороге, сопротивление обоих колес одинаково, и зубчатый венец, корпус дифференциала, ведущая шестерня дифференциала и две шестерни дифференциала заменяются как единое целое. В результате боковые шестерни вращаются с одинаковой скоростью, а зубчатый венец заставляет оба ведущих колеса вращаться с одинаковой скоростью. Шестерни дифференциала вращаются без вращения вокруг своей оси, и оба колеса вращаются с одинаковой скоростью.
Если встречается левая боковая шестерня дифференциала (когда транспортное средство движется по криволинейной траектории), шестерня дифференциала вращается, а также пробуксовывает, что позволяет левой шестерне дифференциала замедляться в сторону правого дифференциала.Это заставляет внешнее колесо вращаться быстрее, чем внутреннее колесо.
Типы дифференциала- Обычный или открытый дифференциал
- Дифференциал повышенного трения (самоблокирующийся дифференциал или блокировка дифференциала)
- Нескользящий дифференциал
- Двухступенчатый дифференциал
Обычный дифференциал, показанный на рисунке, представляет собой графическое изображение дифференциала. Принцип работы такой же, как описано выше.
2. Дифференциал повышенного трения (самоблокирующийся дифференциал | Блокировка дифференциала)Стандартный дифференциал хорошо работает в большинстве ситуаций. на очень скользких дорожных покрытиях, таких как заснеженные или грязные дороги, недостаток движущей силы, называемой силой тяги, может привести к проскальзыванию задних колес, поскольку стандартный дифференциал будет приводить в движение колеса с наименьшим сцеплением с дорогой.Если одно ведущее колесо находится на сухой дороге, а другое — на заснеженной или грязной дороге, зубчатый венец и корпус дифференциала будут приводить в движение ведущую шестерню. Но шестерни не будут приводить в движение обе боковые шестерни.
Когда шестерни движутся мимо картера дифференциала, они будут двигаться вокруг боковой шестерни, соответствующей колесу на сухой дорожке. Это приводит к тому, что шестерни приводят в движение проскальзывающее колесо, и автомобиль не движется. Стандартный дифференциал передает почти всю мощность двигателя на буксующее колесо.Этой проблемы можно избежать, используя блокировку дифференциала. Блокировка дифференциала преодолевает проблемы с сцеплением, посылая одинаковую мощность на оба колеса, обеспечивая при этом нормальный поворот автомобиля.
Дифференциал повышенного трения — Что такое дифференциал, потребность в дифференциале, компоненты дифференциала, работа дифференциала, типы дифференциала, схема дифференциала.Дифференциал повышенного трения (LSD) ограничивает дифференциальную скорость вращения между двумя колесами, двумя упорными шайбами и диском сцепления, который входит в корпус дифференциала, показанный на рис.Когда сопротивление левого дифференциала больше сопротивления колеса, правый дифференциал будет вращаться. Он образует зубья правого элемента сцепления дифференциала, взбираясь по зубьям левого элемента сцепления дифференциала. Таким образом, для удаления друг от друга требуется два члена сцепления.
Следовательно, боковые шестерни толкают противоположно упорным шайбам. За счет этого обороты задней полуоси приближаются к картеру дифференциала из-за трения между полуосью и упорными шайбами.Таким образом, это называется эффектом ограниченного проскальзывания.
Типы самоблокирующихся дифференциалов
I. Дифференциал диска сцепления Дифференциал сцепления — Что такое дифференциал, потребность в дифференциале, компоненты дифференциала, работа дифференциала, типы дифференциала, схема дифференциала.В дифференциале фрикционных дисков используется несколько фрикционных дисков, похожих на небольшие ручные диски сцепления. Основное различие между этим дифференциалом повышенного трения и стандартным дифференциалом заключается между боковой шестерней пакета сцепления и корпусом дифференциала.
Фрикционные диски сцепления изготовлены из стали, покрытой фрикционным материалом. Диски сцепления изготовлены из стали. Диски и пластины поочередно насажены на боковую шестерню и входят в канавки на корпусе дифференциала. Канавки на дисках или пластинах предназначены для лучшего захвата мощности.
Шестерня, боковая шестерня и другие детали аналогичны стандартному дифференциалу. Дифференциал повышенного трения состоит из двух частей, что позволяет снимать пакет сцепления.Диски и пластины приводятся в действие пружинами предварительного натяжения и механическим давлением ведущей шестерни на боковую шестерню.
Поскольку ведущая и боковая шестерни являются коническими шестернями, их зубья пытаются выйти из зацепления, когда дифференциал передает крутящий момент двигателя. Это создает толкающее действие на боковые шестерни и вынуждает их двигаться наружу к картеру дифференциала.
Внешнее давление боковых шестерен прижимает фрикционные диски и стальные пластины между боковой шестерней и картером.Всякий раз, когда диски и пластины прижимаются друг к другу, шлицевые и зубчатые соединения (т.е. выступы входят в канавки) обеспечивают сцепление боковой шестерни и корпуса дифференциала.
Когда автомобиль движется прямо, дифференциал диска сцепления работает аналогично стандартному дифференциалу. Задние колеса и корпус дифференциала вращаются с одинаковой скоростью. Пакеты сцепления применяются, но не требуются.
Когда автомобиль совершает поворот, более высокий крутящий момент из-за внешнего колеса вращается быстрее, чем корпус, и вызывает проскальзывание пакета сцепления.Это позволяет дифференциалу работать так же, как стандартный дифференциал при выполнении поворотов. Диски и пластины скользят друг относительно друга. Диски крутятся с боковыми шестернями, с поворотами пластинчатого корпуса, которые допускают разные скорости вращения между корпусом и боковыми шестернями. Поэтому задние колеса вращаются с разной скоростью.
Также прочтите | Что такое передний мост?
II. Дифференциал конусной муфты Дифференциал муфты конуса – Что такое дифференциалЭто другая версия самоблокирующегося дифференциала.Вместо пакетов фрикционов используются конусы с фрикционной накладкой. В коническом дифференциале используется конусообразная муфта, которая входит в зацепление с соответствующим конусообразным гнездом. Работа аналогична дифференциалу с диском сцепления. Пружина предварительного натяжения и давление бокового зубчатого колеса заставляют конус войти в выпуклое углубление в корпусе дифференциала.
Трение пытается заблокировать конус. Следовательно, боковая передача передает мощность на колесо с наибольшим сцеплением. И для диска сцепления, и для конусного дифференциала требуется специальное трансмиссионное масло с ограниченным проскальзыванием.Использование обычного трансмиссионного масла в дифференциале повышенного трения вызовет проскальзывание и вибрацию дисков и пластин или конусов во время поворота.
Также прочтите | Что такое универсальный шарнир?
3. Нескользящий дифференциалЭтот дифференциал является регулятором крутящего момента. Возможна предварительная загрузка системы. Итак, дифференциал действует по результирующим моментам. Предварительная нагрузка может регулироваться.
Преимущества нескользящего дифференциала- Максимальная тяга при любом уровне сцепления
- Уменьшение расхода топлива.
- Уменьшается износ шин.
- Комфортное вождение.
- Обеспечение постоянной скорости привода.
- Уменьшается недостаточная поворачиваемость в поворотах.
Также прочтите | Что такое коробка передач?
4. Двухступенчатый дифференциал Дифференциал с двойным редуктором – Что такое дифференциалВ бортовых передачах имеется одноступенчатый редуктор. Это единственная редукторная передача в максимальных автомобилях и легковых автомобилях, а также в некоторых грузовиках средней грузоподъемности между карданным валом и колесами.Конечные передачи с двойным редуктором используются для большегрузных автомобилей. При таком расположении нет необходимости иметь большое зубчатое колесо для достижения требуемого передаточного числа.
Первая редукторная передача достигается за счет единой фиксированной конечной передачи посредством шестерни и зубчатого венца. Вторичная шестерня расположена на валу первичного зубчатого венца. Понижение второй шестерни является результатом вторичной шестерни, которая плотно соединяется с первичной зубчатой передачей и приводит в движение более крупную косозубую шестерню, которая крепится к картеру дифференциала.
Двухступенчатые бортовые редукторы могут быть разработаны для транспортных средств, таких как 5-тонные грузовики. В большинстве коммерческих автомобилей такого размера используется одноступенчатая или двухступенчатая коробка передач.
Также прочтите | Что такое сцепление?
Часто задаваемые вопросы – что такое дифференциал Что такое дифференциал?Дифференциал представляет собой набор шестерен, передающих мощность двигателя на колеса, при этом позволяя им вращаться с разной скоростью. При заднем приводе (RWD) дифференциал находится между задними колесами, которые связаны с трансмиссией карданным валом.
Какие бывают типы дифференциалов?Между транспортными средствами используются четыре общих различия: открытые, с блокировкой, с ограниченным проскальзыванием и вектором крутящего момента.
Понравилась эта статья? Не забудьте поделиться им! ❤️
Самоблокирующийся межосевой дифференциал — Audi Technology Portal
Назад к обзоруВ 2005 году компания Audi приступила к следующему этапу эволюции своей классической системы привода quattro во втором поколении RS 4. Новый самоблокирующийся межосевой дифференциал, который сегодня используется во многих моделях, сохранил верность принципу механической функцию, но представляет собой значительный прогресс по сравнению с дифференциалом Torsen.
В нормальных условиях движения мощность распределяется в соотношении 40:60 между передней и задней осями. Такое асимметричное и динамичное распределение крутящего момента обеспечивает спортивную управляемость с уклоном в сторону задней части. Межосевой дифференциал может отводить до 60 процентов мощности на переднюю часть и до 80 процентов на заднюю, если это необходимо. Если колесо на одной из осей пробуксовывает, электронная блокировка дифференциала EDL регулирует его, задействуя тормоза.
Самоблокирующийся межосевой дифференциал выполнен в виде планетарной передачи.Внутренняя шестерня окружает солнечную шестерню; Между этими двумя элементами вращаются роликовые планетарные шестерни, соединенные с вращающимся корпусом. Они распределяют крутящий момент асимметрично – несколько большая часть течет назад через внутреннюю шестерню большего диаметра и связанный с ней выходной вал. Меньшая фракция передается на меньшую солнечную шестерню, откуда направляется на переднюю ось.
При снижении тяги на одной из осей винтовая форма шестерен и их косые шлицы создают осевые усилия в дифференциале.Эти силы воздействуют на фрикционные диски, чтобы обеспечить желаемый момент блокировки и перенаправить мощность на колеса с лучшими коэффициентами трения.
Полноразмерный внедорожник Q7 (расход топлива в смешанном цикле, л/100 км: 10,7–7,2; выбросы CO в смешанном цикле, 2 , г/км: 249–189) использует специальную форму трансмиссии quattro – в данном случае , самоблокирующийся межосевой дифференциал интегрирован в отдельную раздаточную коробку. Солнечная шестерня использует цепь для привода вспомогательного вала, который проходит мимо коробки передач к передней оси.Цепь используется для транспортировки масла, что устраняет необходимость в обычно используемом масляном насосе. Вся трансмиссия Q7 значительно похудела на последнем этапе эволюции. Тем не менее, раздаточная коробка очень прочная. Это также обеспечивает высокий дорожный просвет, что является важной чертой для использования на бездорожье.
Статус: 2011
Как работает самоблокирующийся винтовой дифференциал и что такое предварительный натяг. Принцип работы самоблокирующегося винтового дифференциала и что такое преднатяг Преднатяг самоблокирующегося дифференциала что такое
Мы рассмотрели устройство свободного дифференциала и принцип работы винтового дифференциала повышенного трения.Во второй части мы рассмотрим устройство и принцип работы дискового дифференциала. Итак, дисковый дифференциал повышенного трения (далее ДПД) состоит из тех же основных деталей, что и «свободный» дифференциал, но в его конструкции есть несколько отличий,
а именно добавлены два пакета стальных фрикционных дисков. Фрикционные диски в дифференциале 2 типа первые (обозначены синим цветом на рис.1) через шлицевое соединение устанавливаются на полуосевые шестерни и вращаются вместе с ними .
Вторые отмечены оранжевым цветом на рис. 1, в свою очередь, имеют «ушки», которые устанавливаются в пазы на корпусе дифференциала и могут вращаться только вместе с ним. Диски могут свободно вращаться друг относительно друга, но если сжать их вместе с достаточным усилием, то между ними возникнет трение, что приведет к частичной блокировке дифференциала. А это значит, что корпус дифференциала и шестерни полуосей (а вместе с ними и полуоси) будут вращаться как одно целое.
Для этого в пространстве между шестернями полуосей в корпусе дифференциала установлена листовая рессора; она стремится раздвинуть шестерни, сжимая таким образом пакеты фрикционных дисков с определенной силой, даже когда дифференциал не вращается. Сила, с которой пружина сжимает пакеты фрикционов, называется «преднатягом» ДПТ. Также роль пружины может выполнять тарельчатая шайба, которая устанавливается вместе с пакетом фрикционных дисков.
Однако одного усилия пружины недостаточно для полной блокировки дифференциала. При работе дифференциала необходимое усилие сжатия фрикционов создается непосредственно шестернями полуосей и сателлитами. Дело в том, что эти шестерни представляют собой конические шестерни. У них есть одна особенность: при передаче крутящего момента через коническую зубчатую пару в ней возникает не только окружная сила, но и радиальная сила, стремящаяся «оттолкнуть» шестерни друг от друга.
|
Шестерни полуосей могут перемещаться продольно по шлицам привода в определенных пределах.
Таким образом, при передаче крутящего момента через коническую пару сателлит-шестерня полуоси возникает радиальная сила, стремящаяся раздвинуть шестерни. Шестерня полуоси перемещается по шлицам полуоси, сильнее сжимая пакет фрикционов.
Рассмотрим принцип работы ДПТ на примере, который мы рассмотрели в первой части нашей статьи. Так левым ведущим колесом автомобиль попадает на поверхность со слабыми сцепными свойствами (лед, грязь, масляное пятно и т.), но теперь наша машина оснащена ДПТ дискового типа. Одно из колес с меньшим сцеплением начинает буксовать, пусть это будет левое колесо. Шестерни полуоси и сателлиты начинают вращаться относительно корпуса дифференциала и друг друга, между ними возникают радиальные силы, шестерни полуоси раздвигаются, сжимая фрикционные пакеты. Для вращения правого колеса, находящегося на поверхности с лучшим сцеплением, требуется больший крутящий момент, а значит, расширяющая (радиальная) сила, создаваемая в зубчатой паре сателлит-правая полуось, будет больше, чем на левой стороне.Соответственно пакет фрикционов справа будет сжат сильнее и дифференциал будет распределять больший крутящий момент на правое колесо, сцепление которого с покрытием, как мы помним, лучше.
| |
С другой стороны, при прохождении поворотов, по крайней мере, на малом газу, ДПТ с низкими значениями преднатяга ведет себя почти как открытый дифференциал. «Почти» означает, что процессы, описанные выше в дифференциале, хоть и происходят из-за того, что шестерни полуоси движутся с разной скоростью, однако радиальные усилия в парах сателлит-полуоси малы в этой ситуации, пакеты фрикционов сжимаются не сильно и фрикционные пластины преодолевают силу трения, позволяя полуосям вращаться с разной скоростью.И здесь важно понимать, что чем больше крутящего момента проходит через дифференциал на ведущие колеса, тем сильнее будут сжиматься пакеты фрикционов, иными словами, чем сильнее вы нажимаете на газ в повороте, тем сильнее блокируется дифференциал. .
Дисковые замки ВАЗ
Выше мы рассмотрели конструкцию и принцип работы простейшего дифференциала повышенного трения дискового типа. Выпускаемые сегодня дисковые ДПТ для автомобилей ВАЗ имеют несколько иную конструкцию.Основные отличия видны из рисунка:
|
Как видно из рисунка, ось сателлитов в таком ДПТ закреплена не жестко в корпусе дифференциала, а зажата между двумя нажимными манжетами, которые своими выступами входят соответственно в пазы в корпусе дифференциала , чашки могут вращаться только вместе с корпусом дифференциала, при этом имея возможность перемещаться в канавках поступательно относительно корпуса дифференциала.
В конструкцию введены нажимные манжеты не только для передачи усилия от бортоснаща к пакету фрикционов, но и для обеспечения заданных характеристик блокировки.
Итак, автомобиль едет прямо по дороге, дифференциал и вся его «начинка» вращаются как единое целое, левое ведущее колесо автомобиля попадает на участок с плохим сцеплением и начинает буксовать. При этом полуосевая шестерня правого ведущего колеса начнет вращаться относительно картера дифференциала, сателлиты, находящиеся в зацеплении с ней, начнут двигаться, в зубчатых парах возникнет радиальная сила, за счет которой муфта пакеты начнут сжиматься.Все то же самое, что и в предыдущем случае, но на этот раз есть одно существенное отличие. Как мы помним, ось с сателлитами закреплена между двумя прижимными чашками, пазы в чашках фигурные:
|
Чашки могут раздвигаться при сжатии пакетов муфт. При разгоне на ровной поверхности блокировка тоже сработает, но не за счет радиальных усилий в зубчатых парах шестерни сателлит-полуоси, а только за счет стремления шестерен полуоси, сателлитов и, в большинстве главное, чтобы оси сателлитов вращались относительно прижимных чашек.При этом оси сателлитов будут давить на скошенные края канавок в стаканах, раздвигая их, а стаканы, в свою очередь, будут сжимать пакеты фрикционов. Интенсивность блокировки при этом зависит от момента, проходящего через дифференциал в данный момент, и от угла наклона стенок посадочных канавок оси сателлита в напорных стаканах. Сила, действующая на нажимные стаканы со стороны оси-шестерни, одинакова для обоих стаканов, а значит, на оба ведущих колеса будет передаваться одинаковый крутящий момент от двигателя.
Данная конструкция ДПТ позволяет точно установить характеристики блокировки дифференциала за счет изменения профиля канавок в нажимных стаканах, при этом дифференциал может быть заблокирован, частично или полностью, не только при разгоне, когда водитель нажимает на газа, но и на сбросе газа и при торможении двигателем, здесь мы вплотную подходим к трем основным типам дисковых замков, которые чаще всего встречаются при следующем обозначении:
- 1-СТОРОННИЙ — у посадочных мест напорных стаканов скошены только задние (относительно направления вращения дифференциала) стенки.Передние стенки образуют с краем присоски прямой угол, упираясь в них, ось сателлитов не раздвигает присоски. Такой дифференциал будет заблокирован только при ускорении автомобиля.
- 1.5 WAY — у посадочных мест напорных стаканов скошены не только задние (относительно направления вращения дифференциала) стенки, но и передние, но передние скошены под более острым углом. Эта блокировка будет работать как при разгоне, так и при торможении двигателем, но при торможении она будет меньше блокироваться.
- 2 НАПРАВЛЯЮЩИХ — в месте прилегания прижимных стаканов как задняя, так и передняя стенки скошены под одинаковыми углами. Эта блокировка будет работать как при разгоне, так и при торможении двигателем и будет блокироваться одинаково интенсивно.
Дисковые ДПТ являются точным и относительно надежным инструментом при доработке автомобиля, благодаря своим характеристикам позволяют эффективно передавать тягу от двигателя на ведущие колеса на любых покрытиях, а при использовании блокировок 1,5 и 2 WAY могут положительно сказываются на управляемости автомобиля при торможении, прохождении поворотов.
Однако при всех своих достоинствах они имеют и ряд недостатков, в первую очередь, это узел подверженный износу, фрикционные диски изнашиваются, а блокировка со временем работает все хуже и хуже, и в какой-то момент потребует разборка и замена пакетов фрикционных дисков. Также при эксплуатации дисковых аварий требуется заливать в них специальное масло, которое дороже обычного. Момент срабатывания блокировок дисков наступает достаточно резко и, если это происходит при маневрировании на переднеприводном автомобиле, возможны довольно сильные рывки руля, но это зависит еще и от крутящего момента на колесах.Так что этот эффект можно минимизировать, проходя повороты «на малом газу» и открывая дроссель на самом выходе из поворота.
Кратко резюмируем все вышесказанное:
Стандартный дифференциал .
Распределяет крутящий момент между колесами в соотношении 50/50%. Устанавливается на автомобиль с завода.
Плюсы:
Хорошая управляемость автомобиля;
Низкий износ шин.
Легкость вождения для водителя с любым стажем.
Минусы:
Если одно колесо пробуксовывает, то на второе колесо передается момент, равный моменту пробуксовки.
Ускорение неэффективно, если, например, одно колесо находится на льду.
Плюсы:
Цена 5000 — 9000 руб.;
Более высокая проходимость автомобиля по покрытиям с разным коэффициентом сцепления по сравнению со штатным дифференциалом;
Распределяет крутящий момент между колесами до 30/70% при этом не мешая прохождению поворотов;
Мягкость срабатывания;
Надежность конструкции.
Минусы:
Предварительная нагрузка со временем ослабевает.
Применение:
Повседневное вождение, туризм, любительский спорт.
Плюсы:
Коэффициент блокировки варьируется в широком диапазоне;
Управляемость автомобиля зависит от предварительной нагрузки;
Максимальное ускорение автомобиля на поверхностях с различным уровнем сцепления.
Минусы:
Цена от 10 000 руб.;
Острый ответ;
Высокая стоимость обслуживания.
Применимость:
Автоспорт: кольцевые гонки, ралли, ралли-кросс, дрифт.
Изучаем конструкцию основных типов самоблокирующихся дифференциалов. Какой самоблок (если он, конечно, не установлен на заводе) подходит для вашего автомобиля?
Создание универсального механизма, отлично работающего в любых условиях, — мечта каждого дизайнера. Однако проверенное на бумаге решение на практике обязательно обрастает своими «но».Иногда случаются парадоксы: достоинства и основное назначение узла в определенных условиях становятся его недостатками. Типичным примером является свободный дифференциал.
Ахиллесова пята
Для простоты понимания проблемы свободных дифференциалов, используемых на большинстве автомобилей, рассмотрим пример с их межколесными представителями — так как межосевые аналоги на полноприводных автомобилях работают точно так же.
Цепь работает ровно до тех пор, пока одно из колес не потеряет сцепление с дорогой. Например, когда правые колеса машины стоят на асфальте, а левые на льду.В силу своей конструкции обычный дифференциал имеет чрезмерную свободу. Колесо, стоящее на льду, будет беспомощно вращаться, а колесо, стоящее на асфальте, останется неподвижным.
Стремление решить проблему привело инженеров к созданию дифференциалов двух новых типов — с принудительной блокировкой и самоблокировкой, повышенным трением (LSD, Limited-Slip Differential). Вторая группа получила более широкое распространение. Эти дифференциалы работают автономно и не требуют внешнего привода.Они устанавливаются в стандартной комплектации на многие спортивные автомобили и кроссоверы. Или вы можете купить и установить самоблок на свой автомобиль самостоятельно. Самые ходовые — червячные (винтовые) и дисковые.
Дифференциалы LSD по принципу работы делятся на две группы: срабатывающие от изменения крутящего момента и от разницы угловых скоростей. Винты относятся к первому, а диск — ко второму.
Диско
Вариантов конструкции дисковых самоблоков очень много, но основа их одна: к обычному свободному дифференциалу добавляются два пакета фрикционных дисков, которые обеспечивают блокировку узла при включении одного из ведущих колес проскальзывает.
Каждый пакет расположен между корпусом дифференциала и одной из боковых шестерен. По конструкции он напоминает фрикционы v автоматических коробок. Одна часть дисков в пакете зацепляется с бортовой шестерней, а другая с корпусом дифференциала. При обычном движении автомобиля (например, в повороте) сцепления разжаты и самоблокировка никак себя не проявляет: сателлиты обеспечивают разную скорость вращения колес. Но при пробуксовке одного из колес пакеты дисков сжимаются — и шестерни полуоси приобретают непосредственную связь с вращающимся корпусом дифференциала.
Основное сжатие дисков происходит за счет осевого смещения полуосевых шестерен. Последние конические, как и шестерни сателлитов. При передаче момента через такое зацепление помимо центробежной силы возникает и осевая сила. Она стремится разъединить шестеренки. Спутники закреплены на своих осях и не могут двигаться. А вот их полуосевые сёстры на это способны, ведь они подвижны на шлицах колёсных приводов. В результате расхождения к стенкам дифференциала шестерни сжимают свои пакеты фрикционов.
В некоторых самоблоках начальное сжатие фрикционов обеспечивается пружиной между боковыми шестернями. Другие вместо этого используют конические стопорные кольца, которые также создают определенный предварительный натяг. Встречаются конструкции с замысловатым центральным блоком (см. схему 1), у которых оси сателлитов при смещении, например, при резком разгоне автомобиля, размыкают большие полукольца — и они сжимают пакеты фрикционов. Это в дополнение к сжатию боковыми шестернями, когда колесо проскальзывает.
Червячная
Среди червячных самоблоков наиболее известен дифференциал Torsen. Его название происходит от английского термина чувствительный к крутящему моменту, «чувствительный к крутящему моменту». Такой дифференциал первого типа (Т1) был изобретен еще в 1958 году, тем не менее возможности этой конструкции остаются непревзойденными и по сей день.
Конструкция T1 сильно отличается от свободного дифференциала. Роль обычных сателлитов играет затейливая червячная передача, густо «наросшая» на шестерни полуоси.Благодаря особенности своей работы он способен блокировать дифференциал. Дело в том, что червячная передача необратима: передача крутящего момента возможна только от ведущего звена (червяк) к ведомому звену (полуосевая передача). То есть при пробуксовке колеса его полуосевая шестерня не сможет провернуть червяк из-за больших сил трения.
В корпусе Torsen T1 закреплены три пары поперечных червяков (сателлитов), которые соединены между собой отдельными прямозубыми шестернями, расположенными по краям их осей.При этом каждый парный червяк находится в зацеплении со своей полуосевой шестерней. При движении автомобиля в повороте вся эта красота работает как сателлиты свободного дифференциала, обеспечивая необходимую разницу скоростей вращения колес. Но как только момент на одном из колес изменяется из-за потери сцепления с дорогой, червячная передача блокируется. Причем до физического пробуксовывания «слабого» колеса дело даже не доходит.
Конструкция Torsen настолько чувствительна к изменениям крутящего момента на осях, что мгновенно блокирует дифференциал, позволяя передавать крутящий момент на колесо с лучшим сцеплением.
Торсен второго типа (Т2) проще. Аналогичный принцип работы имеет самоблокирующийся дифференциал Quaife, запатентованный в 1965 году. Один из вариантов этой конструкции показан на схеме 3. Два ряда винтовых сателлитов расположены продольно в корпусе дифференциала. Каждая из них входит в зацепление со своей осевой шестерней. При этом сателлиты из разных рядов также подключаются попарно. По архитектуре и принципу действия эта конструкция напоминает червячную передачу Torsen T1, но с продольным расположением… В зависимости от модели такого блока самоблокировки он может содержать от трех до пяти пар сателлитов.
При движении автомобиля в повороте пакет продольных сателлитов работает так же, как и его аналоги в обычном дифференциале. При проскальзывании колеса в косозубом зацеплении возникают осевые и радиальные силы. Они как бы раздвигают полуосевые шестерни и их сателлиты, прижимая их концами к корпусу дифференциала. В отличие от схемы Т1 червяки Т2 не закреплены на отдельных осях, а стоят по подобию колодцев.В результате возникает ряд пар трения. Во-первых, это полуосевые шестерни и стенки дифференциала, во-вторых, сателлиты и их колодцы. Причем черви в них врываются так, что они соприкасаются со стенками в продольном и поперечном направлениях. Все эти силы трения вместе блокируют дифференциал.
На своем месте
Если в конкретной модели автомобиля отсутствует самоблокирующийся дифференциал (LSD), а владелец хочет, чтобы он чувствовал себя увереннее на бездорожье или получал больше удовольствия от вождения на гоночной трассе, есть несколько способов решить проблему.
Выбор блока самоблокировки зависит от режима работы машины. Если это обычная повседневная езда и любительские соревнования по различным дисциплинам, то первым делом нужно изучить все существующие модификации автомобиля. Не исключено, что некоторые версии получают LSD на заводском конвейере, но не поставляются на наш рынок. В этом случае можно заказать самоблок из каталога или поискать б/у. Лучше брать новый: он дороже, но будет уверенность, что он встанет на машину, как родной.Еще важнее другое: производитель тестировал автомобиль с таким дифференциалом, подбирал его тип (дисковый или винтовой) и характеристики, чтобы по-настоящему раскрыть потенциал машины.
Бывают парадоксы: достоинство узла в определенных условиях становится его недостатком
Если нет заводского исполнения, то предпочтительнее взять винтовой дифференциал типа Torsen T2/Quaife. Он проще и намного дешевле версии Т1, но при этом не сильно отстает по производительности.Подобные дифференциалы предлагаются многими другими производителями. Среди достоинств такого самоблокирующегося узла — быстрое, но мягкое и предсказуемое срабатывание, широкий диапазон изменения крутящего момента на колесах, внушительный ресурс и надежность. При выборе дифференциала рекомендуется ограничиться предварительным натягом до 7 кг. В противном случае его ресурс будет заметно ниже из-за повышенного износа. внутренние элементы- без получения заметных ездовых дивидендов.
Если вам нужна подготовка к соревнованиям профессионального уровня по бездорожью и треку, лучше выбрать дисковую самоблокировку.Рынок предлагает множество подобных сайтов. Часто такие самоблоки имеют предварительный натяг 10 кг. Это делает их отличными в конкурентных условиях, но также и крайне непрактичными в повседневной езде, так как они блокируются слишком рано и сильно. Дисковые дифференциалы легче переваривают высокую степень преднатяга, но достаточно быстро проседают. Для его восстановления потребуется снять и полностью разобрать узел.
КЛАССИФИКАЦИЯ
Коэффициент блокировки (KB) — одна из двух основных характеристик самоблокирующегося дифференциала.КБ характеризует соотношение моментов на отстающем колесе (имеющем хорошее сцепление с дорогой) и на бегущем (потеряющем сцеплении). Для свободного межколесного дифференциала он равен единице — дифференциал всегда делит крутящий момент между осями поровну. Для самоблоков КВ обычно составляет от 1 до 5. То есть при самом высоком коэффициенте такой дифференциал может реализовать на отстающем колесе в пять раз больший крутящий момент, чем на ведущем. Некоторые производители указывают КБ в процентах. Если конкретный дифференциал имеет передаточное отношение 30%, то он может передать максимум 65% крутящего момента на колесо с лучшим сцеплением (стандартные 50% плюс 30% оставшейся половины, то есть еще 15%).Если KB 70%, то на это колесо будет приходиться до 85% усилия (50%+35%). КБ зависит от конструктивных особенностей дифференциала. Для червячных (винтовых) узлов это прежде всего угол нарезки зубьев на шестернях, а для дисковых — конфигурация фрикционов.
Другая важная характеристика дифференциала — преднатяг. Чем он больше, тем значительнее начальный момент внутреннего трения в узле. В основном это зависит от тех же функций, что и KB. Однако современные самоблоки все чаще имеют в своей схеме прокладки.Они стоят между шестернями полуосей и дополнительно расширяют их, увеличивая предварительный натяг, который можно настроить под любые условия эксплуатации.
Дополнительным преимуществом конструкции шайбы является возможность продлить срок службы дифференциала. Со временем неизбежен износ зубьев червяков и фрикционных дисков, что снижает предварительный натяг и КПД агрегата. Замена пружинных конических шайб, которые также ослабевают, позволит повторно активировать самоблок, если подобрать необходимое количество шайб и их толщину.Важно учитывать, что повышенный предварительный натяг всегда увеличивает нагрузку на любой дифференциал, что неизбежно увеличивает его износ и снижает ресурс.
Автомобильный дифференциал — устройство, распределяющее крутящий момент от ведущего вала на правое и левое ведущие колеса одной оси (межколесный дифференциал) или передающее крутящий момент от двигателя на переднюю или заднюю ось (межосевой дифференциал). Его чистое механическое устройство отличается простотой (обычно всего четыре конических шестерни), компактностью и полностью соответствует своему названию: если оба колеса оси имеют одинаковое сцепление и усилие, необходимое для раскручивания каждого из колес, одинаково, то дифференциал делит крутящий момент в фиксированном соотношении (обычно 50:50) и не препятствует вращению выходных валов на разных скоростях.
Но как только появится заметная разница в сцеплении колес с дорогой (например, одно колесо упало на лед, а другое осталось на асфальте), дифференциал тут же начнет перераспределять момент на колесо, усилие на вращение которого меньше всего (то есть к тому, что на льду). В результате колесо на асфальте перестанет получать крутящий момент и остановится, а колесо на льду возьмет на себя весь момент и будет вращаться с повышенной угловой скоростью, а планетарный механизм будет играть роль редуктора, увеличивающего скорость вращения этого колеса.Естественно, это явление сильно ухудшает проходимость и управляемость автомобиля. Ведь по логике вещей, в рассматриваемой ситуации целесообразно передать момент на колесо, находящееся на асфальте, чтобы автомобиль мог продолжать движение.
Выходом из этой ситуации стало использование автоматического дифференциала повышенного трения. Автором этого дизайна является англичанин Род Куэйф.
Конструкция дифференциала представляет собой планетарный редуктор, состоящий из червячных передач: ведомой (полуосевой) и ведущей (сателлиты).Оси сателлитов параллельны полуосям, а сами сателлиты расположены в своеобразных карманах чашки дифференциала. При этом спаренные сателлиты не имеют цилиндрического зацепления, а образуют друг с другом еще одну гипоидную пару, которая, заклинивая, также участвует в процессе блокировки полуосей.
Когда одно из колес (например, правое) начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня 1 вращается медленнее корпуса дифференциала
и проворачивает находящийся с ним в зацеплении червячный сателлит 2.Он передает движение на сателлит 3 от левого ряда, сопряженного с ним, а тот на левую полуосевую шестерню 4. Это обеспечивает разные угловые скорости колес в повороте.
Из-за разности крутящего момента на колесах в косозубом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни 1, 4 и сателлиты 2, 3 своими концами к корпусу и крышке дифференциала. Сателлиты 2 и 3 также прижимаются к поверхностям отверстий, в которых они расположены. За счет этого возникают силы, осуществляющие частичную блокировку полуосей.Степень блокировки определяется коэффициентом блокировки.
Основными характеристиками самоблокирующегося дифференциала являются: коэффициент блокировки (%), и величина предварительной нагрузки (кг).
Дифференциальный боксирующий коэффициент (CBD) есть соотношение между моментами на отстающем колесе и на бегущем колесе. CBD выражается в процентах — от 0 до 100%. Коэффициент блокировки определяется углом наклона зуба червячной передачи. Обычно 24 градуса.Настоящая марка «Quife» имеет 36-градусный угол наклона зубцов-сателлитов. Две сваренные полуоси имеют стопроцентный КБР.
Предварительная нагрузка устанавливается путем установки пакета специальных пружинных шайб, что обеспечивает предварительную «распорку» шестерен внутри замка. Комплект шайб в сумке обычно составляет 1 см в сложенном виде. Доступны шайбы различной толщины, что позволяет выбирать и регулировать крутящий момент предварительной нагрузки. Ресурс предварительного натяга — это натяг до 5 кг, т.к. шайбы не сжимаются до состояния полосы при таком натяжении.Блокировка с таким натягом может критически не терять своих свойств в течение 3…4 лет. Любая натяжная блокировка теряет до 1 кг натяжения в первые 2 месяца эксплуатации. По рекомендациям специалистов величина преднатяга переднего винтового самоблокирующегося дифференциала не должна превышать 5,0 кг, а заднего — 7,0 кг. Если замок имеет максимальный предварительный натяг 8-9 кг, то шайбы в мешке будут сжаты до плоского состояния, что приведет к потере пружинящих свойств мешка.
Preload — это компромисс между комфортом езды и сцеплением. Чем выше значение преднатяга, тем раньше и резче срабатывает блокировка, что хорошо на бездорожье, но может быть опасно в обычных условиях движения. Это особенно важно при установке «самоблока» на переднюю ось, так как это может привести к нежелательным рывкам на руле. Вавод такой: много ездите по бездорожью, для вас важно раннее срабатывание блокировки — выбирайте большой преднатяг, большую часть времени ездите по нормальным дорогам — подойдут блокировки с меньшим значением.
Основные преимущества самоблокирующегося дифференциала «Quife»
- позволяет частично устранить пробуксовку при разных коэффициентах сцепления автомобильных колес
- повышает проходимость и управляемость автомобиля при движении по дорогам с различным покрытием
- улучшает динамику разгона автомобиля на дорогах с любым покрытием
- не требует особых усилий от водителя (блок самоблокировки включается автоматически)
- взаимозаменяем со стандартными дифференциалами
- полной блокировки не происходит, что исключает повреждение полуосей
- разблокируется при выпуске газа
Винтовые самоблокирующиеся дифференциалы наиболее подходят для использования на обычных автомобилях… Они надежны (сопоставимы по ресурсу с КПП), имеют максимально плавные моменты включения/выключения и широкие возможности блокировки.
Как работает самоблокирующийся дифференциал?
На рисунке показан эскиз самоблокирующегося дифференциала. Рассмотрим его элементы и то, как он работает.
Когда одно из колес (например, правое) начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня 4 вращается медленнее корпуса 1 и поворачивает сателлит 5, находящийся с ним в зацеплении.шестерня левой полуоси 3. Это обеспечивает разные угловые скорости колес в повороте. За счет разности крутящих моментов на колесах в косозубом зацеплении возникают осевые и радиальные усилия, прижимающие полуосевые шестерни 3, 4 и сателлиты 5, 6 своими концами к корпусу 1, 2. Сателлиты 5, 6 также прижимаются к поверхности отверстий 8, в которых они расположены. За счет этого создаются силы, осуществляющие частичную блокировку.
Преднатяг
В результате срабатывания любого межколесного самоблокирующегося дифференциала винтового или кулачкового типа (далее — самоблокировка) в трансмиссии автомобиля возникают кратковременные пиковые нагрузки, которые способствуют повышенному износу деталей трансмиссии.При работе «самоблокировки» на переднюю ось автомобиля может создаваться дополнительное толкающее усилие на колесо, что требует особой осторожности и навыков водителя и на короткое время резко снижает характеристики управляемости автомобиля.
Муфта предварительного натяга соединяет полуоси с определенным усилием, заданным значением предварительного натяга. При превышении усилия полуоси вращаются относительно друг друга и механизм работает как обычный винтовой замок.
Преднатяговая муфта, применяемая в «самоблокировках» производства ВАЛ-РЕЙСИНГ:
Исключает возникновение пиковых нагрузок в трансмиссии автомобиля и на рулевом колесе;
Способствует более раннему срабатыванию «самоблокировки» в условиях движения, требующих повышенной проходимости автомобиля;
При полном отсутствии момента на одном вращающемся колесе позволяет надежно подключить в работу второе неподвижное колесо этой же оси (ситуация трогания автомобиля с места в условиях диагонального вывешивания или трогания автомобиля с места при вывешивании одного колеса ведущий мост на домкрате).*
* — это свойство приобретается автомобилем с помощью «самоблока» с высокими «помехами», точные значения которых в настоящее время устанавливаются дорожными испытаниями. Такие «самоблоки» рекомендуется устанавливать только на заднюю ось автомобилей, используемых в основном для езды по бездорожью или для участия в соревнованиях по бездорожью.
** — Условное отношение пробега по бездорожью и скользкому покрытию к общему пробегу
Как работают автохабы на автомобилях 4X4
Опубликовано в Безопасное вождениеСтарый стиль — ступица или F Втулки с перекатыванием
Полноприводные автомобили с неполным приводом поставляются в различных конфигурациях с различными средствами выбора 4WD.Одним из более старых вариантов являются автомобили, оснащенные ступицами свободного хода. При блокировке ступицы старого образца для включения 4WD от водителя требовалось остановиться, выйти из машины и физически повернуть ручку на обеих ступицах, что не очень хорошо, если идет дождь или ступица зарыта в грязь или под водой.
Вы могли видеть эти ступицы на старых автомобилях Toyota, Troop Carrier и Land Cruiser.
Как работают втулки свободного хода?
Ступицы свободного хода или фиксирующие ступицы соединяют или расцепляют полуось переднего моста со ступицей передних колес.Это позволяет 4WD вести себя так же, как обычный полноприводный автомобиль с «приводными» только задними колесами. Только когда выбран 4WD и ступицы установлены в «заблокированное» положение, автомобиль работает как полноприводный — с передачей мощности на все колеса.
Втулка свободного хода или блокировки содержит подпружиненное кольцо, которое скользит внутрь и входит в зацепление с полуосью переднего моста , когда привод находится в положении «Блокировка». Когда привод установлен в положение «Свободно», переднее колесо вращается независимо от передних приводных валов и дифференциала, и автомобиль фактически является полноприводным.Когда привод установлен в положение «Блокировка», передние колеса, приводные валы и дифференциал соединяются как единое целое. После включения раздаточной коробки и выбора High 4×4 или Low 4×4 автомобиль работает в режиме 4WD. Узнайте больше об обучении 4WD
Выбор 4WD в автомобиле, оснащенном ступицами свободного хода, включает два отдельных действия. Ступицы должны быть «заблокированы», а раздаточная коробка должна быть установлена либо на h5x4, либо на L4x4. Если внутри автомобиля был выбран 4×4, а ступицы все еще находятся в свободном положении, передний дифференциал и приводные валы вращаются и «приводятся в движение», но автомобиль все еще находится в режиме 2WD, поскольку ступицы не соединены с остальной частью привода. тренироваться.Нет никакой разницы, какое действие произойдет раньше — блокировка ступиц или включение полного привода.
Ступицы с автоматической блокировкой нового типа. Будьте осторожны, они могут быть непростыми. Их можно заблокировать вручную с помощью колесного ключа.
Благодаря новой ступице с автоматической блокировкой вы можете выбрать 4WD, переместив рычаг переключения передач в положение h5 или L4, , но сделать это можно только на неподвижном автомобиле. Теперь это делается электронным способом при выборе 4WD, если электроника выходит из строя и вы не можете выбрать 4WD, и у вас есть ступицы нового типа, вы можете вручную заблокировать ступицы, используя колесную скобу, чтобы повернуть гайку в центре ступицы. в положение блокировки. Если вы заблокировали ступицу нового стиля вручную в положении блокировки, вы можете ездить по дорогам с твердым покрытием, но не в режиме 4WD. Никогда не ездите на 4WD по дороге с твердым покрытием.
Если вы заблокируете ступицы вручную с помощью колесного ключа, то вы можете выбрать h5 во время движения, но если вы хотите L4, остановите автомобиль и выберите L4.Если вы ездите по грунтовым дорогам и дорогам с твердым покрытием, оставьте положение блокировки и выберите h5 для грунтовых и 2H для грунтовых дорог. Всегда меняйте на 2H для битумных дорог.
Втулки с автоматической блокировкой
Втулки с автоматическим замком работают по тому же принципу, что и втулки свободного хода, без необходимости выходить из автомобиля, чтобы вручную повернуть привод. Многие новые 4WD поставляются с этим в качестве стандартного оборудования. Эти агрегаты очень просто включаются «на лету», когда в кабине выбирается 4WD. Обычно они отключаются задним ходом после отмены выбора 4×4.
Некоторым нравятся втулки с автоматической блокировкой из-за фактора безопасности. С ступицами свободного хода можно выбрать 4WD в кабине, думая, что ступицы «заблокированы», а затем наткнуться на трясину только для того, чтобы обнаружить, что ваши ступицы находятся в свободном положении, а вы все еще находитесь в 2WD. Ступицы свободного хода были разработаны для уменьшения трения и количества движущихся частей в полноприводных автомобилях. Узнайте больше о курсе восстановления 4X4
Зачем вообще нужны ступицы свободного хода?
Втулки свободного хода были разработаны для уменьшения трения и количества движущихся частей в полноприводных автомобилях.Экономия не будет большой при работе со ступицами в положении «Свободно», поскольку меньшее количество движущихся частей также приводит к снижению уровня шума и более тихой езде с меньшей вибрацией от трансмиссии.
Когда блокировать концентраторы
Концентраторы свободного хода можно постоянно заблокировать без каких-либо неблагоприятных последствий. Это означает, что автомобиль всегда готов к включению 4WD, и вам не нужно выходить из автомобиля, чтобы включить привод. Многие станции и горнодобывающие машины проводят все свое существование с заблокированными ступицами.Если вы ездите в основном по битуму и предпочитаете работать только со ступицами в свободном положении, то рекомендуется время от времени блокировать ступицы, чтобы обеспечить «смазку разбрызгиванием» приводных валов.
В некоторых руководствах по эксплуатации рекомендуется проезжать не менее 15/20 км в месяц для обеспечения смазки. Руководство также настаивает на том, чтобы ступицы работали в одном и том же положении на каждом переднем колесе, то есть: обе заблокированы или обе свободны.
На практике мы блокируем ступицы всякий раз, когда предполагаем возможность использования полного привода и вообще всякий раз, когда вы едете по дорогам без покрытия.Нет ничего хуже, чем перелезать через капот или пробираться по колено в грязи, чтобы заблокировать ступицы, потому что вы не прошли через этот последний провал на 2WD. Обычно мы едем по шоссе со ступицами в свободном положении и блокируем их при движении по дорогам без покрытия.
Когда не включать полный привод
Полноприводные автомобили с неполным приводом предназначены для работы в условиях плохой тяги, на крутых склонах и на рыхлых или ненадежных поверхностях.Крутые повороты на асфальте или бетоне могут привести к повреждению компонентов трансмиссии и износу шин. Неполный полный привод вращает передние и задние приводные валы с одинаковой скоростью. Передние колеса должны вращаться с большей скоростью, чем задние колеса, чтобы совершить поворот.
Поскольку передний и задний приводы соединены и работают с одинаковой скоростью, все становится ужасно. Рулевое управление становится затруднительным, так как передняя часть «недостаточно поворачивается», а трансмиссия начинает «заедать».Что-то должно дать сбой, и это «заклинивание трансмиссии» приведет к рывкам, пробуксовке шин и, в конечном итоге, к выходу из строя компонентов. Обычно дорогие компоненты, такие как оси, дифференциалы или раздаточные коробки.
Следует избегать вождения с полным приводом по уплотненным поверхностям, если только автомобиль не спроектирован как постоянный 4WD. Если в вашем автомобиле установлены ступицы свободного хода или с автоматической блокировкой, это неполный рабочий день 4×4. Узнайте больше об обучении 4WD
Хорошие привычки
- Мы проверяем положение ступиц каждый день, просто поддерживая их в чистоте.Капля краски на стрелке индикатора и предпочтительном положении (заблокированном или свободном) позволяет легко взглянуть на них, когда вы проходите мимо.
- Регулярно ездите с заблокированными ступицами для смазки приводных валов.
- Заблокируйте ступицы и выберите h5 всякий раз, когда едете по неукрытым дорогам L4, прежде чем предпринимать рискованные маневры, и будьте абсолютно уверены в положении своих ступиц.
Ян Ван Мюнстер, инструктор по полноприводным автомобилям, много лет водил грузовики и автопоезда в отдаленные районы Северной территории.
Обзор работы дифференциала и передачи
В статье этого месяца мы рассмотрим несколько иную точку зрения и обсудим использование определенного типа снаряжения по сравнению с обычной статьей, посвященной конкретным деталям снаряжения. В своей базовой концепции, когда речь идет о ведущих мостах транспортного средства, существует два варианта того, как каждое ведущее колесо на любом конце картера оси вращается относительно другого.Первый вариант состоит в том, чтобы оба колеса всегда вращались с одинаковой скоростью, будучи соединенными с общим приводным валом (фактически). Второй вариант — позволить колесам вращаться независимо друг от друга, используя какое-либо устройство, которое в некоторой степени контролирует разницу вращения между ними. Двумя распространенными устройствами на обоих концах этого спектра будут катушка и дифференциал.
Катушка
Катушка представляет собой устройство, которое крепится болтами непосредственно к зубчатому венцу.Катушка приводится в движение зубчатым венцом и вращается на подшипниках внутри картера оси. Он имеет общие внутренние шлицы, в которые входят обе полуоси. Он эффективно блокирует обе оси вместе, как если бы они были одним целым, не допуская разницы в скорости вращения между этими двумя валами. Он имитирует процесс сварки двух полуосей вместе в месте, где их концы встречаются вблизи центра кожуха оси. Катушка действует как единая прочная точка соединения между осями, и это соединение вызывает царапание шин при повороте автомобиля на повороте.Оператор транспортного средства не имеет возможности контролировать работу золотника.
Дифференциал
Дифференциал (обычно именуемый открытым дифференциалом) состоит из нескольких частей, обычно в виде узла в корпусе. Зубчатый венец крепится болтами к этому корпусу или узлу, который, в свою очередь, вращается в подшипниках так же, как и катушка выше. Дифференциал имеет независимые внутренние шестерни, каждая из которых имеет внутренние шлицы, с которыми сопрягается соответствующая ось. Эти шестерни в сочетании с другими внутренними частями обеспечивают разницу скоростей и даже разные направления вращения между двумя полуосями.Если одна ось вынуждена вращаться на 10 процентов быстрее, чем зубчатый венец (по какой-либо причине), другая будет вынуждена вращаться на 10 процентов медленнее, чем зубчатый венец. Если одна полуось вынуждена вращаться на 100 процентов быстрее, чем зубчатый венец, другая будет вынуждена вращаться на 100 процентов медленнее или, по сути, не будет вращаться. При любом процентном значении выше 100 вторая ось фактически будет вращаться в направлении, противоположном первому. Если дифференциал не сломан, он никогда не действует как прочная точка соединения между осями и, как таковой, устраняет любое царапание шин на поворотах.Отрицательной стороной этого является то, что любая шина может потерять сцепление с дорогой, а дифференциал может передавать 100 процентов крутящего момента на ось, приводящую в движение эту шину и колесо, останавливая движение автомобиля. Водитель транспортного средства обычно имеет очень мало контроля над работой дифференциала. Однако ограниченный контроль над дифференциалом можно получить за счет одновременного включения стояночного тормоза и дроссельной заслонки. Еще больше контроля можно получить с введением рулевых тормозов.
Выбираемый шкафчик
Выбираемый замок обычно находится в сборе в корпусе и, как и другие, приводится в движение зубчатым венцом и вращается в тех же подшипниках в картере оси.Выбираемая блокировка похожа на одновременное наличие золотника и дифференциала. Это позволяет оператору выбрать одну из двух или более настроек того, как он хочет, чтобы шкафчик вел себя. Его можно выбрать, чтобы вызвать «эффект катушки» между полуосями в общем корпусе, эффективно блокируя полуоси вместе, чтобы они вращались как одно целое. Его также можно выбрать для создания «дифференциального эффекта» между полуосями в общем корпусе. В блоке используются многие из тех же деталей, что и в блоке открытого дифференциала.Выбираемый фиксатор требует вмешательства оператора и всегда находится в одном или другом положении, будь то золотник или дифференциал; промежуточного состояния обычно нет. В выбираемом шкафчике нет средств для определения пробуксовки колес и автоматической компенсации.
Дифференциал имеет независимые внутренние шестерни, каждая из которых имеет внутренние шлицы, с которыми сопрягается соответствующая ось. Эти шестерни в сочетании с другими внутренними частями обеспечивают разницу скоростей и даже разные направления вращения между двумя полуосями.(Предоставлено Shutterstock)Дифференциал повышенного трения
Дифференциал повышенного трения обычно находится в сборе в корпусе и приводится в движение зубчатым венцом, как и другие. Дифференциал повышенного трения более тесно связан с открытым дифференциалом, чем с золотником. Он имеет множество внутренних частей, которые определяют, когда шина теряет сцепление с дорогой, и направляют крутящий момент на соответствующую ось, чтобы преодолеть это. Одним из основных аспектов многих самоблокирующихся дифференциалов является наличие муфт внутри блока.Эти сцепления допускают определенное проскальзывание. Ограниченное скольжение может (в зависимости от конструкции) потребовать от водителя различной степени участия за счет разумного использования тормоза и дроссельной заслонки для эффективной работы. Это особенно верно для тех единиц, которые показывают их возраст. Возраст и износ являются основными факторами, которые делают самоблокирующиеся дифференциалы менее чем эффективными. Правильно функционирующий дифференциал повышенного трения обычно более чувствителен к действиям оператора, чем разомкнутый дифференциал. Дифференциал повышенного трения никогда не может работать как катушка, если что-то не сломано внутри.
Дифференциал с принудительной блокировкой
Те же конструктивные особенности, зубчатый венец, корпус, подшипники применимы и к дифференциалу с принудительной блокировкой. Дифференциал с принудительной блокировкой вообще не следует называть «дифференциалом», на мой взгляд. У него нет ни одной из характеристик (и обычно ни одной из частей), присущих открытому дифференциалу. Лучшим термином было бы что-то вроде «автоматического принудительного блокирующего устройства, помогающего тяге». Дифференциал с положительной блокировкой больше похож на золотник.Он все время удерживает обе полуоси заблокированными вместе, за одним исключением — он имеет возможность позволить одной (и только одной) оси отсоединиться от другой, когда на эту ось действует сила от поверхности, по которой движется транспортное средство, в результате чего эта ось вал хочет вращаться быстрее, чем другой вал. Это действие работает по тому же принципу, что и обгонная муфта. Дифференциал с принудительной блокировкой имеет муфты, но, в отличие от дифференциала повышенного трения, они не относятся к типу муфт с фрикционными дисками, которые могут проскальзывать.Их называют «собачьими кладками» и (опять же, на мой взгляд) их даже нельзя называть кладками. Более подходящим термином может быть «осевая передача». У них есть зубья, которые сопрягаются друг с другом, как и у любого другого набора шестерен. Дифференциал с принудительной блокировкой не требует участия водителя транспортного средства для переключения между заблокированным и разблокированным режимами. Он полностью автоматический. В нем не предусмотрена одновременная разблокировка обеих осей от агрегата. Он не может передать весь крутящий момент на другой узел ведущего моста, если только обе шины узла, в котором он установлен, не потеряют сцепления с дорогой.В нем нет условий для работы в качестве открытого дифференциала. Он работает одинаково хорошо независимо от того, движется ли автомобиль вперед или назад, прямо, поворачивает налево или поворачивает направо. Дифференциал с принудительной блокировкой может быть шумным и жестким, поскольку он позволяет блокировать и разблокировать оси из ведомого картера. Эту тенденцию можно несколько преодолеть, изменив стиль вождения оператора.
Все устройства, улучшающие сцепление с дорогой, могут привести к неприятным последствиям, когда транспортное средство, оборудованное таким образом, движется по склону.В открытом дифференциале обычно одно колесо пробуксовывает, а другое действует как своего рода руль и помогает удерживать автомобиль в прямом направлении. С помощью устройства, способствующего тяге, на ведущей оси оба колеса могут потерять сцепление с дорогой одновременно, что приведет к потере эффекта руля направления. Это действие может привести к тому, что конец автомобиля с ведущей осью отклонится в сторону спуска. Эта тенденция верна даже в относительно ровных условиях, если поверхность достаточно скользкая. Обледенелые дороги могут быть особенно коварными при вождении автомобиля, который приводится в движение только одной осью, если эта ось оснащена устройством, улучшающим сцепление с дорогой, которое не может быть полностью разблокировано оператором.
Трансмиссия — дифференциалы, повышающие тягу
Дифференциалы, повышающие тягу для Lada Niva
«Очень гибкая задняя подвеска является ключом к внедорожным характеристикам Нивы, но иногда нужно больше»
Зачем нужен дифференциал, улучшающий сцепление с дорогой?
Lada Niva — вполне способная машина для бездорожья, двумя ключевыми факторами ее успеха на бездорожье являются изначально малый вес и очень гибкая задняя подвеска.
Чем важна гибкая задняя подвеска?
Что ж, ответ кроется в корпусах дифференциалов и в том, как работает стандартный дифференциал. Если у вас будет откровенный разговор с владельцем Lada Niva, Land Rover Discovery 1 или Jeep Wrangler, вы, вероятно, уйдете с ощущением, что среди владельцев этих автомобилей есть неписаное понимание того, что является ключом к созданию внедорожника. транспортное средство. Дело в том, что дизайн этих автомобилей несколько скромен, но их внешний вид скрывает их истинные возможности.Это выходит, когда вы используете 4WD (полное вождение или бездорожье) с другими марками 4wd, они могут быть даже сильно модифицированы, выглядят так, как будто они хорошо едут по бездорожью, и кажется, что они соответствуют или превосходят относительно легко модифицированную Ниву.
Если у вас есть Нива, вы уже знаете, о чем я говорю, это написано на лицах других водителей, которые в шоке от того, как Нива просто небрежно наехала на препятствие, когда они должны были взорвать то же самое препятствие через 5 попытки, или того хуже не мог встать.Что ж, уловка, которая объединяет автомобили Lada, Land Rover и Jeep, заключается в том, что они имеют очень гибкую и гибкую подвеску для своего класса (мы более подробно рассмотрим конструкцию подвески в разделе «Максимальное использование подвески Niva»). Здравый смысл заключается в том, что чем больше колес вы можете поддерживать в контакте с землей, тем больше у вас будет сцепления. Но что, если, несмотря на вашу секретную сверхгибкую подвеску «Нивы», вы просто не можете удержать все колеса на земле или, возможно, вы только что въехали в глубокую грязную яму, и одна или несколько шин просто не находят сцепления с дорогой.
Именно в этот момент вы можете воспользоваться помощью дифференциала, повышающего сцепление с дорогой, чтобы помочь вашему автомобилю двигаться. Существует множество конструкций, и они могут иметь много разных названий, дифференциалы повышенного трения, LSD, лимузины, ATB, Torsens, Powerloks, Posi, Lockers, AirLockers, Diff Locks и многие другие. Они не все одинаковы, и каждый тип дифференциала имеет определенные преимущества и недостатки, которые могут предложить водителю как на дороге, так и вне ее.
С завода Нива поставляется с обычным дифференциалом на переднем и заднем мосту, такого же типа, как и в подавляющем большинстве современных автомобилей. На самом деле это очень хорошее инженерное решение. Автомобили, когда они поворачивают за угол, должны решить небольшую проблему: их колеса, движущиеся ближе всего к внутренней части поворота, проходят меньшее расстояние, чем колеса снаружи поворота. Эта разница в пройденном расстоянии означает, что мы либо чистим шины во время поворота, либо придумываем инженерное решение.Так уж получилось, что обычный дифференциал очень хорошо позволяет колесам вращаться с разной скоростью, что помогает проходить повороты, не царапая шины, но, что важно (для подавляющего большинства участников дорожного движения), он равномерно распределяет крутящий момент между двумя колесами. ось. Такое равномерное распределение крутящего момента (силы поворота) обеспечивает очень предсказуемую управляемость в нормальных условиях движения. Это может создать впечатление, что обычный дифференциал является идеальным решением для передачи мощности, однако есть и некоторые недостатки.Самый большой недостаток прост, хотя крутящий момент распределяется равномерно, максимальный крутящий момент, который может быть передан на ось, ограничен количеством крутящего момента, который может быть приложен к любому одному колесу. Другими словами, максимальное тяговое усилие, которое вы можете получить от оси, — это наименьшее тяговое усилие, доступное для любого из двух колес на одной оси. Мы назовем это «золотым правилом».
Обычный дифференциал
Сценарий: одно колесо на поверхности с низким сцеплением и одно колесо на твердой поверхности.
Чтобы не усложнять пример, предположим, что наш автомобиль настроен только на задний привод, поэтому большой красный крестик на диаграммах означает отсутствие привода на передние колеса. Мы можем изучить влияние центрального дифференциала и блокировки или разблокировки позже, но пока давайте не будем обсуждать 4wd для ясности. Также я включил некоторые значения относительной силы (N), они не предназначены для представления реальных цифр, они предназначены исключительно для простой демонстрации принципов работы.
То, как работает обычная конструкция дифференциала, является одновременно и его самым большим преимуществом, и злейшим врагом. Обычный дифференциал работает, распределяя крутящий момент (силу поворота) равномерно на оба колеса. Его золотое правило заключается в том, что ни одно колесо не может иметь большую вращающую силу, чем другое. На улице это хорошая функция, так как управляемость будет предсказуемой, а износ шин равномерным и т. д. Проблема в том, что правило все еще действует. В случае отрыва колеса от земли колесу в воздухе не требуется большого вращательного усилия для свободного вращения.И по золотому правилу обычных дифференциалов это означает, что дифференциал будет прикладывать только ту же силу, которая требуется для вращения колеса в воздухе, и этого обычно недостаточно, чтобы автомобиль двигался вперед, поэтому вы застреваете, или он просто не может двигаться и крутит колесо в воздухе.
То же самое относится к ситуациям с низким сцеплением, таким как жирная грязь или глина. В этом примере транспортное средство является только заднеприводным, и если сила сцепления колеса с грязью недостаточна для движения автомобиля вперед, то максимальная сила, приложенная к стороне с хорошим сцеплением, будет ограничена силой, доступной на грязная сторона, хотя одно из колес находится на стороне оси с высоким сцеплением и может воспринимать значительное тяговое усилие, скромный обычный дифференциал придерживается своего золотого правила и оставляет вас в затруднительном положении.В этом примере автомобиль просто будет крутить шину в грязи, водитель уберет ногу с педали акселератора, чтобы предотвратить чрезмерное вращение колес или двигателя и, следовательно, ограничить прилагаемый крутящий момент. В итоге машина не едет вперед.
Дифференциалы повышенного трения
Дисковый (или дисковый) дифференциал повышенного трения (LSD)
Наш небольшой пример выше показал основной недостаток обычного дифференциала в ситуациях с низким сцеплением.Дифференциал с ограниченным проскальзыванием является следующим шагом вперед по сравнению с обычным дифференциалом и пытается улучшить распределение движущей силы по оси. Он бывает разных стилей и конструкций, в некоторых используются вязкие жидкости, в других используются пакеты сцепления для увеличения трения в дифференциале, а в некоторых конструкциях используются пакеты шестерен для смещения (или передачи большего) крутящего момента через дифференциал. Цель каждой из конструкций одна и та же: увеличить крутящий момент, который может быть приложен к дифференциалу в случае неравномерного сцепления с дорогой.С дифференциалом повышенного трения дискового типа величина крутящего момента, которая может быть приложена к колесу со стороны хорошего сцепления, может быть увеличена сверх предела стороны с низким сцеплением.
Как бы многообещающе ни звучала эта концепция, здесь присутствует компромисс. Сначала кажется, что мы решили проблему, мы можем просто затянуть сцепление внутри дифференциала повышенного трения, чтобы он заблокировался, и у нас будет полное вращающее усилие, доступное на любое колесо. Как бы хорошо это ни звучало, помните, что мы должны поворачивать на поворотах, и наши колеса должны поворачиваться с разной скоростью на асфальте.Таким образом, мы не можем просто зажать сцепление, разработчику LSD нужно смягчить эффект блокировки, чтобы предотвратить странную управляемость и быстрый износ шин. Часто в случае LSD с пакетом сцепления (диском) эффект смещения намеренно ограничивается, чтобы не создавать нежелательных проблем с управлением. В традиционном LSD на дисковой основе чем «жестче» настроен дифференциал для улучшения передачи крутящего момента, тем менее свободно LSD позволяет колесам двигаться с разными скоростями. Это вносит изменения в управляемость, действительно, в высокопроизводительном дорожном или гоночном автомобиле с задним приводом этот эффект более жесткого торможения был бы сочтен желательным.
Преимущества внедорожника менее очевидны. Если мы вернемся к нашему примеру, LSD может увеличить усилие, прикладываемое к колесу с хорошим сцеплением, до такой степени, что транспортное средство продолжает двигаться вперед в некоторых ситуациях, но помните, что мы говорили, что часто LSD настраивается с ограниченной мощностью смещения. чтобы поддерживать износ шин и управляемость в определенных пределах, если транспортное средство теперь упирается в препятствие, такое как камень, этого небольшого увеличения силы, приложенной к стороне с хорошим сцеплением, может быть недостаточно для удержания транспортного средства вперед.
Рейтинг бездорожья: 2/5
Оценка на дороге: 4/5 **зависит от настройки предварительной нагрузки
Преимущества:
-Может обеспечить лучшую тягу, чем обычный дифференциал, на скользкой дороге
-Относительно недорогой
Недостатки:
— Не рекомендуется для переднего моста
— Требуется специальное масло с противовибрационными присадками
— Предварительная нагрузка (эффект сцепления) в некоторых моделях может исчезнуть по мере использования или износа
-Может повлиять на управляемость на дороге, особенно на моделях с высоким предварительным натягом
-Ускоренный износ шин по сравнению со стандартным дифференциалом
Нива конкретное приложение:
Вал Рейсинг
http://www.val-racing.ru/catalog/samoblokiruyuschiecya-differencial/blockross/ДИФ-2101
Приблизительная цена: 300 австралийских долларов + доставка
Torsen Style (шестерня) дифференциал повышенного трения
Помните, мы говорили, что существует множество различных конструкций дифференциалов, повышающих сцепление с дорогой. LSD с приводом от Gear является одной из таких конструкций, и давайте посмотрим, что произойдет, если мы добавим его в наш примерный сценарий сверху. Эти дифференциалы продаются под разными названиями: torsen, gleason, quaife, ATB (автоматическое смещение крутящего момента), true trac и многие другие.Каждый из них имеет немного разные рабочие конструкции, но все они имеют общий принцип работы, который заключается в использовании шестерен для приложения и умножения крутящего момента на дифференциал. Инженеры разработали фиксированный коэффициент смещения (передачи) в дифференциале, который обычно колеблется где-то между 2,5 и 4,5: 1. Это соотношение является эффективным механическим преимуществом, которое дифференциал может применить к дифференциалу. В нашем примере вместо эквивалента наименьшей силы сцепления колес с передаточным числом LSD до 4.5-кратное усилие, которое может быть доступно для удержания транспортного средства в движении. Часто это очень удобная сила во многих обстоятельствах, но опять же существует предел ее эффективности в качестве устройства передачи крутящего момента. Подумайте о ситуации, когда величина тяги на колесе с низким сцеплением действительно очень низкая, 4,5 раза больше, чем почти ничего, это все равно почти ничего, и поэтому автомобиль может снова не двигаться, даже если у нас есть колесо на потенциально высокой скорости. тяговая поверхность.
Это действительно то же самое, как если бы мы подняли одно колесо от земли, у вас был бы фактически нулевой крутящий момент, доступный для умножения, и снова транспортное средство не двигалось бы вперед.Очень низкое сцепление с дорогой или колесо в воздухе — основной недостаток дифференциала на базе Gear. Трюк с LSD на основе Gear в этих обстоятельствах заключается в том, чтобы включить ручной тормоз, слово предупреждения здесь заключается в том, что для автомобилей с ручным тормозом трансмиссии или хвостового вала этот трюк не сработает, в любом случае нажмите пару меток или очень легко нажмите педаль тормоза. Это создает сопротивление, позволяющее приложить некоторый крутящий момент к колесу с низким сцеплением, и дает что-то для механизма LSD, против которого работает их магия умножения.Он может быть очень эффективным для создания полезного крутящего момента. Настоящая магия заключается в том, что независимо от того, нагружаются ли тормоза, они обычно применяются равномерно, но мультипликативный эффект шестерен внутри LSD будет в 2,5-4,5 раза больше на другое колесо, этого обычно более чем достаточно, чтобы автомобиль продолжал двигаться. Недостатком этого метода является необходимость левого ножного тормоза при балансировке акселератора и сцепления в сложных условиях бездорожья, и это определенно проще с очень низким диапазоном передач, крутящим моментом двигателя или автоматической коробкой передач.Это просто делает вождение более снисходительным, подумайте о сценарии, когда вы находитесь на крутом скалистом подъеме, и вам нужно очень быстро сбалансировать педали сцепления, тормоза и педали акселератора, чтобы начать движение, конечно, возможно, но, вероятно, слишком развлекательные и не все представляют отличные дни за рулем. Еще одна вещь заключается в том, что если вы действительно увеличиваете тормозной эффект и продолжаете передавать больший крутящий момент, этот эффект мультипликатора может в определенных ситуациях увеличить крутящий момент сверх номинального значения полуосей, ШРУСов и т. д., что приведет к их отказу, даже больше, чем прямая ситуация с заблокированной осью.Так что просто будьте осторожны с использованием слишком сильного торможения, если у вас действительно низкая передача или мощный двигатель и LSD на основе передачи.
Рейтинг для бездорожья: 3,5/5
Дорожный рейтинг: 4/5
Преимущества:
-Может обеспечить значительно лучшую тягу, чем обычный дифференциал, на скользкой поверхности
— Плавная работа и включение усилителя тяги
— Улучшение сцепления происходит автоматически, если только колесо не отрывается от земли
— Не требует специальных масел для дифференциала
-Относительно недорогой
Недостатки:
— При установке на переднюю ось наблюдается сильный эффект самоцентрирования.Создается впечатление, что автомобиль хочет более прямолинейно проходить повороты, особенно на моделях с высоким предварительным натягом.
— Требует, чтобы водитель использовал технику модуляции торможения или ручной тормоз, когда колеса отрываются от земли.
— В некоторых моделях предварительная нагрузка может уменьшаться по мере износа
Нива конкретное приложение:
Вал Рейсинг
http://www.val-racing.ru/catalog/samoblokiruyuschiecya-differencial/blockross/blok_2101_2123
Приблизительная цена: 250 австралийских долларов + доставка
Дифференциалы с полной блокировкой
Когда вы попадаете в ситуации, когда два диагональных колеса касаются земли и вы пытаетесь взобраться на препятствие или не можете использовать инерцию, чтобы безопасно пройти через него, трудно превзойти производительность и удобство наличия полностью блокируемый дифференциал под рукой.
Еще лучше иметь полностью блокируемый дифференциал как на переднем, так и на заднем мосту. На видео слева, которое было снято, когда мы запускали тестовый прогон шейкдауна killy loop для проекта «Юрий». Если вы перенесетесь на 1 минуту 30 секунд, вы увидите основное препятствие, где полностью блокируемые дифференциалы имеют реальное значение. Несмотря на то, что «поперечная ось» означает диагонально расположенные колеса на каждой оси, которые могли бы остановить обычный дифференциал, «нива» могла продолжать двигаться вперед.
Именно в этих условиях очень низкого сцепления или отрыва колес от земли блокируемый дифференциал становится достойным приобретением в вашем наборе инструментов для бездорожья. Блокируемые дифференциалы делятся на две большие категории: ручная блокировка и автоматическая блокировка. Давайте рассмотрим каждый из них и их преимущества в различных ситуациях.
Дифференциалы с автоматической блокировкой и ящики для завтраков
Дифференциалы с автоматической блокировкой бывают разных конструкций.Начнем с ящика для завтрака.
Что такое шкафчик для ланчбоксов?
В этом типе устройства для увеличения тяги используется набор кулачковых муфт. Собачья муфта — очень позитивный вид сцепления, у нее есть сцепляющиеся «зубы», которые сцепляются друг с другом очень сильно или нет. Их преимущество заключается в том, что они механически просты, их легко изготовить, а поскольку они имеют много зубцов, они имеют тенденцию быть довольно прочными в своем зацеплении. «Lunchbox Locker» называется так потому, что части, которые входят в комплект, поместятся в вашу коробку для завтрака.Их ключевой особенностью является то, что они обычно изготавливаются так, чтобы поместиться внутри стандартного корпуса дифференциала. это снижает стоимость, а также означает, что обычно достаточно технически подкованный DIY (сделай сам) может установить замок для коробки для завтрака дома. Поскольку в нем используется стандартное крепление, можно установить детали шкафчика без переналадки зубчатого зацепления. Дело в том, что с Нивой вам в основном нужно сбросить люфт и перенастроить шестерни, поэтому, если вы не знакомы с настройкой дифференциала, я все равно рекомендую поговорить со специалистом.Это по-прежнему намного проще, чем сбрасывать глубину шестерни и запрессовывать подшипники после полной замены корпуса дифференциала. Стиль коробки для завтрака очень недорог по сравнению с другими устройствами, увеличивающими тягу, и имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что он автоматический.
Дополнительную информацию см. на странице установки Locker.
Шкафчик для ланчбоксов — не единственная конструкция автоматических шкафчиков, и другие шкафчики, такие как шкафчики марки Detroit, предлагают механизм автоматической блокировки.Они полностью заменяют стандартный держатель дифференциала и имеют тенденцию быть намного прочнее, чем позволяет стандартный держатель. Это также делает их намного дороже, чем шкафчики для ланч-боксов, и требует больше технических знаний для правильной установки.
Основным преимуществом различных конструкций автомобильных замков является то, что они не ждут действий водителя для запирания, что может быть очень удобно в незнакомых условиях бездорожья, поскольку максимальное сцепление всегда доступно. На самом деле эти конструкции действительно являются автоматическим разблокировщиком, он фактически заблокирован большую часть времени, пока одно колесо не захочет работать быстрее, чем другое, механизм позволяет колесу свободно вращаться с храповым механизмом, пока оно движется быстрее, чем вращение держателей.Это означает, что при повороте внешнее колесо будет свободно вращаться, в то время как автомобиль съезжает с внутреннего колеса. Шкафчики для ланч-боксов также могут громко щелкать при поворотах, это плохо слышно внутри машины, но отчетливо слышно снаружи, это нормальная часть их работы.
Это вождение внутреннего колеса на поворотах может привести к некоторым причудам управляемости, так как большинство водителей не привыкли к тому, что внутреннее колесо является ведущим на повороте, это имеет тенденцию «выпрямлять» автомобиль или двигаться к внешней стороне. поверните, если вы нажмете много газа, к счастью для среднего водителя «Нивы», не так много мощности, чтобы вызвать слишком большие изменения.Как правило, этот эффект не опасен, но он есть, и водитель должен знать о его поведении. Еще одна особенность работы с автоматическими шкафчиками заключается в том, что при очень легком повороте дроссельной заслонки шкафчик может переключать стороны движения вперед и назад, создавая крен, это довольно заметно, не совсем удобно и может вызвать некоторые озадаченные взгляды пассажиров и может быть избежать легкого движения по инерции вокруг угла. Избегайте поворотов с нейтральным дросселем накатом с легким замедлением или ускорением, чтобы этого не произошло.Автоматические шкафчики время от времени могут издавать случайные громкие удары. Обычно в конструкции много люфтов, и вы можете получить некоторый шум при резких взлетах. Другим источником ударов является то, что собачьи муфты быстро фиксируются на месте после резкого поворота, что происходит не постоянно и является нормальной частью работы.
Последнее соображение заключается в том, что, поскольку автоматические шкафчики всегда готовы к работе и их невозможно отключить, в определенных ситуациях было бы неплохо их отключить.Эти ситуации обычно связаны с установкой автоблокировки на переднюю ось. Во-первых, не могу не сказать об этом, не пытайтесь запустить автоблокировку в своей ниве как постоянный 4×4 или полноприводный автомобиль. Неравномерные нагрузки, которые меняются при нажатии педали газа и поворотах, делают рулевое управление и управляемость очень непредсказуемыми. Я могу сказать это с уверенностью из предыдущего опыта, и мы установили комплект для переоборудования в «Юрий» перед установкой переднего автоматического замка. Когда вы устанавливаете комплект неполного рабочего дня, вы можете запустить передачу 2wd, и это фактически деактивирует передний шкафчик, и вы не можете заметить, что он установлен спереди во время обычного вождения.Как только вы включаете полный привод или блокируете центральный дифференциал, сразу становится заметен эффект рулевого управления. Например, когда я сломал задний дифференциал на Юри, пытающемся пройти Steve’s Ridge Trail, нам пришлось хромать домой на заблокированном переднем дифференциале, и это был неприятный опыт вождения по дороге.
Рейтинг по бездорожью: 4,5/5 (было бы неплохо иметь возможность иногда отключать шкафчик)
Дорожный рейтинг: 3/5
Преимущества:
— 100% блокировка тяги доступна, даже не задумываясь об этом.
— Обеспечивает дифференциальное действие на дороге, поэтому износ шин может быть в порядке
— Часто дешевле, чем дифференциал с ручной блокировкой и другие системы LSD
— Прочнее стандартного держателя дифференциала (в моделях с полным держателем)
-Увеличение прочности дифференциала (по сравнению с нивой 2-х шестеренчатой конструкцией)
— специальные масла и смазки не требуются, используйте стандартное масло для дифференциала
Недостатки:
— Управляемость снижается при включенном полном приводе или блокировке центрального дифференциала.
— Рулевое управление значительно тяжелее при включенном полном приводе или блокировке центрального дифференциала.
-Off Camber Условия низкого сцепления с дорогой могут привести к тому, что автомобиль будет скользить вбок, а не двигаться вперед.
-Может быть шумным с сильным люфтом и случайным резким зацеплением
— Некоторые странности в управлении в определенных ситуациях — изменение стиля вождения может помочь
-Издает щелкающий звук храповика при поворотах, плохо слышный внутри автомобиля, но чистый снаружи.
Нива конкретное приложение:
https://иж-техно.ru/series/blokka-niva/
Дифференциалы с ручной блокировкой и выбираемые блокираторы
Дифференциалы с ручной блокировкой позволяют водителю выбирать, когда ему нужна 100% блокировка тяги или обычное поведение дифференциала. По своей конструкции эти дифференциалы требуют ввода от водителя для активации, и существует множество методов срабатывания. к ним относятся:
Шкаф для сжатого воздуха:
Этот тип системы поставляется в комплекте с переключателями, электромагнитными клапанами и бортовым компрессором. Блокировка активируется переключателем на приборной панели, который позволяет сжатому воздуху поступать из небольшого аккумулирующего бака в дифференциал.Обычно поршневой механизм приводится в действие сжатым воздухом и фиксирует одну из боковых шестерен на картере дифференциала. Вы, вероятно, найдете упоминания в конкурирующих маркетинговых материалах других производителей дифференциалов о надежности компрессора и уязвимости магистралей сжатого воздуха под автомобилем. Правда в том, что отказ случается довольно редко, но я признаю, что ездил на 4-х колесах с другим автомобилем, который пострадал от поврежденной воздушной линии, когда палка щелкнула вверх и разорвала линию. В результате рундуки не могли быть задействованы и требовали большого количества лебедок.Но за многие годы использования Air Lockers на моих предыдущих автомобилях по пересеченной местности у меня никогда не было проблем с повреждением воздуховодов. Положительным моментом является то, что в зависимости от модели компрессора его можно использовать для повторного накачивания шин.
Электронный шкафчик или электрический шкафчик:
Электрический соленоид используется для включения и выключения механизма блокировки, это имеет то преимущество, что не требует дополнительных клапанов или компрессоров. Eaton E-Lockaers является примером использования технологии шкафчиков с электрическим приводом
.
Кабельный или механический замок:
Боуденовский трос используется для активации шкафчика.Внутри кабины установлен рычаг, и кабина передает положение рычага на механизм блокировки. Наличие простого механического тросового соединения можно рассматривать как преимущество в некоторых отношениях, однако тросы все еще могут выходить из строя, и тросы все еще остаются открытыми для повреждения шлейфа, вызывающего неправильное зацепление.
Оценка для бездорожья: 4,5/5 (Иногда было бы неплохо иметь автоматическое сцепление с дорогой)
Рейтинг на дороге: 5/5 ** Разблокировано
Преимущества:
100% блокировка тяги, когда вы этого хотите.вы можете решить, когда это нужно или нет.
Обычный дифференциал, когда он выключен, поэтому управляемость и износ шин нормальны, когда он не включен.
Solid (золотник) Блокировка при включении обеспечивает высокую точность в технически сложных условиях бездорожья
Никаких специальных масел и смазок не требуется, используйте стандартное масло для дифференциала
Недостатки:
Рулевое управление нарушено при включении.Автомобиль хочет двигаться прямо
Off Camber Низкое сцепление с дорогой может привести к тому, что автомобиль будет скользить вбок, а не двигаться вперед при включении
Необходимо заранее спланировать активацию шкафчика для оптимальных результатов
Дорогие и часто могут потребоваться дорогие компрессоры и клапаны
Приводные системы, такие как кабели, провода или воздухопроводы, могут быть повреждены во время движения
Нива конкретное приложение:
Воздушный шкаф Pro Track
http://protrack.gr/proionta/lada/52-niva/91-air-locker-niva.html
Приблизительная цена: 1000 австралийских долларов + доставка
Повышение квалификации: лучший выбор для разной производительности
Придание мощности дорожному покрытию — это больше, чем просто нажатие на педаль газа. Между вашей ногой и шинами происходят сложные механические процессы. Это обычная нить в кругах производительности; задний дифференциал забыт во славу двигателя и трансмиссии.Многие дорожные автомобили обходятся стандартным дифференциалом в стиле posi или, упаси Боже, сварными крестовинами. Если это похоже на то, что скрывается внутри вашей тыквы, возможно, вам следует прочитать немного внимательнее.
Современные дифференциалы бывают разных видов: открытые, с ограниченным скольжением, с блокировкой и золотниковые (которые даже не являются дифференциалами). Открытый дифференциал на самом деле не «заточен» на производительность, поэтому он не используется как есть (см. вставки ниже для открытых обновлений несущей). Остается три. Катушка постоянно фиксирует оси вместе, как и сварные крестовины с низким сопротивлением, но безопасным способом.
Это устраняет основную функцию дифференциала, позволяющую одному колесу вращаться медленнее, чем другое, когда это необходимо, особенно при повороте. Шпули не самое страшное на улице, но довольно близко. Мы собираемся оставить их в стороне от этого разговора, остановившись на истинных различиях производительности — шкафчиках и ограниченном проскальзывании (LSD).
Внутри этих двух стилей есть довольно много разных вариантов. У каждого есть свои плюсы и минусы. Какой из них лучше всего подходит для вашего автомобиля? Мы поговорили с Джеффом Сакстоном из Eaton Performance Products, который помог нам собрать детали и разместить их здесь, чтобы вы могли принять решение.
В штаб-квартире Eaton в Саутфилде, штат Мичиган, в международных центрах проектирования, исследований и разработок в Маршалле, штат Мичиган, работает около 10 000 человек; Турин, Италия; Баден-Баден, Германия; Пуна, Индия; и Шанхае, Китай, а также на 30 производственных площадках по всему миру. Eaton также поставляет высококачественные детали и услуги практически каждому производителю автомобилей, транспортных средств и двигателей в мире.
Помимо шин, задний дифференциал является последней линией защиты от медленных 60-футовых разгонов и потери сцепления с дорогой, но, как и трансмиссии, дифференциалы окутаны тайной и магией вуду, или они таковы?
Ограниченный промах Ускользаешь от тебя?
Наиболее известный под названием GM «позитивное сцепление», ограниченное скольжение (LSD) в какой-то момент использовался почти каждым производителем.Этот тип дифференциала предназначен для передачи мощности от «колеса, которое проскальзывает, к колесу, которое сцепляется», по крайней мере, так говорили в рекламе.
Это модернизация открытого дифференциала, который будет передавать мощность на проскальзывающее колесо, не совсем лучший вариант для аккуратного старта с места. Для этого в LSD используются либо шестерни, либо фрикционные муфты, позволяющие осям вращаться с разной скоростью.
Дифференциал LSD работает в трех состояниях входного крутящего момента:
В условиях холостого хода LSD работает в статической паре, как открытый носитель.
Что отличает LSD, так это его переполнение. Выбег — это внезапный выброс крутящего момента, например резкое нажатие на педаль газа с последующим резким рывком. То, как ЛСД реагирует на ситуации переполнения, определяет, является ли ЛСД 1, 1,5 или 2 способом; что является важной характеристикой для уличного автомобиля.
Форма наклона (или геометрия формы зуба) на крестовине определяет тип LSD. Если рампы симметричны, то дифференциал двухсторонний. Если они выглядят как зубья пилы (один вертикальный, другой наклонный), то LSD является односторонним.Если обе стороны имеют наклонные пандусы, но асимметричны, это 1,5-сторонний дифференциал.
1-полосный LSD самый тихий, с плавной и бесшумной работой. 2-way имеет тенденцию быть немного шумной, срезание передач и повышенное давление сцепления имеют тенденцию «чирикать» на поворотах. Это не стук шин, а пробуксовка фрикционов.
Сакстон объяснил: «Геометрия зубьев шестерни напрямую влияет на нагрузку/сжатие системы сцепления (силы разъединения шестерен), но то, издают ли муфты шум или нет, зависит от конструкции самой системы сцепления, используемого смазочного материала и т. д.Правильно спроектированная система сцепления не должна издавать шума — независимо от типа и геометрии зубьев шестерни».
Где это важно, так это в характеристиках вождения. Если LSD отпускает муфту, как только дроссельная заслонка поднимается, то это односторонняя. Это самый безопасный тип LSD, так как он позволяет задним колесам вращаться по мере необходимости.
Если дифференциал увеличивает сцепление независимо от крутящего момента переднего или заднего хода при отпускании дроссельной заслонки, это двухсторонний дифференциал.
Делает две вещи:
- Позволяет водителю контролировать пробуксовку колес, включенный дифференциал и дрифт
- Поддерживает вращение колес во время дрифта
Неопытный водитель может попасть в нежелательный штопор с 2-позиционным LSD.Есть золотая середина, 1.5, которая имеет меньшую блокировку замедления по сравнению с 2-полосной, но сохраняет сцепление, в отличие от 1-полосной.
Существует два основных типа ЛСД:
Мы поговорили с инженером-испытателем Eaton Джеффом Сакстоном, чтобы получить некоторые подробности; он объяснил: «Обе конструкции существуют уже более 50 лет и эволюционировали с точки зрения передовых материалов для повышения прочности и долговечности, но принципы работы остаются практически неизменными».
Дифференциалы с муфтой— это то, что вы обычно найдете в OEM-приложениях.По словам Сакстона, «сжатие сцепления достигается внешней (осевой) силой боковых шестерен, которые затем сжимают сцепления». Чем больше крутящий момент, тем сильнее сжимаются муфты, соединяющие оси и уменьшающие проскальзывание.
«Eaton Posi (тип диска сцепления) — это оригинальный дифференциал с позиционным сцеплением, обеспечивающий эффективную передачу мощности на задние колеса в равной степени, чтобы ускорение было максимальным, но при этом контролируемым», — сказал нам Сакстон.
Вот как они работают: по мере того, как крестовины надвигаются друг на друга, а боковые шестерни взаимодействуют с крестовинами, на муфты оказывается давление, которое соединяет оси вместе.Обратите внимание на симметричные углы крестовины, это двухсторонний дифференциал.
LSD с муфтой пользуются популярностью. Они недорогие и плавные на улице. Благодаря различным конфигурациям (1, 1,5 и 2 направления) имеется достаточно вариантов, чтобы вы могли получить правильный стиль для своего приложения. Где LSD типа муфты промахивается, так это в долговечности. Поскольку им требуются сцепления, со временем материал сцепления изнашивается, что требует ремонта. Если оставить их в покое, муфты со временем изнашиваются, и сцепление осей не происходит, хотя Сакстон возражает: «Это не на 100% так и полностью зависит от использования.Вне жесткой конкуренции Eaton Posi обычно служит до тех пор, пока владелец желает сохранить его».
У каждого производителя есть свои особые процедуры обкатки, которые необходимо соблюдать для получения оптимального сцепления.
Замена фрикционов не большая проблема, а вот обкатка есть. У каждого производителя есть свои особые процедуры обкатки, которые необходимо соблюдать для получения оптимального сцепления, хотя все сцепления Eaton проходят предварительную обкатку, не требующую «периода обкатки».«Хотя это и не сложно, взлом имеет решающее значение. Еще одно предостережение по поводу LSD сцепления — это масло; для всех LSD сцепления требуется трансмиссионное масло LSD.
LSD с зубчатым приводом становятся все более популярными. TrueTrac от Eaton был первым LSD, в котором вместо сцеплений использовались косозубые шестерни, что позволило отказаться от расходных материалов и еще больше снизить шум вибрирующих сцеплений. Вместо того, чтобы контролировать проскальзывание, как система муфты / конуса, шестерни на самом деле являются множителями крутящего момента. Когда одно колесо теряет сцепление с дорогой, шестерни вращаются, передавая мощность на колесо, которое зацепило.
Когда шина полностью теряет сцепление с дорогой, LSD работает как открытый дифференциал; скользящая шина не получает крутящего момента. В этой ситуации легкое нажатие на тормоза (или электронный тормоз) создаст достаточную нагрузку на ось, чтобы вызвать приложение крутящего момента. Это можно считать недостатком шестеренчатого привода, но не все шестеренчатые LSD имеют эту проблему. Некоторые из них оснащены смещающей пластиной, которая поддерживает подачу крутящего момента на оба колеса.
LSD с редуктором хорошо подходит для дрэг-рейсинга, дрифта и шоссейных гонок.В уличных автомобилях лед может стать проблемой для LSD с редуктором из-за свободного хода в условиях отсутствия сцепления с дорогой. Сакстон говорит нам: «Eaton Truetrac (винтовой редуктор) обеспечивает плавную передачу мощности в условиях плохой тяги, что делает его отличным выбором для перевозки тяжелых грузов и буксировки.
Это также отличный выбор для переднего моста автомобиля, который используется как для ежедневного вождения, так и для обычного внедорожника.
Для бесшумной и плавной работы лучше всего подходит LSD с зубчатым приводом.В Eaton True-Trac вместо сцепления используются косозубые шестерни, поэтому вибрации нет. LSD с редуктором фактически работают, умножая крутящий момент, как преобразователь крутящего момента, а не фактически допускают проскальзывание.
Не позволяйте блокировке дифференциала
Блокировка делает почти то, что говорит, обычно блокируя обе оси вместе при приложении крутящего момента, обеспечивая вращение обоих колес независимо от сцепления с дорогой. Там, где дифференциал повышенного трения изменяет крутящий момент, подаваемый на каждую ось, в зависимости от тяги, блокировка посылает одинаковую мощность на оба колеса все время под нагрузкой.Хотя это звучит как катушка, и это очень похоже, у шкафчика также есть возможность разблокировки.
Когда выходная мощность превышает возможности LSD, необходима полная блокировка. Strange Engineering предлагает собственную версию полного шкафчика для гонщиков, использующих 9-дюймовую заднюю часть Ford. Построенный без использования сцепления, новый S-Trac является чисто механическим, предназначенным для максимального сцепления с дорогой и минимизации износа и проскальзывания.
Этого можно добиться двумя способами: автоматически и по выбору.Автоматическая блокировка откроется, когда к дифференциалу будет приложен небольшой или нулевой крутящий момент. Это происходит в таких ситуациях, как движение на крейсерской скорости или прохождение поворотов на низкой скорости, когда мощность не подается.
Как только вы нажмете на газ, например, при выходе из поворота, дифференциал заблокируется. Это может вызвать некоторые неприятные проблемы с управлением, такие как боковой рывок, когда замок защелкивается. Шкафчики уличные, к ним просто нужно привыкнуть.
«Детройтский шкафчик — это оригинальный дифференциал такого типа, выпущенный еще в 1940-х годах.На протяжении десятилетий он применялся в тяжелых грузовиках, военных транспортных средствах, спортивных автомобилях, дорожных удилищах, NASCAR и всевозможных внедорожниках.
«Возможно, это делает его одним из самых универсальных дифференциалов, изменяющих тягу, из когда-либо изобретенных. Основной причиной такой популярности является высокая способность выдерживать крутящий момент и, как следствие, прочность и долговечность.
«За ним стоят ресурсы, инженерный и исторический опыт крупнейшего в мире производителя высокопроизводительных дифференциалов.Никто другой не может претендовать на это», — объяснил Сакстон.
Шкафчикиизвестны своей шумностью и резкостью на улице, поэтому дизайн LSD так популярен среди стрит-роддеров — это тихий и легкий . Шкафчик более эффективен и просто не соскользнет с линии, как ЛСД. Самый известный из шкафчиков — Detroit Locker от Eaton.
Впервые представленный в 1941 году как OEM-продукт, а затем выпущенный на вторичный рынок как Detroit Locker, он известен своей прочностью и надежностью.Он также является наиболее универсальным и имеет наибольшее количество применений. Для тех, кто предпочитает более тихий дифференциал, Eaton предлагает Soft Locker, в котором используется тот же принцип с другими пружинами, чтобы уменьшить лязг и рывки, связанные с включением и выключением.
Для людей с ограниченным бюджетом или для строителей, которые не хотят возиться (или имеют опыт) с критически важными настройками шестерни, вставной шкафчик является приемлемым вариантом. Несмотря на то, что они не такие прочные, как полный носитель, такие устройства, как этот Lock-Right от Powertrax (Richmond Gear), работают очень хорошо.Они обеспечивают надежную фиксацию на прямых линиях, но позволяют внутреннему колесу вращаться, когда это необходимо на повороте.
Суровые реалии раздевалки требуют от водителя либо адаптировать свой стиль вождения, либо просто смириться с неустойчивым управлением. Автомобили с механической коробкой передач показывают самые резкие изменения, поскольку крутящий момент применяется, отпускается и снова применяется при каждом переключении, поэтому будет больше лязга и ударов. Когда вы ускоряетесь на выходе из поворота, неуклюжее управление поднимает голову.
Блокиратор будет свободно вращаться, как открытый дифференциал, пока вы не нажмете на газ, приложив крутящий момент, и блокиратор не сцепится.Это может вызвать избыточную поворачиваемость или недостаточную поворачиваемость в зависимости от подвески, скорости и самой дороги. Эти характеристики еще более выражены в условиях дождя и снега/льда. Само транспортное средство также имеет значение; Короткобазные и легкие автомобили более восприимчивы.
Лучший аспект шкафчика заключается в том, что вы получаете настоящие, полностью заблокированные оси для максимального приложения крутящего момента, точно так же, как катушка на прямых линиях и действие свободного вращения на поворотах.С точки зрения прочности и долговечности, шкафчик полной замены, такой как шкафчик Детройта, является лучшим. Эти блоки заменяют весь держатель дифференциала, а это означает, что вы получаете мощные детали, которые созданы для того, чтобы выдерживать жестокое обращение с гоночным автомобилем.
Вставные шкафчики , иногда называемые «шкафчиками для ланч-боксов», немного отличаются. Они выполняют ту же задачу, что и сменный блокировочный механизм, но позволяют пользователю просто заменить стандартные крестовины или муфты повышенного трения на блокировочную секцию.Это означает, что вам не нужно возиться с настройкой глубины шестерни или люфта на шестернях, что может пугать новичка.
Самым большим недостатком автоматического шкафчика на улице является шум и плохая управляемость. Чтобы обойти это, вы можете выбрать шкафчик по команде, такой как ELocker от Eaton. Этот стиль использует простое электромагнитное поле для блокировки осей вместе при активации, но работает так же, как открытый носитель, когда он выключен, действительно лучшее из обоих миров.
Вставки удобны для пользователя; они не требуют специальной настройки и совместимы с осями C-clip. Установка встроенного шкафчика может занять всего час или около того. Они также экономически выгодны. Добавление этого типа шкафчика не означает, что вам нужно вкладывать средства в инструменты для настройки шестерен, это дешевый способ добавить тяги к вашей задней части.
Мы спросили Сакстона о выборе вставного носителя вместо полной замены, и он сказал нам: «Это всегда сводится к соображениям прочности.Если модификации автомобиля включают в себя увеличенную мощность двигателя, более высокие, чем заводские, передаточные числа, большие колеса и шины или другую дополнительную массу (бронежилет), полный рундук почти в любой ситуации обеспечит более прочную настройку, чем вставная. Конечно, высокая при таких видах модификаций также необходимо учитывать прочность полуосей».
Вставные замки функционируют так же, как сменные шкафчики, действие блокировки основано на приложении крутящего момента, поэтому характеристики обращения такие же.Когда Richmond Gear представила вставной механизм Powertrax Lock-Right, они были довольно шумными из-за конструкции храпового механизма. С годами они усовершенствовали свою конструкцию, уменьшив шум и дребезжание.
Самый большой недостаток дроп-ина — прочность. Хотя сам шкафчик очень прочный, общей прочности может помешать OEM-носитель, в котором они установлены. Это делает их менее надежными, но только потому, что стандартный держатель может выйти из строя, а не из-за шкафчика.
Правильно спроектированная система сцепления не должна издавать шума.
По мере того, как автомобиль становится мощнее и модификаций становится больше, дроп-ин станет менее надежным, чем полноценный рундук. Для серийного или слегка модифицированного транспортного средства хорошим (читай дешевым) местом для начала является дроп-ин.
Шкафчики On-Command сочетают в себе лучшее из катушек и открытого держателя. Открытый багажник — это самый удобный дизайн для уличного движения, в нем нет шума, дребезжания или лязга, но классический багажник с «колышками» не подходит для дрэг-рейсинга.Небрежное обращение со шкафчиком может раздражать на улице, но идеально подходит для раздевания.
Detroit Locker — оригинальный самоблокирующийся дифференциал. За прошедшие годы больше гонщиков использовали и злоупотребляли Detroit Locker, чем любым другим блокируемым дифференциалом, и это о чем-то говорит.
Чтобы получить и то, и другое, вы можете пойти по команде. Это дает вам открытый носитель для уличного движения и одним нажатием кнопки или рычагом; вы получаете полностью заблокированный носитель, как катушку.Чем больше функций, тем больше трудозатрат на установку и выше стоимость. Командные шкафчики обычно управляются воздухом, кабелем или электрическим соленоидом, что означает, что вам нужно прокладывать провода и шланги к задней части.
Стоимость таких устройств возрастает, поскольку для их работы требуется больше движущихся частей и функций. Командные шкафчики очень популярны среди полноприводных автомобилей, но они обеспечивают наилучшее сцепление с дорогой и управляемость для уличного дрэг-кара.
У Eaton появился новый электронный шкафчик ELocker.Первоначально разработанный для H2 Hummer, он предназначен для бездорожья, но может быть и на трассе. В то время как другим шкафчикам по команде требуются компрессоры, рычаги и тому подобное, ELocker использует питание 12 В для активации электромагнитного поля, которое заставляет воротнички двигаться, блокируя оси вместе.
Так что лучше, ЛСД или шкафчик? С точки зрения тяги по прямой, блокировка обеспечивает лучшее сцепление рук с опущенными руками, но при поворотах будет шумно и тревожно.Дизайн LSD значительно тише в поворотах и с ним легче обращаться на улице. Для среднемощного уличного автомобиля LSD, вероятно, будет лучшим выбором, но по мере увеличения мощности возрастает и потребность в тяге. Поэтому вместо того, чтобы запускать старый MIG и сваривать эти пауки, попробуйте заменить эту опору на реальный дифференциал производительности. Какой из них зависит от вас.
.