Как работает самоблокирующийся дифференциал видео: Дифференциал автомобиля — предназначение, устройство, как работает

Содержание

Дифференциал автомобиля — предназначение, устройство, как работает

Дифференциал – один из важнейших элементов трансмиссии автомобиля. Его основное предназначение заключается в распределении, изменении и передачи крутящего момента, а при необходимости, для обеспечения вращения двух потребителей с различными угловыми скоростями.

Межколесный дифференциал – это дифференциал, предназначенный для привода ведущих колес, если же он установлен между ведущими мостами в полноприводном автомобиле – межосевой интервал.

Как правило, дифференциал автомобиля располагается в следующим местах:

  • Привод ведущих мостов в полноприводном автомобиле – в раздаточной коробке
  • Привод ведущих колес в полноприводном автомобиле – в картере заднего и переднего моста
  • Привод ведущих колес в переднеприводном автомобиле — в коробке передач
  • Привод ведущих колес в заднеприводном автомобиле – картер заднего моста

В основе дифференциала лежит планетарный редуктор.

Используемый в редукторе вид зубчатой передачи условно делит дифференциал на три следующих вида:

  • Червячный
  • Цилиндрический
  • Конический

Червячный – самый универсальный дифференциал и может быть установлен как между осями, так и между колесами. Цилиндрический тип, как правило, располагается в полноприводных автомобилях между осями. Конический тип применяется в основном как межколесный.

Различают также несимметричный и симметричный дифференциалы автомобиля. Несимметричный тип устанавливается между двумя приводными осями и позволяет передавать крутящий момент в различных пропорциях. Симметричный тип, как правило, устанавливается на главных передачах и позволяет передает на два колеса равный по значению крутящий момент.

Устройство автомобильного дифференциала

Основными элементами дифференциала являются:

  • Полуосевые шестерни
  • Шестерни сателлитов
  • Корпус

Схема дифференциала переднеприводного автомобиля:

1 — ведомая шестерня главной передачи; 2 — фрагмент ведущей шестерни главной передачи; 3 — ось сателлитов; 4 — сателлит; 5 — корпус дифференциала; 6 — правый фланцевый вал; 7 — сальник; 8 — конический роликовый подшипник; 9 — полуосевая шестерня; 10 — левый фланцевый вал; 11 — фрагмент картера коробки передач.

Шестерни сателлитов по своему принципу работы напоминают планетарный редуктор и служат для соединения между собой корпуса и полуосевой шестерни. Последние в свою очередь соединяются с помощью шлицов с ведущими колесами. В различных конструкциях используются четыре или два сателлита, в легковых автомобилей чаще используется второй вариант.

Чашка дифференциала или корпус – ее основное предназначение заключается в том, чтобы передавать через сателлиты крутящий момент от главной передачи к полуосевым шестерням. Внутри него располагаются оси для вращения сателлит.

Солнечные или полуосевые шестерни – предназначены для передачи крутящего момента с помощью полуосей на ведущие колеса. Левая и правая шестерни могут иметь как одинаковое, так и различное между собой число зубцов. В свою очередь шестерни с различным число зубов используются для образование несимметричного дифференциала, а с одинаковым количеством – для симметричного.

Принцип работы автомобильного дифференциала

Работает дифференциал следующим образом: вращая одно из ведущих колес автомобиля, второе начнет вращаться в противоположном направлении, но при этом должно выполняться условие неподвижности карданного вала. В данном случае стеллиты вращаются в свих осях, играя роль шестерни.

Если завести двигатель и включить сцепление и любую из передач, начнет свое вращение карданный вал, передающий свой крутящий момент через цилиндрические и конические шестерни коробке дифференциала.

Таким образом, во время движения автомобиля по кривой траектории одно колесо замедляет свой ход, второе наоборот увеличивает его. В результате устраняется пробуксовка и скольжение колес и каждое из них вращается с той скоростью, которая необходима для безопасного движения.

Во время движения автомобиля по прямой, ничего особенного не происходи и дифференциал передает крутящий момент на оба колеса в одинаковом соотношении. Шестерни полуосевые вращаются с одинаковой угловой скоростью, так как сателлиты в этом случае находятся в неподвижном состоянии.

При движении на скользких покрытиях дифференциал обладает одним существенным недостатком – он может вызвать боковой занос машины, так как на буксующем колесе низкая сила сцепления с покрытием и оно начинает вращаться в холостую.

Самые простейшие дифференциалы автомобиля обладают еще одним недостатком. При попадании грязи или прочих сторонних элементов между шлицами крутящий момент может передаваться в различном соотношении, даже 0 к 100. Таким образом, одно колесо останется в абсолютно статичном положение.

Современные модели практически лишены данного недостатка. Их устройство отличается ручной или автоматической более жесткой блокировкой. Более того, во многих легковых современных машинах устанавливаются системы стабилизации и курсовой устойчивости, позволяющие оптимизировать в зависимости от траектории движения автомобиля распределение крутящего момента.

Как работает дифференциал — видео:

На этом всё, теперь вы знаете устройство дифференциала.

Загрузка…

Самоблокирующийся дифференциал на chevrolet niva. Советы, отзывы, видео

Содержание статьи:
  • Фото
  • Самоблоки (самоблокирующиеся дифференциалы) на Ниву и Шевроле Нива
  • Видео
  • Похожие статьи
  • ASTKRAS. RU» Chevrolet» Chevrolet Niva» Трансмиссия» Как работает блокировка дифференциала на Шевроле Нива: включение блокировки межколесного дифференциала. 1. Как работает блокировка дифференциала на Шевроле Нива: включение блокировки межколесного дифференциала. > Все внедорожники отличаются от обычных автомобилей тем, что такие машины могут преодолевать любое препятствие на дороге, даже в том случае, когда дорога полностью отсутствует.  Самоблокирующийся дифференциал (передний мост). Дифференциал заднего моста. Между осями (центральный).

    На видео показано как включать и отключать блокировку дифференциала на шевроле ниве, так же показано как включать пониженную или повышенную передачу.

    Это интересно! Наиболее популярной моделью Chevrolet по праву является Camaro. История Камаро начинается с 1966 года. Название взято от слова «Комрад» — товарищ. Мощное авто быстро завоевало рынок в этом сегменте. Авто вышло не только мощным, но и эстетически привлекательным. Не зря Camaro постоянно встречается в различных кинокартинах.

    Что представляют собой обычный и самоблокирующийся дифференциал на Ниву. Основные принципы работы устройства. Возможность, необходимость и разумность его.  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.

    У меня задняя уже 2 года стоит с начала ноября г. По моему опыту эксплуатации на шевике в почти гражданском режиме, примерно раз в квартал надо снять блокировку для перетяжки момента срабатывания. На 2 машины да. Главная Автомобили Легковые автомобили. Данный самоблок так же может оснащаться муфтой преднатяга, которое так же измеряется в килограммах.

    Все, что нужно знать о блокировках дифференциала на Ниву

    Друзья, хочу поделиться с вами своим небольшим отчетом по эксплуатации самоблокирующего дифференциала. Сразу хочу предупредить что это мое личное мнение, которое сложилось после двух лет эксплуатации таких устройств.

    Речь пойдет о винтовой блокировке дифференциала. В погоне за проходимостью своей бывшей нивы , начал я тулить в мосты самоблоки. После продажи нивы, мегадевайсы перекочевали в шевика, но в последсвии были демонтированы. Устройства конечно очень интересные и действительно помогают увеличить проходимость автомобиля. Правда не так сильно как этого можно ожидать.

    Скажем так, самоблоки помогают застрять дальше нежели стандартный дифференциал. Иногда автоматические блокировки даже мешают, особенно в переднем мосту. Происходит это как правило в жиже или снегу, когда надо вывернуть на уклон. Машина упорно гребет вдоль по траектории, которая больше нравиться ей, что не всегда совпадает с мнением водителя.

    Еще один минус самоблоки, даже если только в задний мост, для того что бы она работала как положено — необходимо частое обслуживание. По моему опыту эксплуатации на шевике в почти гражданском режиме, примерно раз в квартал надо снять блокировку для перетяжки момента срабатывания. Через пол года вообще не держит. Происходит это потому что устройство построено на основании трения, а то что трется имеет свойство стираться.

    Если после ослабевания преднатяга ничего не делать — то ничего плохого и ничего хорошего не происходит. Распущеная самоблока начинает работать как обычный дифференциал, и становится просто напросто «таблеткой для эффекта плацебо». Стоит отметить так же то что при полностью рабочей самоблоке надо очень аккуратно газовать на любом неоднородном покрытии, включая снег и жижу. Особенно на больших колесах с выраженым протектором.

    Свернуть полуось при таком раскладе очень просто. Для проверки работы самоблокирующего дифференциала достаточно имитировать диагонально вывешивание. Если самоблока не работает требует перетяжки — то будут крутиться те колеса которые подняты в воздух, полностью имитируя работу самого обычного дифференциала.

    Но я вам это не предлагал, и если вы последуете этому способу проверки — то полностью полагаетесь на свой страх и риск. Для себя я сделал вывод о том что лучшая блокировка — это принудительная, которую можно выключить тогда мешает или просто не нужна. А самоблокирующий дифференциал слишком «спортивный» и требует к себе очень много внимания в обслуживании. Потому после последнего ослабления преднатяга я решил что мне это не подходит.

    Посматривал в сторону самоблока от НИРФИ, но они ни где не упомянули, что нужно для нормальной работы такое частое обслуживание! Или принцип работы другой? Скажи, а как часто масло надо менять? Я накатал уже почти 17 тыс, думаю вот надо менять или нет… обычная трансмиссионка ходит долго, а как в этом случае?

    Честно говоря никогда не задувывался над этим вопросом. Если масло хорошее и не попала вода — то наверное долго можно кататься. Можно заглянуть в заливное отверстие, если не пенится, и масло похоже на масло, без запаха горелого то нормально. У меня стояли и спереди и сзади, полгода откатал и спереди убрал, а сзади оставил. Очень удобная вещь, всем рекомендую! Альтернативный вариант ДАК, но честно говоря, не хочу. Смотрю только в сторону принудительной блокировки. Пробовал на других машинах с принудиловкой — бомба, самоблоки нервно курят в сторонке.

    Нива шевроле тест блокировок (Блокка Иж-техно и Вал рэйсинг)

    Самоблокирующийся дифференциал — теория. Рассмотрим как работают самоблокирующиеся дифференциалы разных конструкций

    При движении автомобиля на повороте, по неровностям дороги и т.д. колеса проходят путь разной длины (рис. 1). Чтобы не происходило проскальзывания шин по асфальту, они должны вращаться с разными скоростями.

    Колеса ведомой оси вращаются независимо друг от друга, поэтому катятся без пробуксовки.

    Дифференциал – механизм, позволяющий колесам ведущей оси вращаться с разными скоростями и подводящий к ним крутящий момент. В трансмиссии автомобилей с одной ведущей осью дифференциал устанавливается между приводами колес (полуосями, ШРУСами и т.д.), поэтому его называют межколесным. В полноприводных автомобилях (со всеми ведущими колесами) он может находиться и между ведущими осями (межосевой дифференциал). Крутящий момент к дифференциалу подводиться от двигателя через агрегаты трансмиссии (коробку передач, карданный вал, главную передачу и т.д.)

    Крутящий момент – характеристика вращательного движения. Его величина равна произведению силы на плечо (расстояние от точки приложения силы до оси вращения) и измеряется в Нм (ньютон на метр). Например, если двигатель развивает крутящий момент 100Нм, значит, сила на плече в 1м будет составлять 100Н.

    Сила сцепления – колеса с дорогой равна произведению весовой нагрузки на колесо (которую колесо передает на дорогу) на коэффициент сцепления.

    Сила тяги на колесе (рис. 2) зависит от радиуса колеса и подводимого к нему крутящего момента. Она ограничивается силой сцепления с дорогой, то есть не может больше нее. Произведения силы тяги на радиус колеса дает тот крутящий момент, который дифференциал может передать на колеса. Когда сцепление с дорогой мало (например, на гладком льду) или колесо вывешено (отсутствует весовая нагрузка), крутящий момент и силы тяги на колесе очень малы или отсутствуют. Если «тяга» меньше сопротивления движению, автомобиль не сможет тронуться с места.

    На легковых автомобилях, предназначенных для движения по дорогам с твердым покрытием (асфальтом, бетоном), наибольшее распространение получил дифференциал с коническими шестернями.

    Дифференциалы с коническими шестернями.

    Представляют собой зубчатую передачу с подвижными осями зубчатых колес (такие передачи называют планетарными). Её основными элементами являются (рис. 3):

    • корпус, с которым жестко соединено ведомое зубчатое колесо главной передачи (передающей крутящий момент от карданного вала на корпус дифференциала). На легковых автомобилях, как правило, корпус имеет неразъемную конструкцию и окна для монтажа шестерен;
    • сателлиты – конические зубчатые колеса, которые могут поворачиваться вокруг оси. В дифференциалах легковых автомобилей обычно устанавливаются два сателлита;
    • ось сателлитов, жестко закрепленная в корпусе и вращающаяся вместе с ним. На ней расположены спиральные канавки для улучшения смазки сателлитов;
    • две конические шестерни, входящие в зацепление с сателлитами и жестко соединенные с выходными валами дифференциала (полуосями, ШРУСами и т.д.). Эти шестерни принято называть полуосевыми.

    При движении автомобиля ведомая шестерня главной передачи вращает корпус дифференциала и, соответственно, ось с сателлитами, которые передают движение полуосевым шестерням, а они, в свою очередь, на колеса.

    На прямой и ровном отрезке пути (рис. 4) колеса проходят одинаковое расстояние, поэтому полуосевые шестерни и корпус дифференциала, а также ось сателлитов вращаются с одинаковой скоростью. Последние не поворачиваются относительно своей оси.

    Когда автомобиль совершает поворот, внутреннее (расположенное ближе к центру поворота) колесо начинает вращаться медленнее (поэтому его называют отстающим). Соответственно, соединенная с ним полуосевая шестерня совершает меньше оборотов в минуту, чем корпус дифференциала и ось сателлитов. Это вынуждает их поворачиваться вокруг оси и увеличивать скорость вращения второй шестерни и наружнего (забегающего) колеса. Так обеспечивается разное число оборотов шин, необходимое для движения без пробуксовки.

    Этот вид дифференциалов называют также симметричным, так как они поровну распределяют крутящий момент между колесами. Это происходит потому, что сателлит работает как равноплечий рычаг и передают только равные усилия к шестерням и колесам. Как сказано выше, если одно из колес имеет малое сцепление с дорогой, крутящий момент на нем небольшой, соответственно симметричный дифференциал подводит такое же усилие к другому колесу. То есть если одно из колес буксует, значит, сила тяги на втором колесе незначительна, что отрицательно сказывается на проходимости. Для ее улучшения на автомобилях применяют полную или частичную блокировку дифференциалов, степень которой оценивают коэффициентом блокировки.

    Коэффициент блокировки.

    Коэффициент блокировки (Кb) – это отношение крутящего момента на отстающем колесе к моменту на забегающем. Его величина для симметричного дифференциала равна 1 (моменты на обоих колесах равны), для дифференциалов повышенного трения (см. ниже) Кb = 3..5.

    Чем больше Кb, тем лучше проходимость автомобиля. Например, при большом коэффициенте блокировки ухудшаются управляемость и устойчивость транспортного средства при движении по асфальту. Это связано с тем, что на отстающем колесе момент в несколько раз больше и оно старается как бы «вытолкнуть» автомобиль из поворота. К тому же возрастает износ шин из-за частичной пробуксовки, нагрузки на элементы привода, снижается КПД, что приводит к увеличению расхода топлива.

    Самоблокирующиеся дифференциалы с полной блокировкой.

    Имеют муфту, жестко соединяющую (блокирующую) корпус дифференциала и шестерню выходного вала. Привод муфты может быть механическим, гидравлический или пневматический, а управление блокировкой осуществляется водителем (блокировка межосевого дифференциала на ВАЗ-21213). После преодоления труднопроходимого участка водителю необходимо сразу отключать блокировку, что требует от него дополнительного внимания. Иначе на шины и трансмиссию будут действовать избыточные нагрузки, а автомобиль будет хуже управляем.

    У механизмов повышенного трения – многодисковых дифференциалов, вискомуфт, самоблокирующихся дифференциалов «Квайф» и «Торсен» блокировка (частичная) осуществляется автоматически, без участия водителя.

    Самоблокирующиеся многодисковые дифференциалы.

    Устройство одного из таких механизмов представлено на рис. 5. Его основное отличие от симметричного дифференциала заключается в наличии подпружиненного пакета фрикционных дисков, одна из которых жестко связана с корпусом, а другая с полуосевыми шестернями.

    При разных оборотах колес полуосевые шестерни дифференциала вращаются быстрее или медленнее корпуса. За счет это между фрикционными дисками возникают силы трения, препятствующие свободному вращению шестерен,то есть осуществляющие частичную блокировку. Соответственно на отстающем колесе увеличивается крутящий момент и сила тяги.

    Фрикционные диски в некоторых конструкциях не подпружинены, а сжимаются давлением жидкости, создаваемым насосом. Например, одна из таких конструкций носит название «героторный дифференциал» (от англ. Gear — шестерня). Он имеет шестерёнчатый насос, создающий давление жидкости при разных скоростях вращения полуосевых шестерен корпуса.

     

    Вискомуфта.

    Получила свое название от лат. viscosus — вязкий. Ее основными элементами являются (рис.6):

    • корпус и вал, герметизированные с помощью уплотнений
    • диски, одна половина которых соединена шлицами с корпусом, другая с валом. Диски имеет каналы и отверстия для увеличения вязкости трения жидкости
    • силиконовая (кремнийорганическая) жидкость, которая обладает высокой вязкостью и заполняет корпус на 80-90%

    Вискомуфта передает подводимый к ней крутящий момента за счет внутреннего трения в жидкости, находящейся между дисками. Когда их скорости одинаковы, муфта передает небольшую часть усилия (5..7%). При отставании ведомых дисков от ведущих жидкость перемешивается, температура и вязкость ее растут, она расширяется сжимает воздух. Когда он почти полностью сжат, давление в муфте резко возрастает, что вызывает осевое перемещение дисков по шлицам до их механического контакта. Это приводит к резкому возрастанию передаваемого момента(«хамп-эффект»), что может отрицательно сказаться на управляемости автомобиля. В результате вращения передается за счет механического трения, температура и соответственно давление жидкости постепенно снижаются, диски выходят из механического контакта.

    Передаваемый момент зависит от характеристик муфты и от разности скоростей вращения ее валов.

    Вискомуфта может устанавливаться как самостоятельный узел между ведущими осями или «встраиваться» в конический дифференциал.

    Этот узел не пригоден к ремонту, так как количество и вязкость жидкости определяют характеристики вискомуфты и строго контролируются при ее изготовлении. При утечке части жидкости муфта подлежит замене.

    Самоблокирующийся дифференциал «Квайф».

    Конструкция механизма, зарегистрированного под торговой маркой «Квайф» («Quaife»), представлена на рис.7. Сателиты у него расположены в два ряда параллельно оси вращения корпуса. Причем они крепятся не на осях, а находятся в закрытых с обоих концов отверстиях корпуса. Правый ряд сателлитов входит в зацепление с правой полуосевой шестерней, левый – с левой. Кроме того, сателлиты из разных рядов зацепляются между собой попарно. Все зубчатые колеса имеет винтовые зубья.

    Когда одно из колес начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня начинает вращаться медленнее корпуса и поворачивать входящий с ней в зацепление сателлит. Он передает движение связанному с ним сателлиту из другого ряда. а тот, в свою очередь, на полуосевую шестерню. Так обеспечиваются разные обороты колес на повороте. Благодаря разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни и сателлиты торцами к корпусу. Последние также прижимаются вершинами зубьев к поверхности отверстий, в которых они расположены. За счет этого возникают силы, осуществляющие частичную блокировку, что увеличивает силу тяги на отстающем колесе и, соответственно, суммарную силу тяги автомобиля, повышая его проходимость.

    Величина коэффициента блокировки зависит от угла наклона зубьев сателлитов и полуосевых шестерен. Устанавливая в корпус комплекты сателлитов и шестерен с различным углом наклона зубьев, изменяют коэффициент блокировки в зависимости от характеристик автомобиля и условий его применения.

    Самоблокирующийся дифференциал «Торсен».

    Получили свое название от англ. Torque – крутящий момент и sensing – чувствительный, то есть чувствительный к крутящему моменту. Механизмы, выпускаемые под этой торговой маркой, имеют два типа конструкций.

    Первый представлен на рис.8. Сателлиты расположенные корпусе перпендикулярно его оси и объединены между собой попарно с помощью прямозубого зацепления, а с полуосевыми шестернями связаны червячным зацеплением.

    На повороте полуосевая шестерня, связанная с отстающим колесом, поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит, он, в свою очередь, вращает второй сателлит и другую полуосевую шестерню. Такой «цепочкой» колесам автомобиля обеспечивается возможность вращаться с разной скоростью. Силы трения, возникающие в червячном зацеплении от разности моментов на колесах, осуществляют частичную блокировку дифференциала.

    Применение комплектов сателлитов и шестерен с различным профилем червячного зацепления дает возможность изменять коэффициент блокировки. Недостаток этого вариант – сложность конструкции и ее сборки.

    Второй тип «Торсена» представлен на рис.9. Сателлиты расположены параллельно оси корпуса дифференциала в его отверстиях и соединены попарно между собой и с полуосевыми шестернями винтовым зацеплением. Работа механизма на поворотах и частичная блокировка осуществляются так же, как у «Квайфа». Этот вариант конструкции менее сложный, кроме того позволяет уменьшить диаметр корпуса дифференциала.

    Правильный полный привод: victorborisov — LiveJournal


    Удивительно, но факт — очень многие автовладельцы совершенно не разбираются в типах полноприводных трансмиссий. А ситуацию усугубляют автомобильные журналисты, которые сами с трудом разбираются в типах приводов и том, как они работают.

    Самое серьезное заблуждение заключается в том, что многие до сих пор считают, что правильный полный привод должен быть обязательно постоянным, и категорически отвергают системы автоматически подключаемого полного привода. При этом автоматически подключаемый полный привод бывает двух типов, разделяемый по характеру работы: реактивные системы (включающиеся по факту пробуксовки ведущей оси) и превентивные (в которых передача момента на обе оси активируется по сигналу от педали газа).

    Я расскажу про основные варианты полноприводных трансмиссий и покажу, что за электронно-управляемыми полноприводными трансмиссиями будущее.


    Все примерно представляют как устроена трансмиссия автомобиля. Она предназначена для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на ведущие колёса. В трансмиссию входит сцепление, коробка передач, главная передача, дифференциал и приводные валы (кардан и полуоси). Важнейшим устройством в трансмиссии является дифференциал. Он распределяет подводимый к нему крутящий момент между приводными валами (полуосями) ведущих колёс и позволяет им вращаться с разной скоростью.

    Для чего это нужно? При движении, в частности при поворотах, каждое колесо автомобиля движется по индивидуальной траектории. Следовательно все колёса автомобиля в поворотах вращаются с разной скоростью и проходят разные расстояния. Отсутствие дифференциала и жёсткая связь между колёсами одной оси приведёт к повышенной нагрузке на трансмиссию, неспособности автомобиля поворачивать, не говоря о таких мелочах, как износ шин.

    Следовательно, для эксплуатации на дорогах с твёрдым покрытием любой автомобиль должен быть оснащен одним или несколькими дифференциалами. Для автомобиля с приводом на одну ось устанавливается один межколёсный дифференциал. А в случае полноприводного автомобиля необходимо уже три дифференциала. По одному на каждой оси, и одного центрального, межосевого дифференциала.

    Чтобы подробнее понять принцип работы дифференциала, крайне рекомендую к просмотру документальное короткометражное кино Around the Corner снятое в 1937 году. За 70 лет в мире не смогли сделать более простое и понятное видео про работу дифференциала. Даже не обязательно знать английский язык.

    Главный недостаток, а скорее особенность, работы свободного дифференциала известна всем — если на одном из ведущих колёс автомобиля будет отсутствовать сцепление (например, на льду или вывешенное на подьемнике), то автомобиль даже не сдвинется с места. Это колесо будет свободно вращаться с удвоенной скоростью, в то время как другое останется неподвижным. Таким образом, любой моноприводный автомобиль можно обездвижить если одно колёс ведущей оси потеряет сцепление с дорогой.

    Если же взять полноприводный автомобиль с тремя обычными (свободными) дифференциалами, то его потенциальная способность передвигаться в пространстве может быть ограничена даже если ЛЮБОЕ из четырёх колёс потеряет сцепление с дорогой. То есть, если полноприводный автомобиль с тремя свободными дифференциалами поставить всего одним колесом на ролики/лёд/вывесить в воздухе — он не сможет сдвинуться с места.

    Как сделать так, чтобы автомобиль смог передвигаться в этом случае? Очень просто — необходимо заблокировать один или несколько дифференциалов. Но мы помним, что жёсткая блокировка дифференциала (а по сути такой режим приравнивается к его отсутствию) неприменима к эксплуатации автомобиля на дорогах с твёрдым покрытием ввиду повышенных нагрузок на трансмиссию и неспособности поворачивать.

    Поэтому при эксплуатации на дорогах с твёрдым покрытием необходима изменяемая степень блокировки дифференциала (речь сейчас в одновном про межосевой дифференциал) в зависимости от условий движения. А вот на бездорожье можно передвигаться хоть с полностью заблокированными всеми тремя дифференциалами.

    Итак, в мире существует три основных типа решения полного привода:

    Классическая полноприводная трансмиссия (в терминологии автопроизводителей обозначается как full-time) имеет три полноценных дифференциала, поэтому такой автомобиль в любых режимах движения имеет привод на все 4 колеса. Но как я уже писал выше, если хоть одно из колёс потеряет сцепление с дорогой — автомобиль потеряет способность передвигаться. Следовательно такому автомобилю обязательно нужна блокировка дифференциала (полная или частичная). Самое популярное решение, практикуемое на классических внедорожниках — механическая жесткая блокировка межосевого дифференциала с распределением момента по осям в пропорции 50:50. Это позволяет существенно повысить проходимость автомобиля, но с жестко заблокированным межосевым дифференциалом нельзя ездить по дорогам с твёрдым покрытием. Опционально внедорожные автомобили могут иметь дополнительную блокировку заднего межколёсного дифференциала.


    В трансмиссии Full-time присутствует три дифференциала A,B и С. А в part-time межосевой дифференциал A отсутствует и его заменяет механизм жесткого подключения второй оси вручную.

    Одновременно с этим появилось отдельное направление механически подключаемого полного привода (Part-time). У такой схемы полностью отсутствует межосевой дифференциал, а на его месте находится механизм подключения второй оси. Такая трансмиссия обычно применяется на недорогих внедорожниках и пикапах. В результате, на дорогах с твёрдым покрытием такой автомобиль может эксплуатироваться только с приводом на одну ось (обычно заднюю). А для преодоления сложных участков на бездорожье водитель вручную включает полный привод путём жесткой блокировки передней и задней оси между собой. В результате момент передаётся на обе оси, но не стоит забывать о том, что на каждой из осей продолжает оставаться свободный дифференциал. Это значит, что при диагональном вывешивании колёс, автомобиль никуда не поедет. Решить эту проблему можно только с помощью блокировки одного из межколёсных дифференциалов (в первую очередь заднего), поэтому некоторые модели внедорожников имеют самоблокирующийся дифференциал на задней оси.

    И самое универсальное и популярное в настоящее время решение — автоматически подключаемый полный привод (A-AWD — Automatic all-wheel drive, часто обозначаемый просто как AWD). Конструктивно такая трансмиссия очень похожа на подключаемый полный привод (part-time), у которой отсутствует межосевой дифференциал, а для подключения второй оси используется гидравлическая или электромагнитная муфта. Степень блокировки муфты обычно управляется электроникой и существует два механизма работы: превентивный и реактивный. О них чуть ниже в подробностях.


    В трансмиссии межосевой дифференциал отсутствует, из коробки передач выходит два вала, один на переднюю ось (со своим дифференциалом), другой — на заднюю, к муфте.

    Важно понимать, что для максимально эффективной полноприводной трансмиссии (независимо от того, full-time это или a-awd) требуется наличие переменной блокировки межосевого дифференциала (муфты) в зависимости от дорожных условий (про межколёсные дифференциалы отдельный разговор, не в рамках этой статьи). Для этого существует несколько способов. Самые популярные из них: вязкостная муфта, шестерёнчатый самоблокирующийся дифференциал, электронное управление блокировкой.


    1. Вязкостная муфта (дифференциал с такой муфтой называется VLSD — Viscous Limited-slip differential) самый простой, но при этом малоэффективный способ блокировки. Это простейшее механическое устройство, которое передаёт вращающий момент посредством вязкой жидкости. В случае, когда скорость вращения входящего и выходящего вала муфты начинает различаться, вязкость жидкости внутри муфты начинает увеличиваться вплоть до полного затвердевания. Таким образом происходит блокировка муфты и распределение крутящего момента поровну между осями. Недостатком вязкостной муфты является слишком большая инерционность в работе, это не критично на дорогах с твёрдым покрытием, но практически исключает возможность её применения для эксплуатации на бездорожье. Также существенным недостатком является ограниченный срок службы, и как следствие к пробегу в 100 тысяч километров вязкостная муфта обычео перестаёт выполнять свои функции и межосевой дифференциал становится постоянно свободным.

    Вязкостные муфты в настоящее время иногда применяют для блокировки заднего межколёсного дифференциала на внедорожниках, а также в качестве блокировки межосевого дифференциала на автомобилях Subaru с механической коробкой передач. Раньше были случаи применения вязкостной муфты для подключения второй оси в системах с автоматически подключаемым полным приводом (автомобили Toyota), но от них отказались ввиду крайне низкой эффективности.


    2. К шестерёнчатым самоблокирующимся дифференциалам относится известный дифференциал Torsen. Его принцип основан на свойстве червячной или косозубой передачи «заклинивать» при определённом соотношении крутящих моментов на осях. Это дорогостоящий и технически сложный механический дифференциал. Применяется на очень большом количестве полноприводных автомобилей (практически все модели Audi с полным приводом) и не имеет ограничений по использованию на дорогах с твердым покрытием или на бездорожье. Из недостатков следует иметь ввиду, что при полном отсутствии сопротивления вращению на одной из осей — дифференциал остаётся в разблокированном состоянии и автомобиль не в состоянии сдвинуться с места. Именно поэтому автомобили с дифференциалом Torsen имеют серьезную «уязвимость» — при полном отсутствии сцепления на ОБОИХ колёсах одной оси автомобиль не в состоянии сдвинуться с места. Именно этот эффект можно увидеть в этом видео. Поэтому, на новых моделях Audi в настоящее время применяется дифференциал на коронных шестернях с дополнительным пакетом фрикционов.


    3. К электронному управлению блокировкой относятся как простые способы притормаживания буксующих колёс с помощью штатной тормозной системы, так и сложные электронные устройства управляющие степенью блокировки дифференциала в зависимости от дорожной обстановки. Их преимущество заключается в том, что вязкостная муфта и самоблокирующийся дифференциал Torsen являются полностью механическими устройствами, без возможности вмешательства электроники в их работу. А именно электроника способна моментально определять на каком из колёс автомобиля требуется крутящий момент и в каком количестве. Для этих целей используется комплекс электронных датчиков — датчики вращения на каждом колесе, датчик положения руля и педали газа, а также акселерометр, фиксующий продольные и поперечные ускорения автомобиля.

    При этом хочу заметить, что система имитации блокировки дифференциала на основе штатной тормозной системы зачастую оказывается не настолько эффективной, чем непосредственная блокировка дифференциала. Обычно имитация блокировки с помощью тормозной системы применяется вместо межколёсной блокировки и в настоящее время применяется даже на автомобилях с приводом на одну ось. Примером электронно-управляемой блокировки межосевого дифференциала может быть полноприводная трансмиссия VTD, применяемая на автомобилях Subaru с пятиступенчатой автоматической коробкой передач, или же система DCCD, применяемая на Subaru Impreza WRX STI, а также Mitsubishi Lancer Evolition с активным центральным дифференциалом ACD. Это самые совершенные полноприводные трансмиссии в мире!

    Теперь перейдём к главному предмету обсуждения — трансмиссии с автоматически подключаемым полным приводом (a-awd). Технически наиболее простой и недорогой способ реализации полного привода. В том числе его преимущество заключается в возможности использования поперечной компоновки двигателя в моторном отсеке, но существуют варианты его применения и при продольном расположении двигателя (например, BMW xDrive). В такой трансмиссии одна из осей является ведущей и на неё в обычных условиях обычно приходится большая часть крутящего момента. Для автомобилей с поперечным расположением двигателя это передняя ось, с продольным — соответственно задняя.

    Главный недостаток такого типа трансмиссии заключается в том, что колёса на подключаемой оси физически не могут вращаться быстрее, чем колёса «основной» оси. То есть для автомобилей, где муфта подключает заднюю ось пропорция распределения момента по осям колеблется в диапазоне от 0:100 (в пользу передней оси) до 50:50. В случае, когда «основная» ось задняя (например, система xDrive), часто номинальное соотношение момента по осям устанавливают с небольшим смещением в пользу задней оси, для улучшения поворачиваемости автомобиля (например, 40:60).

    Всего существует два механизма работы автоматически подключаемого полного привода: реактивный и превентивный.

    1. Реактивный алгоритм работы подразумевает блокировку муфты, отвечающей за передачу момента на вторую ось, по факту пробуксовки колёс на ведущей оси. Это усугублялось огромными задержками в подключении второй оси (в частности по этой причине не прижились вязкостные муфты в таком типе трансмиссии) и приводило к неоднозначному поведению автомобиля на дороге. Такая схема стала массово применятся на изначально переднеприводных автомобилях с поперечным расположением двигателя.

    В поворотах работа реактивной муфты выглядит так: В нормальных условиях практически весь крутящий момент передаётся на переднюю ось, и автомобиль по сути является переднеприводным. Как только наступает разность вращения колёс на передней и задней оси (например, в случае сноса передней оси) межосевая муфта блокируется. Это приводит к внезапному появлению тяги на задней оси и недостаточная поворачиваемость сменяется избыточной. В результате подключения задней оси происходит стабилизация скоростей вращения передней и задней оси (муфта же заблокировалась) — муфта снова разблокируется и автомобиль сновится переднеприводным!

    На бездорожье ситуация лучше не становится, по сути это обыкновенный переднеприводный автомобиль, на котором момент включения задней оси определяется пробуксовкой передних колёс. Именно по этой причине многие кроссоверы с таким типом привода на бездорожье совершенно не способны двигаться задним ходом. И на такой трансмиссии особенно хорошо ощущается момент подключения задней оси. При этом на дорогах с твёрдым покрытием автомобиль всегда остаётся переднеприводным.

    В настоящее время такой алгоритм работы автоматически подключаемого полного привода используется редко, в частности это кроссоверы Hyundai/Kia (кроме новой системы DynaMax AWD), а также автомобили Honda (система Dual Pump 4WD). На практике такой полный привод совершенно бесполезен.

    2. Муфта с превентивной блокировкой работает иначе. Её блокировка происходит не по факту пробуксовки колёс на «основной» оси, а заранее, в тот момент когда требуется тяга на всех колёсах (скорость вращения колёс вторична). То есть блокировка муфты происходит в тот момент, когда вы нажимаете на газ. Также учитываются такие вещи, как угол поворота руля (при сильно вывернутых колёсах степень блокировки муфты снижается, чтобы не нагружать трансмиссию).

    Запомните, для подключения задней оси не требуется пробуксовка передней! Блокировка муфты автоматически подключаемого полного привода в первую очередь определяется положением педали газа. В обычных условиях на заднюю ось передаётся около 5-10% крутящего момента, но как только вы нажимаете на газ — муфта блокируется (вплоть до полной блокировки).

    Серьезная ошибка, которую уже не первый год допускают автомобильные журналисты — нельзя путать алгоритмы работы автоматически подключаемого полного привода. Система автоматически подключаемого полного привода с превентивной блокировкой постоянно передаёт момент на все 4 колеса! Для неё не существует такого понятия, как «внезапное подключение задней оси».

    К муфтам с превентивной блокировкой относятся Haldex 4 (моя отдельная статья по теме здесь) и 5 поколения, муфты Nissan/Renault, Subaru, система BMW xDrive, Mercedes-Benz 4Matic (для поперечно установленных двигателей) и многие другие. У каждой марки свои алгоритмы работы и особенности управления, это следует иметь ввиду при сравнительном анализе.


    Так выглядит муфта подключения передней оси в системе BMW xDrive

    Также следует особое внимание обращать на навыки управления автомобилем. Если водитель не знаком с принципами управления автомобилем на дороге и в частности с тем, как нужно проходить повороты (я писал об этом совсем недавно), то с очень большой вероятностью он не сможет поставить автомобиль с системой автоматически подключаемого привода боком, в то время как у него это элементарно получится сделать на полноприводном автомобиле с тремя дифференциалами (отсюда ошибочные заключения, что только Subaru может ехать боком). Ну и конечно не стоит забывать, что количество тяги на осях регулируется педалью газа и углом поворота руля (в том числе, как я уже писал выше — при сильно вывернутых колёсах муфта полностью не заблокируется).


    Схема работы муфты Haldex 5 поколения, полностью управляемая электроникой (напомню, Haldex 1,2 и 3 поколений имел в конструкции дифференциальный насос, который приводился в действие разницей во вращении входящего и выходящего вала). Сравните с безумно сложной конструкцией муфты Haldex 1 поколения.

    Кроме этого, практически всегда такие системы дополнены электронной имитацией блокировки межколёсных дифференциалов с помощью тормозной системы. Но следует иметь ввиду, что она тоже имеет свои особенности работы. В частности она работает только в определённом диапазоне оборотов. На низких оборотах она не включается, чтобы не «задушить» двигатель, а на высоких — чтобы не сжечь колодки. Поэтому нет смысла загонять тахометр в красную зону и надеяться на помощь электроники, когда автомобиль застрял. Про применении на бездорожье системы с гидравлической муфтой имеют более высокую стойкость к перегреву, чем фрикционные электромагнитные муфты. В частности, Land Rover Freelander 2/Range Rover Evoque может быть примером автомобиля с автоматически подключаемым полным приводом на основе муфты Haldex 4 поколения и очень впечатляющими способностями на бездорожье.

    Что в итоге? Не нужно бояться систем автоматически подключаемого полного привода с превентивной блокировкой. Это универсальное решение как для дорожной эксплуатации, так и эпизодической эксплуатации на бездорожье средней сложности. Автомобиль с такой системой полного привода адекватно управляется на дороге, имеет нейтральную поворачиваемость и всегда остаётся полноприводным. И не верьте рассказам про «внезапное подключение задней оси».

    Дополнение: Очень важный для понимания вопрос, это распределение крутящего момента по осям. Рекламные материалы автопроизводителей часто вводят в заблуждение и ещё больше запутывают в понимании принципов работы полноприводной трансмиссии. Первое, что необходимо запомнить — крутящий момент существует только на тех колёсах, у которых есть сцепление с поверхностью. Если колесо висит в воздухе, то несмотря на тот факт, что оно свободно вращается двигателем, крутящий момент на нём равен НУЛЮ. Во-вторых, не путайте проценты передаваемого крутящего момента на ось и пропорцию распределения крутящего момента по осям. Это важно для систем автоматически подключаемого полного привода, т. к. отсутствие центрального дифференциала лимитирует максимально возможное распределение момента по осям в соотношении 50/50 (то есть физически невозможно, чтобы соотношение было больше в сторону подключаемой оси), но при этом на каждую ось может передаваться до 100% крутящего момента. В том числе и подключаемую. Это обьясняется тем, что в случае, если на одной оси нет сцепления, то и момент на ней равен нулю. Следовательно все 100% момента будут на подключаемой муфтой оси, при этом соотношение распределения момента по осям всё равно будет 50/50.

    БЛОКИРОВКА ДИФФЕРЕНЦИАЛА: устройство, принцип работы, типы

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

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

    Назначение и устройство дифференциала

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

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

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

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

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

    Видео-урок принципа работы дифференциала

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

    Как работает Торсен

    Дифференциал Торсен — это самоблокирующийся червячный дифференциал. Это указывает на то, что автоматическая блокировка дифференциала происходит при разнице крутящих моментов между корпусом механического устройства и приводным валом. Сам дифференциал состоит из ведомой и ведущей червячных шестерен, называемых «полуосевыми» и «сателлитами» соответственно. У червячной шестерни есть особенность: она не вращается от других шестерен, но может вращать другие шестерни. Это свойство допускает частичную блокировку дифференциала.

    Принцип работы межосевого червячного дифференциала.

    Если колеса автомобиля хорошо прилегают к дорожному покрытию и движутся плавно, крутящий момент между осями будет распределяться в равных пропорциях. При резком увеличении крутящего момента ведущие червячные шестерни пытаются начать движение в обратном направлении. Ведомые шестерни перегружаются, выходные валы блокируются и избыточный крутящий момент двигателя автомобиля передается на другую ось.

    Самоблокирующийся червячный дифференциал между колесами активируется, когда одно из колес пробуксовывает. При пробуксовке крутящий момент на одном колесе уменьшается, Торсен блокируется и передает крутящий момент от двигателя автомобиля на другое колесо. Блокировка буксующего колеса также частичная и степень блокировки зависит от того, насколько уменьшилось значение крутящего момента.

    Дифференциал Torsen может распределять крутящий момент максимум до отношения 7: 1.

    Виды блокировок дифференциала

    Есть несколько видов блокировки:

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

    По способу включения бывают:

    • ручной блокировки;
    • автоматической (самоблокирующей).

    Привод ручной блокировки может быть:

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

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

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

    Самоблокирующийся дифференциал

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

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

    • угловых скоростей;
    • разность в крутящем моменте.

    Вот по этому принципу и различают особенности его конструкции.

    1. Дисковый механизм

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

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

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

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

    Видео-урок по принципу работы блокировки дифференциала

    2. Вязкостная муфта (вискомуфта)

    Используется крайне редко, из-за своих ощутимых недостатков:

    • несовместимость с некоторыми ABS;
    • частые случаи перегрева.

    Т.к. вискомуфта имеет внушительные размеры, то и применяется лишь между осями. Правда, случаются прецеденты, установки ее место дифференциала при полном автоматическом приводе. Название она свое получила из-за особенности работы.

    Набор перфорированных дисков, помещен в супер вязкую жидкость (силикон), и запечатан в герметичный контейнер. Так же как и в случае с дисковым дифференциалом, пакет дисков поделен на две части, одни на ведущем вале, другие на ведомом. Если ведущий вал набирает обороты, прикрепленные к нему диски, также ускоряются. При этом они взбивают силикон, который затвердевает и блокируется с дисками ведомого, происходит блокировка дифференциал. Когда скорость вращения стабилизируется — жидкость вернется к исходному состоянию.

    Дифференциал как часть трансмиссии

    Дифференциал в автомобиле — это механизм, распределяющий крутящий момент карданного вала трансмиссии между ведущими колесами передней или задней оси (в зависимости от типа привода), позволяя каждому из них вращаться без пробуксовки. В этом заключается основное назначение дифференциала.


    Ведуший мост с дифференциалом в разрезе

    При прямолинейном движении, когда колеса нагружены одинаково и имеют равную угловую скорость вращения – механизм работает в качестве передаточного звена. Если условия движения изменяются (поворот, пробуксовка) – нагрузка становится неравномерной. У полуосей появляется необходимость вращаться с разными скоростями, и, как следствие, становится необходимым распределить полученный крутящий момент между ними в определенном соотношении. Тогда узел выполняет вторую важную функцию: обеспечение безопасного маневрирования автомобиля.

    Схема расположения дифференциала зависит от типа привода автомобиля:

    1. Передний привод – картер коробки передач.
    2. Задний привод – корпус ведущего моста.
    3. Полный привод – корпусы переднего и заднего мостов (для передачи крутящего момента ведущим колесам) или раздаточная коробка (для передачи крутящего момента ведущим мостам).

    Дифференциал на автомобилях появился не сразу. Конструкторы первых «самодвижущихся экипажей» были очень озадачены плохой маневренностью своих изобретений. Вращение колёс с одинаковой угловой скоростью во время прохождения поворота приводило к тому, что одно из них начинало буксовать или, наоборот, полностью теряло контакт с дорогой. Инженеры вспомнили, что на ранних прототипах первых автомобилей, снабжаемых паровыми двигателями, было устройство, позволявшее избежать потери управляемости.

    Механизм распределения вращающего момента изобрёл француз Онесифор Пеккёр. В устройстве Пеккёра присутствовали валы и шестерни. Через них крутящий момент от мотора поступал к ведущим колёсам. Но даже после применения изобретения Пёккера проблема пробуксовки колёс на поворотах не решилась полностью. Выявились недостатки системы. Например, одно из колес в какой-то момент терял сцепление с дорогой. Сильнее всего это проявлялось на обледенелых участках.

    Пробуксовка в таких условиях часто приводила к авариям, поэтому конструкторы надолго задумались над тем, как предотвратить занос машины. Решение было найдено Фердинандом Порше. Он стал изобретателем кулачкового механизма, который ограничивал проскальзывание колёс ведущего моста. Немецкое устройство дифференциала нашло применение в автомобилях Volkswagen.

    Плюсы и минусы самоблокирующегося дифференциала

    Как и, любое устройство, самоблок имеет свои преимущества и недостатки.

    Плюсы:

    • повышение проходимость и управляемости автомобиля;
    • автоматизация всего процесса;
    • улучшение динамики при разгоне;
    • устранение, хоть и частичное, пробуксовки одного из колес.

    Минусы:

    • главный недостаток в том, что часто механизм включает блокировку тогда когда это не нужно, что может ухудшить управляемость авто.

    Подводя итог, нужно подчеркнуть важность блокировки дифференциала. В сложных дорожных ситуациях она просто необходима для обеспечения высокого уровня безопасности и управляемости. И жизненно важна, для прохождения сложных трасс, горных местностей, размытого бездорожья. А способность самоблокирующегося дифференциала к полной автоматизации всех процессов еще и поднимает уровень комфорта автовладельца.

    Что такое дифференциал и как он работает — Рамблер/авто

    Двигатель, коробка передач, рулевое управление, подвеска и, конечно, кузов — важнейшие составляющие конструкции автомобиля. Но не только. Не следует забывать про дифференциал, без которого ездить было бы очень сложно. Итак, что такое дифференциал?

    О дифференциале знают не все водители, но ощущают его работу постоянно. Дело в том, что при прохождении поворотов колеса автомобиля проходят разный по длине путь. Внешнее по отношению к центру поворота колесо преодолевает более длинное расстояние И разница между путем его и внутреннего колеса по мере увеличения крутизны поворота только увеличивается. Соответственно, каждое из колес вращается с разной скоростью.

    Если между колесами существует жесткая связь, то в поворотах они будут проскальзывать и, как следствие, покрышки начнут быстро изнашиваться, расход топлива увеличится, а управляемость и курсовая устойчивость перейдут в разряд условных понятий. На машине, у которой колеса одной оси зафиксированы друг относительно друга получится хорошо ездить боком — к слову, некоторые дрифтеры используют так называемую заварку, приваривая полуоси к сателлитам дифференциала. Но мы все-таки говорим о гражданской, а не спортивной эксплуатации.

    Для чего нужен дифференциал

    Данное устройство, будучи установленным между колесами (межколесный дифференциал) позволяет ведомым валам вращаться с разными угловыми скоростями. Кроме того, он участвует в передаче крутящего момента на колеса — распределяет тягу или, если речь идет о межосевом дифференциале, то делит ее между передними и задними колесами (ведущей передней и задней осью).

    Как устроен дифференциал

    Традиционный дифференциал устроен просто и гениально. Принципиальная схема его единая, но некоторые сопутствующие технические нюансы могут отличаться в зависимости от типа привода автомобиля.

    Наиболее распространенный конический симметричный дифференциал состоит из следующих основных компонентов — корпус, сателлиты (малые конические шестерни), ось сателлитов и полуосевые шестерни. Ведущая шестерня ведущего вала имеет форму конуса и обеспечивает контакт с механизмом дифференциала, а ведомая шестерня приводится ведущей шестерней. Вместе они представляют собой главную передачу или главную пару.

    Кстати, дифференциал называется симметричным, поскольку распределяет подводимую тягу поровну вне зависимости от соотношения угловых скоростей колес.

    Как работает дифференциал

    При прямолинейном движении сателлиты не вращаются относительно своей оси, при этом каждый из них поровну делит крутящий момент ведомой шестерни главной передачи между шестернями полуосей. Все меняется, когда автомобиль движется в повороте, а колесам приходится преодолевать разное расстояние и вращаться с различной скоростью (внешнее вращается быстрее, а внутреннее медленнее). Происходит вращение сателлитов — они обегают шестерни полуосей и делят крутящий момент пополам между колесами, перераспределяя при этом мощность.

    Сколько дифференциалов применяется

    Количество дифференциалов может отличаться в зависимости от типа привода. На автомобилях, имеющих одну ведущую ось, присутствует один межколесный дифференциал, который объединен с главной передачей. На полноприводных автомобилях межколесные дифференциалы устанавливаются в каждой ведущей оси. Также устанавливается межосевой дифференциал — он распределяет мощность между ведущими осями в зависимости от длины пути, который проходят колеса.

    В системе полного привода типа парт-тайм межосевой дифференциал не применяется — передняя ось подключается жестко и со всеми ведущими колесами эксплуатация допустима только в условиях, когда возможно их взаимное проскальзывание. То есть, в снегу, в грязи, в песке. На ровной твердой поверхности езда с подключенной передней осью провоцирует повышенный износ элементов системы полного привода типа парт-тайм.

    Недостаток дифференциала

    Применение блокировок, речь о которых пойдет ниже, обусловлено главным недостатком конструкции дифференциала. Дело в том, что дифференциал способен передавать до 100% мощности на одно из ведущих колес. Соответственно, если колесо теряет сцепление с дорогой, то автомобиль не сможет тронуться с места, так как второе не вращается. Происходит это из-за того, что момент сопротивления вращению свободно вращающегося колеса минимален, а, соответственно минимален и крутящий момент, который к нему подводится. Значит, минимальна тяга и на противоположном колесе. И пусть вас это не удивляет, ведь крутящего момента без сопротивления не бывает.

    Механизмы блокировки дифференциала

    Наиболее простой считается так называемая ручная принудительная блокировка дифференциала, которую обычно можно увидеть на внедорожниках. Происходит блокировка сателлитов благодаря блокировочным муфтам. Система простая и надежная, от водителя требуется лишь не забывать ее отключать при движении по ровному твердому покрытию, иначе можно вывести из строя главную пару и мост.

    Противоположностью ручной механической блокировке является электронная блокировка или электронная имитация. Применяется она на современных автомобилях, чьи вспомогательные системы позволяют реализовать данный принцип, собственно, без дополнительного механизма в дифференциале. Одно из колес начинает «обгонять» другое, управляющий блок антипробуксовочной системы получает соответствующий сигнал и колесо замедляется тормозными механизмами. Так как у автомобилей с электронной имитацией блокировки применяется свободный дифференциал, то мощность передается на колесо, имеющее недостаточное сцепление с поверхностью. Электронная имитация позволяет преодолевать пересеченную местность и бороться с диагональным вывешиванием, но ее эффективность может снижать недостаточное быстродействие.

    Вопросы касательно быстроты срабатывания есть и к вязкостной муфте (вискомуфте). Устроена она следующим образом. В корпус главной пары установлены два пакета дисков, соединенные с левой и правой полуосью, пространство между которыми заполнено вязкостной жидкостью. При нагреве она меняет свои свойства. Когда одна из полуосей начинает вращаться с более высокой угловой скоростью чем другая, вязкость жидкости прогрессивно возрастает. Она сцепляет диски и выравнивает угловые скорости.

    Эффективными типами блокировок дифференциалов является Torsen (сложно устроенный механический самоблокирующийся дифференциал с набором червячных шестерен) и винтовые, дисковые, кулачковые и другие механизмы на основе планетарной передачи, которым мы посвятим отдельный материал.

    Все, что нужно знать о блокировках дифференциала на Ниву

    Вопреки ожиданиям, статья получилась довольно большая, ибо приличная часть её была посвящена общим вопросам — принципе работы блокировки, так сказать общие вопросы для новичков. Поэтому, если вы теорию знаете, а зашли просто почитать о диффах Вал Рейсинг и Дак, то воспользуйтесь быстрыми ссылками в содержании.

    1. Общие вопросы касательно дифференциала
    2. Межосевая блокировка
    3. Блокировка одной оси — межколесная
    4. Виды самоблоков — ДАК и Вал Рейсинг
    5. Как установить самоблок
    6. Мой отзыв о ДАК-е и Вал Рейсинге(пробовал оба)
    7. Целесообразность установки блокировки дифференциала

    Для автомобилей повышенной проходимости, к которым относится Нива, и которые созданы проезжать по не самым лучшим дорогам, существует несколько способов, позволяющих повысить проходимость. Под этим понимается способность автомобиля преодолеть территорию, по которой проезд крайне затруднен. И одним из устройств, помогающих в преодолении таких участков, является самоблокирующийся дифференциал, или как его еще называют – самоблок.

    А вообще, о чем идет речь?

    Здесь, прежде чем рассматривать самоблок, наверное, надо коснуться двух вопросов, касающихся движения автомобиля в целом и Нивы в частности.

    Движение в повороте

    В этом случае, если просто нарисовать картинку, как движется машина, то сразу становится понятно, что колеса, расположенные ближе к центру поворота или с внутренней его стороны, проходят меньший путь, чем колеса, движущиеся по внешнему радиусу. А значит, они движутся с разной скоростью. Это вызовет повышенный износ резины, а при большой скорости – занос.

    Чтобы избежать подобного явления, используется такое устройство, как дифференциал. Его назначение – передача крутящего момента с одного источника на два разных потребителя, при этом на каждый из них момент может поступать разный, что обеспечивает, в частности, вращение колес, движущихся по внешнему и внутреннему радиусу поворота, с разной скоростью.

    Распределение момента по осям — межосевая блокировка

    Любой автомобиль, предназначенный для движения по бездорожью, по сложившейся практике должен обладать определенными конструктивными особенностями и наличием устройств, способствующих такому движению и отсутствующих на обычном городском автомобиле. К их числу относится межосевой дифференциал.

    У автомобиля с полным приводом крутящий момент поступает на все колеса. Однако, если начинают пробуксовывать передние иди задние колеса, основной момент передается на них. Все мы неоднократно видели такую картину – автомобиль стоит на месте, у него крутятся какие-то колеса, а остальные остаются неподвижными. Чтобы частично избежать подобного, и применяется блокировка дифференциала, распределяющего момент по осям.

    Суть ее заключается в том, что крутящий момент принудительно делится между задним и передним и мостами, что позволяет при пробуксовке задних колёс автомобилю продолжить движение за счёт переднего привода. И наоборот. Такая блокировка является очень полезной, особенно при движении по бездорожью, при ее отсутствии автомобиль никоим образом не может считаться внедорожником.

    Вывод — межосевая блокировка помогает в тех случаях, когда застряли передние или задние колеса. Тогда крутящий момент передается с застрявших колес на свободные(те, которые не застряли). На Ниву штатная межосевая помогает именно таким образом. Однако вы почитайте, что может межколесная блокировка — далее…

    Блокировка дифференциала на одной оси

    Рассмотренная выше межосевая блокировка является тем минимумом, который необходим настоящему автомобилю повышенной проходимости. Однако для движения по серьезному бездорожью этого явно недостаточно. Здесь проявляется особенность дифференциала, способного передавать крутящий момент разным потребителям, причем он поступает туда, где меньше нагрузка.

    Представьте такую ситуацию – машина одной половиной находится на льду, вторая половина на твердом грунте. При этом два колеса, расположенных на льду, благодаря межосевой блокировке будут крутиться, два других останутся неподвижным. Всё работает, момент, передаваемый от двигателя, принудительно распределён в каком-то соотношении (50:50 или 40:60, или любом другом) между задним и передним мостами.

    Момент исправно поступает на каждый мост, но там два колеса, а за счет того, что одно пробуксовывает и для его вращения требуется меньший момент, он идет именно на это колесо. Получается парадоксальная ситуация – колеса крутятся, а машина стоит на месте, причем ничего ее не удерживает.

    Вот во избежание такой ситуации и используется блокировка дифференциала на одной оси. Она может быть:

    • принудительная, когда включается непосредственно водителем;
    • автоматическая, когда включается сама при пробуксовывании одного колеса, в остальных случаях дифференциал работает так же, как и обычный, классический;
    •  устанавливаемая на задний или передний мост автомобиля.

    Краткая заметка для тех, кто запутался:

    Межосевая блокировка — перекидывает момент с переднего моста на задний и наоборот.
    Межколесная блокировка — перекидывает крутящий момент с правого колеса на левое и наоборот. И самое главное — на который мост установлены самоблоки(передний или задний) — на том мосту и есть возможность передать момент с правого на левый.

    На Ниве по умолчанию стоит только одна из трех блокировок — межосевая. Так что если боитесь застрять — можете поставить себе самоблоки в передний и задний мост и тогда при включении всех трех блокировок все колеса будут крутиться «своей жизнью».

    Конечно, новичкам сложно сразу понять, что да как работает и потому крайне рекомендую вам посмотреть небольшое видео, где на примере Уазика показано, как работают мосты БЕЗ блокировки дифференциалов и автор поясняет, что было бы, если бы блокировка была. И реально понятно, что блокировку лучше иметь на своем внедорожнике. Смотрите и сразу поймете:

    Надо понимать, что блокировка появляется не просто так, а реализуется при помощи каких-то устройств. Не касаясь принудительной, остановимся на автоматической блокировке. Она реализуется при помощи самоблокирующихся дифференциалов. Они представляют собой специальные устройства, которые выполняют две функции:

    1. передачу и распределение крутящего момента на разных потребителей;
    2. принудительное распределение (при необходимости) между ними поступающего момента.

    Какие они бывают, самоблоки?

    Конструктивно самоблокирующиеся дифференциалы могут быть выполнены по-разному, но у нас в стране, как правило, можно найти два типа:

    — дифференциал Красикова, ДАК(расшифровывается как Дифференциал Автоматический Красикова). Фото(цветовая гамма гарантийки и коробки оранжево-белая):

    (фото с сайта drive2.ru)

    — так называемый тольяттинский, производства тольяттинской фирмы «ВАЛ-РЕЙСИНГ». На фото знакомая сине-красная коробка и сам дифф:

    Не касаясь принципа работы каждого из этих дифференциалов, надо отметить, что устанавливаться и тот, и другой могут на передний и задний мосты. При установке на передний мост возрастает усилие на руле, но при наличии ГУРа это незаметно.

    Общепринятая тенденция – устанавливать самоблок на задний мост,. Хотя эффективность работы самоблока, опять же по отзывам потребителей, при установке спереди выше.

    Стоит отметить, что есть такой параметр, как коэффициент блокировки дифференциала и он может быть разным для разных моделей. Он подразумевает, насколько будет отличаться величина момента, поступающего на разные колёса и составляет от пятидесяти до ста процентов.

    Как поставить самоблок?

    Самоблокирующийся дифференциал – самостоятельное изделие, устанавливаемое на место штатного. Выполнить такую процедуру можно как самостоятельно, так и в автосервисе. Это уже дело личного выбора, если есть умение и понимание, как всё работает, то можно сделать и самостоятельно. Я ставил себе самоблок в автосервисе, и мне подобная процедура четыре года назад обошлась в пять тыров.

    В данном случае определяющей стала необходимость проведения нужных регулировок, выставление необходимых зазоров, использование специальных стендов и другие тонкости, которыми я не владею. Во всяком случае, после установки правильного самоблока (об этом чуть ниже) никаких проблем при его эксплуатации не возникло.

    Мой отзыв о Даке и Рейсинге

    Так уж получилось, что мне пришлось пользоваться двумя упомянутыми типами самоблоков. Цена их на момент приобретения была почти одинакова – десять тыров, установка тоже одинакова, но вот результат совершенно разный.

    Если ДАК отказал примерно через полгода, причем не интенсивной эксплуатации, а при движении по обычным лесным дорогам, то тольяттинский (вал рейсинг) работает до сих пор.

    Может, мне просто не повезло, но неоднократно встречались сообщения, что при производстве ДАК-ов есть проблемы с качеством металла. Так что думайте сами.


    А нужен ли?

    Мнений о том, нужен ли вообще самоблок, огромное множество, причём самых полярных – от «зачем он нужен» до «нужен обязательно». Как всегда, выбор – дело личное и каждый должен сделать его сам.

    Опять же выскажу только свое мнение.

    Мне же кажется, что всё зависит от того, как и где вы передвигаетесь на своем автомобиле. Если на дачу или по большей части по асфальту, то вам точно не нужен самоблок.

    Примерно такая же ситуация, если ваше увлечение – оффроад и вы занимаетесь покорением непроходимых дорог. Здесь такие «полумеры», как самоблок, не пойдут и тут нужна полная ручная блокировка дифференциала.

    Однако если вашей задачей является преодоление не слишком сильного бездорожья, движение по мокрой разбитой лесной дороге, т.е. обычные условия без экстрима, то самоблок может оказаться хорошим помощником в таких условиях.

    Следует учитывать и такой момент, что при использовании самоблока возникают дополнительные значительные нагрузки на полуоси и довольно частыми бывают их поломки. Поэтому надо либо ставить усиленные полуоси, либо при очень серьезном препятствии не насиловать автомобиль, а вооружиться лопатой и домкратом и помочь ему справиться с неприятностью.

    Может, мне кажется, может, у меня так настроен самоблок, может быть, дело и не в этом, но зачастую, когда машина начинает «буксовать», неожиданно возникает рывок в противоположную сторону. Как будто сначала машина пошла туда, где колесо заблокировано, а потом оно опять получило момент, и машина дергается в противоположную сторону.

    Может, это и не связано с самоблоком, но я знаю такую особенность поведения машины на разбитой дороге и всегда к этому готов. Возможно, кому-то это будет полезно. Во всем поведение машины абсолютно нормальное

    Самоблокирующийся дифференциал для Нивы является хорошим дополнением, позволяющим при правильном его использовании значительно улучшить ее внедорожные свойства.

    Другие обзоры шин и дисков:

    Самоблокирующийся дифференциал, как он сделан и как работает — Ruetir

    Самоблокирующийся дифференциал представляет собой единственное решение, гарантирующее правильное тяговое усилие, когда много лошадей нужно разгрузить на земле, или при плохом сцеплении с дорогой . Это дифференциал , который может передавать крутящий момент в разных процентах между отдельными колесами одной оси, в отличие от «свободного» дифференциала, который делит крутящий момент между двумя осями на 50%.Давайте лучше узнаем типы и принцип действия самоблокирующейся системы!

    Самоблокирующийся дифференциал, принцип работы

    Самоблокирующийся дифференциал это «открытый» дифференциал с добавлением внутренней системы, которая позволяет увеличить разницу между двумя парами, передаваемыми на приводные валы . Благодаря этой системе колесо с большим сцеплением получает от дифференциала на более высокий крутящий момент по сравнению с колесом с меньшим сцеплением, которое обычно в таких условиях начинает вращаться быстрее.

    Это лучшая система противоскольжения, чем другие устройства, которые ограничивают мощность в случае потери сцепления ведущих колес или использования тормозов для блокировки колес при пробуксовке, поскольку они вызывают опасный перегрев.
    Поэтому на спортивных автомобилях высшего уровня единственным решением является использование самоблокирующегося дифференциала . С помощью этого устройства мощность автоматически передается на колесо с максимальным сцеплением, уменьшая хроническую недостаточную поворачиваемость передних приводов, когда педаль акселератора широко открыта при прохождении поворотов на низких передачах.

    пластинчатый самоблокирующийся дифференциал

    До тех пор, пока переднее колесо сохраняет достаточное сцепление с дорогой, возможна даже избыточная поворачиваемость благодаря тому, что вся масса автомобиля поворачивается на колесе за пределами поворота, что облегчает вход в трос и значительно увеличивает движение автомобиля более эффективно. Недавно были разработаны самоблокирующиеся устройства с электронным управлением, которые больше не используют тормоза для зажима колеса во время вращения.

    Мощность спортивных автомобилей резко возрастает, и становится все труднее, даже и прежде всего после обработки, иметь возможность выгружать такое количество кавалерии на земле, особенно на переднем приводе.Если еще несколько лет назад 300 л.с. представляли собой своего рода идеальную веху для 2-литрового турбонаддува, то сегодня этот предел неожиданно приблизился к 400 л.с. Производители, ставшие уже стандартными, часто прибегают к самоблокирующемуся , чтобы сбросить всю мощность двигателя на землю.

    Самоблокирующиеся дифференциалы, как они сделаны, разные виды

    Самоблокирующиеся дифференциалы

    могут быть разных типов, но наиболее распространенными являются: пластинчатых ламелей / сцеплений , TorSen, Ferguson , которые мы рассмотрим отдельно, в дополнение к системам управления тяговым усилием, таким как Twinster устанавливается на Opel Insignia с эффектом самоблокировки.

    Самоблокирующийся дифференциал в разобранном виде, деталь сателлитов и планетарных пластин

    ВИДЕО Самоблокирующийся дифференциал

    Видео с самоблокирующимся дифференциалом Самоблокирующийся дифференциал

    Техника самоблокирующегося дифференциала подробно описана в журнале ELABORARE № ° 240 КУПИТЬ ЗДЕСЬ

    Вас также может заинтересовать
    ? Автомобильная техника
    ? Все статьи, в которых говорится о дифференциале

    ? уведомление : чтобы оставаться в курсе и получать последние новости на вашу почту подпишитесь на автоматический информационный бюллетень Newsauto ЗДЕСЬ.
    ? Что вы думаете? Ознакомьтесь с FORUM

    Самоблокирующийся дифференциал 1




    ЯзыкиНемецкий-английскийАнглийский-немецкийИспанский-немецкий

    Самоблокирующийся дифференциал 1

    Их можно получить без постороннего влияния или с большим количеством электроники или гидравлики. Все самоблокирующиеся дифференциалы объединяет одно или два многодисковых сцепления. с обеих сторон шестерни полуоси.

    Базовая конструкция уже очень старая, поэтому она хорошо зарекомендовала себя. При необходимости, дисковый пакет в масле создает достаточное трение для удержания двух приводных поверхностей вместе с усилием прибл. От 25 до 70 процентов. Если возникают проблемы с тягой, например, между двумя сторонами ведомой оси, больший крутящий момент распределяется на колесо с лучшим сцеплением.

    Конечно, это относится не только к дифференциалам между двумя колесами (поперечным), но и к дифференциалам между двумя осями (продольным).Первоначально самоблокировка происходила механически, таким образом, когда через При натяжении различающихся скоростей колес две половины разделенного корпуса для смещенных конических зубчатых колес раздвигаются, затем приводится в действие сцепление. (см. рисунок 3).

    Даже во времена VW-Beetle этот тип блокировки дифференциала можно было заказать. Установленный непосредственно на заводе, он действительно работал хорошо, но с увеличением пробега терял часть своей эффективности. В настоящее время подобное решение больше не будет приемлемым.Тем не менее, как вы можете видеть на картинке выше, механика перенесена в наши дни.

    Итак, что осталось, так это два многодисковых сцепления. Однако теперь они, когда это необходимо, управляются гидравлическим давлением. Конечно, за принятие решения отвечает большая часть электроники. Прежде всего, Есть колесные датчики, которые вызывают систему. Для этого необходимо создать достаточное гидравлическое давление с помощью подходящего насоса. Было бы идеально, если бы эту систему можно было использовать и для других целей.

    В случае срабатывания триггера к поршневому кольцу (см. Рис. 2) прилагается приличное давление, которое сжимает пакет из нескольких дисков. В отличие от сегодняшних систем, в прошлом это не могло быть модулируется и просто активируется, когда колеса достигают определенной разницы в скорости. Эти блокирующие дифференциалы были предназначены только для того, чтобы помочь вам выйти из неловкой ситуации, поэтому они были эффективны до адекватная скорость, скажем, 35 ​​км / ч.

    Между тем, этот тип блокировки дифференциала также поддерживает, например, гусеничную стабилизацию ESP в совершенно разных диапазонах скоростей. Они также имеют не только гидравлическое управление, но и магнитные муфты. Как продольная блокировка, фактическое смещение зубчатого колеса может быть устранено с помощью только одной муфты для соединения передней и задней осей друг с другом, что является дальнейшим развитием муфты Haldex. 07/13


    Вот как работают противобуксовочная система и дифференциалы, чтобы улучшить сцепление с дорогой.

    Лошадиная сила бесполезна, если вы не можете вывести ее на асфальт.В результате на вашем автомобиле установлены противобуксовочная система и дифференциалы, которые контролируют передачу мощности двигателя на дорогу, помогая максимально использовать имеющуюся мощность. Это видео от Team O’Neil объясняет, как они работают.

    Дифференциал регулирует распределение мощности между колесами данной оси. Большинство серийных автомобилей имеют открытый дифференциал, что означает, что мощность может идти по пути наименьшего сопротивления. Это позволяет внутреннему колесу поворачиваться быстрее при повороте, что помогает автомобилю поворачиваться.

    Однако выбор пути наименьшего сопротивления означает, что открытый дифференциал всегда будет передавать мощность на колесо с меньшим тяговым усилием. Это означает, что если одно колесо теряет сцепление с дорогой, оно получает всю мощность, что усугубляет проблему, в то время как другое колесо получает нулевую мощность.

    Это делает автомобили с передним или задним приводом с открытыми дифференциалами эффективно одноприводными в таких ситуациях. Если колеса повернуты, если на одну сторону автомобиля смещается больше веса, или если одно колесо обнаруживает скользкую поверхность, сцепление полностью теряется.В полноприводных автомобилях, которые передают мощность на переднюю и заднюю оси, колеса с одной стороны автомобиля могут вращаться, в то время как другие ничего не делают.

    Team O’Neil и Ford Racing объединяются для участия в Fiesta Rally Experience

    Вот почему многие полноприводные автомобили имеют дифференциалы повышенного трения. Они по-прежнему позволяют одному колесу вращаться быстрее другого при прохождении поворотов, но могут частично блокироваться, чтобы передать мощность другому колесу, если одно колесо теряет сцепление с дорогой.

    Некоторые полноприводные автомобили идут еще дальше с полностью блокируемыми дифференциалами, благодаря которым мощность распределяется между колесами ровно 50/50.Но когда оба колеса вращаются с одинаковой скоростью, это не очень хорошо для прохождения поворотов, поэтому блокировка дифференциалов ограничена использованием на бездорожье.

    Дифференциалы механические, но они могут быть дополнены программным обеспечением контроля тяги. В обязательном порядке для всех новых легковых автомобилей, продаваемых в Соединенных Штатах с 2012 года, противобуксовочная система использует датчики скорости вращения колес для определения потери сцепления с дорогой и может управлять тормозами или дроссельной заслонкой, чтобы передать мощность на колесо с большим сцеплением.

    Это лишь некоторые из наиболее распространенных примеров.Посмотрите полное видео, чтобы увидеть, как различные комбинации дифференциала и антипробуксовочной системы работают на скользкой поверхности.

    Как работает дифференциал? 3 вопроса

    Нет автомобилей без дифференциалов — иначе мы ехали бы по крутым поворотам с пробуксовкой колес и визгом шин. Этот важный компонент расположен в центре ведущей оси, где его функция заключается в обеспечении того, чтобы два колеса могли вращаться с разной скоростью при движении по поворотам, при этом имея одинаковую тяговую мощность.Крутящий момент двигателя всегда делится в фиксированном соотношении.
    Кстати: У полноприводных автомобилей есть дифференциал на каждой оси, плюс центральный дифференциал, который распределяет мощность двигателя между осями в заданном соотношении.

    Основным техническим принципом обычно является так называемая коническая дифференциальная передача с клеткой дифференциала, двумя планетарными шестернями и двумя выходными валами. Важнейшей особенностью является то, что две планетарные шестерни образуют соединение между приводом двигателя и двумя выходными валами, но делают это по-разному:

    • При движении прямо: Двигатель приводит в движение клетку дифференциала.Планетарные передачи в это время неподвижны. В результате сепаратор и два выходных вала вращаются с одинаковой скоростью. Это означает, что два колеса на оси также вращаются с одинаковой скоростью.
    • При движении по поворотам: Теперь внешнее колесо на оси должно преодолевать большее расстояние, поэтому два выходных вала должны вращаться с разной скоростью. Для этого планетарные шестерни дифференциала вращаются вокруг своих осей с разной скоростью. Это уравновешивает разницу в скоростях двух колес.

    Основной технический принцип дифференциала становится проблемой, когда две шины на ведущей оси движутся по поверхностям с разным сцеплением, например, по льду и сухому асфальту. Колесо на льду будет вращаться, а другое вообще не двинется. Автомобиль «застрянет». Это происходит потому, что дифференциал распределяет мощность двигателя в соответствии с сопротивлением шин. Колесо на льду, естественно, имеет значительно меньшее «сопротивление», поэтому дифференциал распределяет на него всю мощность привода.Блокировки дифференциала помогают поддерживать движение в таких ситуациях. Они передают привод обратно на шину, которая вращается медленнее или не вращается совсем. Блокировки дифференциала бывают разных типов.
    Очень ясное и понятное объяснение основного принципа дифференциала представлено в этом короткометражном фильме 1937 года:

    Как работает дифференциал? 3 вопроса — 3 ответа последний раз изменялись: 10 марта 2021 г., Маркус Исгро

    Есть разница? LSD vs Locked vs Spooled Часть 1 — Открытые и LSD-дифференциалы

    Джастин Баннер

    Большинство владельцев полноприводных автомобилей скажут вам, что вам нужен заблокированный дифференциал для нормального движения по бездорожью.Но правда ли это? Мы собираемся объяснить различия между блокируемым дифференциалом, дифференциалом повышенного трения, золотником и их вариантами. Во-первых, мы должны начать с основ.

    Хотя то, что вы хотите снизить мощность на столько, на сколько способны ваши шины, верно, это не всегда так. Бывают случаи, когда ваши колеса должны вращаться с разной скоростью, и обычно это происходит во время поворота. Итак, как мы можем достичь того и другого? Полный крутящий момент на колеса при движении по прямой, но какая разница при повороте? Мы делаем это с дифференциалом.

    Что такое дифференциал?

    В то время как вы увидите всю ось или полный комплект с кольцами и пинонами, которые большинство неспециалистов называют «дифференциалом», на самом деле действует то, что прикреплено к зубчатому венцу. Вот в чем разница. Его задача — принимать крутящий момент, который передается зубчатым венцом от ведущей шестерни, и передавать его на обе шины.

    Стандартный дифференциал для большинства водителей вне автосалонов — это «открытый» дифференциал .Он не открыт, как будто там ничего нет. Скорее это так, потому что не всегда есть блокировочное устройство для приложения крутящего момента к обоим колесам. Вместо этого к водилу прикрепляется набор шестерен, известный как ведущая шестерня, и оси, известные как боковые шестерни.

    Когда сцепление между двумя шинами одинаковое, весь носитель вращается и поворачивает шины. Шестерни не заблокированы вместе, но поскольку между двумя осями нет разницы в скорости или тяговом усилии, ведущие шестерни заставляют боковые шестерни вращаться вместе с водилом.

    При повороте шестерни могут вращаться в противоположных направлениях. Это позволяет водилу прикладывать крутящий момент к оси, которая движется быстрее, при вращении вокруг боковой шестерни, которая работает медленнее. Это действие также позволяет ему вращать шину с наименьшим сцеплением и вращать одно колесо, которое находится в воздухе, а другое находится на земле.

    Это видео, снятое в 1930-х годах, — отличный способ объяснить это наглядно.

    Что такое дифференциал повышенного трения?

    Для грузовиков, внедорожников и джипов следующим шагом будет дифференциал повышенного трения, также известный как LSD.Первый в истории LSD был приписан ZF, когда они разработали решение для Фердинанда Порше, когда он работал с командой Auto Union на Гран-при в 1935 году.

    Их система «скользящие штифты и кулачки» была создана для решения этой проблемы и даже использовалась в Type B-70, VW Kubelwagen и Schwimmwagen. На самом деле он не ограничивал скольжение, за исключением случаев, когда два колеса двигались в одном направлении, но во время поворота он передавал полную мощность только на более медленное вращение колеса оси.Глядя на него, он мысленно набирает образы «автоматического шкафчика» — который мы опишем в следующей статье — в том, как он изначально работает с недостатками ограниченного скольжения, которые мы опишем в этой статье.

    Различные способы ограничения скольжения

    Есть несколько типов LSD: сцепление, Torsen, электронный и электронный тормоз. Вы услышите, что все они называются разными именами от разных производителей, но почти все ЛСД одинаковы в своих конструкциях.Например, Ford Traction-Lok, Chevrolet Positraction и Dodge Sure Grip — все это LSD с сцеплением. Разные имена, одно и то же.

    Назначение ограниченного скольжения — позволить колесам вращаться с разной скоростью, как если бы вы использовали открытый дифференциал. Однако, когда автомобиль начинает ускоряться, он заставляет колеса вращаться с одинаковой скоростью. Это позволяет вам использовать мощность транспортного средства для ускорения на выходе из поворота или даже работать, чтобы поддерживать мощность на оси с наилучшим сцеплением с дорогой.Каждый ЛСД делает это по-разному.

    Тип сцепления LSD

    Большинство типов сцеплений работает полностью механически, но также как и многодисковое сцепление в высокопроизводительном автомобиле. Держатель разделен на две части, а не на одну часть, которую вы видите с открытым дифференциалом. Внутри вы увидите набор сцеплений и шестерен. Шестерни выглядят так же, как в открытом дифференциале, но с двумя дополнительными шестернями, и работают они точно так же.Ну, до определенного момента.

    По бокам боковых шестерен расположены пластины, фрикционы и прижимные кольца. Шестерни выступают и контактируют с нажимными кольцами. Отверстия нажимных колец, через которые проходят шестерни, имеют такую ​​форму, чтобы прижимать нажимные кольца к муфтам и «блокировать» ось.

    Форма определяет, является ли это односторонним (когда действие происходит только в одном направлении), 1,5-сторонним (где действие происходит в основном в одном направлении, но может также наполовину блокироваться в противоположном направлении) или двусторонним. (где действие происходит в обоих направлениях).«Направление» обычно — это ускорение, но его можно определить по тому, кто создает LSD и по какой причине. Хотя мы никогда не видели одностороннего ЛСД, который работал только на замедление.

    «Блокировка» происходит, когда муфты и диски прижимаются друг к другу, при этом каждое сцепление и диск, прижатые друг к другу, увеличивают крутящий момент, необходимый для их поворота. Таким образом, подобно многодисковой муфте высокопроизводительного автомобиля, вы увеличиваете зажимное усилие по мере добавления в смесь дополнительных муфт и дисков.Пластины также приводятся в движение носителями, поэтому на них видны зубья.

    Torsen и LSD шестеренчатого типа

    Torsen — это название системы повышенного трения, разработанной Верноном Глисманом и производимой корпорацией Gleason Corporation — теперь JTEKT Torsen North America, Inc. Это аббревиатура от TORque-SENsing. Если вы посмотрите на ЛСД Torsen, это будет похоже на колдовскую операцию шестеренок. Это немного проще, чем кажется, и основано на принципе червячной передачи.Самое главное, что червячная передача не может приводить в движение червячное колесо при больших передаточных числах.

    Блокировка происходит при дисбалансе крутящего момента между осями. Величина разницы крутящего момента, необходимая для блокировки, определяется коэффициентом смещения крутящего момента (TBR), и разные Torsens могут иметь разные отношения. Например, TBR Torsen 3: 1 может передавать крутящий момент до 75 процентов с одной стороны и 25 процентов с другой стороны оси.

    Как только ось с более высокой нагрузкой по крутящему моменту начинает проскальзывать, она пытается ускориться.Когда это происходит, тяговый момент скользящего колеса передается на другое не скользящее колесо. Этот тяговый момент умножается на TBR и начинает пытаться ускорить более медленное колесо.

    Поскольку червячная передача не может приводить в движение червячное колесо, оставшийся крутящий момент от более медленного колеса способствует угловому ускорению более быстрого колеса, но без какого-либо добавленного крутящего момента, поэтому никогда не разгоняется до тех пор, пока оно не сможет управлять большим крутящим моментом. Это означает, что более медленно движущееся колесо всегда будет получать наибольший крутящий момент от кольца и шестерни.Это также означает, что вы можете ускоряться с большей мощностью на выходе из поворота по сравнению с LSD со сцеплением.

    Проблема в том, что когда колесо находится в воздухе, Torsen действует как открытый дифференциал, поскольку крутящий момент не может быть передан обратно на колесо, стоящее на земле. Однако есть два способа обойти это. Во-первых, используйте стояночный тормоз, чтобы усилить сопротивление осей. Это «обманом» заставляет Torsen умножить крутящий момент лобового сопротивления на его TBR. Как только это произойдет, заземленное колесо примет это умножение крутящего момента (за вычетом момента сопротивления) и позволит заземленному колесу перемещать транспортное средство.

    HMMWV / Hummer — с дифференциалом Torsen на передней и задней осях — использовал аналогичный принцип, но использовал основные тормоза автоматически, когда знал, что колесо в воздухе.

    Другой способ используется в T-2R RaceMaster Torsen с использованием встроенного в него сцепления с предварительным натягом. Он делал то же самое, что и множитель тормозного момента, но не требовал, чтобы вы использовали основной или стояночный тормоз, чтобы заставить его работать.

    Другая проблема заключается в том, что Torsen зависит от направления и должен быть построен для вращения, для которого он предназначен.LSD с двусторонним сцеплением может использоваться как в переднем, так и в заднем дифференциале, но Torsen должен быть изготовлен для переднего или заднего дифференциала.

    Detroit / Eaton Truetrac

    Если вы думаете, что это звучит в точности как Detroit или Eaton Truetrac , вы не ошиблись. Они оба являются ЛСД зубчатого типа и работают по одним и тем же принципам. Это также означает, что у него есть те же недостатки и обходные пути. Разница заключается в том, как они сконструированы и как поворачиваются червячные передачи для работы дифференциала.

    Электронный LSD

    Это точно так же, как LSD с муфтой, однако вместо использования валов-шестерен и нагрузочных колец для создания зажимного усилия электрическое устройство, такое как статор или гидравлический насос, заставляет трения и диски вместе.

    Более продвинутой версией этого является дифференциал с вектором крутящего момента. Дифференциал представляет собой обычный открытый блок с двумя боковыми шестернями и двумя ведущими шестернями.Снаружи корпуса находится электродвигатель, который приводит в действие блоки сцепления и планетарный редуктор. Набор шестерен умножает крутящий момент, передаваемый на колесо, на котором задействован блок сцепления. Это достаточно эффективно, чтобы шины могли вести себя так, как будто они вращаются в противоположных направлениях, и поэтому он получил название «векторизация крутящего момента».

    Электронный тормоз LSD

    Многие обвинят эту систему в том, что она не является «истинным ЛСД». Это потому, что он не использует ни один из методов, упомянутых выше, но использует то, что уже есть на современных автомобилях: тормоза и АБС.Ни шестерен, ни сцеплений, ни другой электроники, это стандартный открытый дифференциал всего с четырьмя передачами.

    Это недорогой способ для производителей комплектного оборудования применить систему повышенного трения на своих грузовиках и внедорожниках, основанный на системах контроля тяги, которые они уже подключили к АБС. Однако вместо того, чтобы пытаться удержать транспортное средство в направлении, указанном водителем, LSD тормоза используется только для ограничения пробуксовки ведущих колес. Когда вы думаете об этом, в действии все ничем не отличается.Он замедляет колесо, которое движется слишком быстро, потому что оно проскальзывает, чтобы передать крутящий момент другому колесу, которого нет. Вместо этого он просто использует тормоза.

    Проблема в том, что ЭБУ транспортного средства должен обнаруживать это проскальзывание, а это означает, что он не будет действовать так быстро, как что-либо, что использует пакет сцепления или Torsen TBR. Он также ограничен удерживающим моментом тормозов, который может изменяться по мере нагрева и охлаждения колодок и роторов. В тылу это не будет столь радикальным изменением. Передние, однако, могут быть, так как большая часть вашего тормозного усилия идет на передние колеса, и они используются больше всего.

    Следующая статья

    С учетом этих преимуществ и недостатков для всех опций ограниченного трения и того, как работает этот открытый дифференциал, вы, вероятно, уже ищете дифференциал с фиксатором. Ну не так быстро, как есть много-много вариантов рундуков и даже несколько катушек. Итак, в следующей статье мы обсудим все это, а также рассмотрим «Lincoln Locker». Те, кто знает, уже знают, на что мы будем ссылаться.

    Что такое блокирующий дифференциал?

    Блокировка дифференциалов кардинально меняет правила игры на бездорожье. Они увеличивают тягу, заставляя обе шины на оси поворачиваться. Но что такое блокируемый дифференциал? Автомобилисты обычно понимают необходимость дифференциала оси. Если вы этого не сделаете, не волнуйтесь, просто знайте, что это механическая часть вашего автомобиля или ось 4×4, которая позволяет внутренним шинам вашей передней или задней оси поворачиваться медленнее, чем внешние шины на повороте.Это замечательно, если вы хотите максимально эффективно выполнить поворот на повороте с хорошим сцеплением с дорогой, как в большинстве поворотов на сухой асфальтированной дороге. Без дифференциала автомобиль или ось (оси) попытались бы заставить машину ехать прямо, потому что обе шины (на ось) вращались бы с одинаковой скоростью … или вы могли бы сказать, что они заблокированы вместе.

    Дифференциал легкового или грузового автомобиля выходит из строя, когда вы попадаете в ситуацию, когда тяга не идеальна. Тогда, к сожалению, дифференциал может позволить шине с наименьшим сцеплением с дорогой вращаться.Это плохо для продвижения вперед. То же самое происходит, когда вы застреваете, и на каждую ось поворачивается только одна шина (в грязи или в воздухе), или когда вы на пол, и только одна из ваших шин вращается. Позиционирование или ограниченное проскальзывание иногда является решением этой проблемы, но лучше использовать рулевой механизм или заблокированный дифференциал. Ограниченное проскальзывание или положительное сцепление, скажем, будет способствовать повороту обеих шин на оси, но в конечном итоге они все еще могут допускать дифференциальное действие, когда тяга очень низкая на одной шине и очень высокая на другой.Рундук или заблокированная ось заставят обе колеса повернуться, что бы ни случилось, если только он не сломан. Конечно, заставить обе шины поворачиваться обычно сложнее для компонентов оси, напряжения и деформации увеличиваются из-за более крупных или проветриваемых шин, поэтому иногда фиксаторы или другие части оси могут сломаться. Тем не менее, дополнительное сцепление, которое шкафчики могут позволить себе на бездорожье, стоит риска поломки.

    Шкафчики бывают разных видов. Наименее дорогим называется шкафчик Lincoln, представляющий собой открытый дифференциал, сваренный вместе.Название Lincoln происходит от слова «сварщик». Lincoln — компания, производящая сварщиков. Плюсы шкафчиков Lincoln в том, что они дешевы … при условии, что у вас есть сварщик и вы знаете, как им пользоваться. Минусы шкафчика Lincoln заключаются в том, что он постоянно заперт и может стать непрочным, если его не сварить должным образом. Кроме того, шкафчик Lincoln зависит от прочности открытой балки дифференциала оси, детали, которая никогда не предназначалась для «блокировки» или приваривания. Кроме того, Lincoln Locker заставит шины стучать и скользить по поверхности с высоким сцеплением.Это тяжело для шин, осей и, опять же, заставляет автомобиль двигаться только по прямой.

    Посмотреть все 6 фото В идеале вы должны вытащить несущий элемент из картера оси и тщательно его очистить, прежде чем «Линкольн блокирует» его. Некоторым людям очень повезло с Lincoln Lockers, но это очень постоянный, очень жесткий способ «заблокировать» ось.

    Катушка — еще один довольно недорогой способ «заблокировать» ось и определенное повышение прочности по сравнению с шкафчиком Lincoln, но установка большинства катушек довольно сложна и может оказаться дорогостоящей.Это требует полной настройки вашего кольца и шестерни. Катушка — это цельная металлическая деталь, которая устраняет дифференциал в вашей оси. Плюсы в том, что это всегда заставляет обе шины на оси поворачиваться. Минусы — сложность установки, а также нагрузка на оси и шины. Также, как и в шкафчике Lincoln, катушка будет вызывать стрекотание шин и их скольжение по дорогам с высоким сцеплением, например, на беговой дорожке.

    Посмотреть все 6 фотоСпальни очень прочные и не очень дорогие, но установка сложна, а дорожные манеры грубые.Шины будут стрекотать, и установка будет скользить в ситуациях с низким сцеплением, например, при падении газа на грунтовой дороге. Запчасти для гоночных автомобилей! Возможно, вам придется объяснить полицейскому, почему ваши шины визжат на парковке.

    Следующий шаг от катушки и шкафчика Lincoln Locker — это то, что в индустрии известно как «шкафчик для ланчбоксов». Название происходит от относительно небольшой упаковки этих шкафчиков — коробки размером с ланч-бокс. Есть несколько компаний, которые производят шкафчики для ланчбоксов, наиболее распространенными из которых являются Powertrax Lock Right, Aussie Locker и Spartan Locker.Все это автоматические или механические шкафчики, которые позволяют немного дифференцировать скорость вращения колес в повороте. Они считаются автоматическими, потому что они блокируются и разблокируются самостоятельно в зависимости от нагрузки на ось. Плюсы шкафчиков для ланчбоксов — это их стоимость и их способность блокировать и разблокировать. Минусы в том, что они настолько сильны, насколько прочны балка дифференциала, в которую они устанавливаются, обычно это открытая балка дифференциала, которая никогда не была рассчитана на нагрузки, которые может вызвать рундук. Тем не менее, из-за их цены и функциональности они являются отличным выбором для тех, кто не уверен, нужен им шкафчик или нет.Они действительно вызывают некоторые странности при вождении, некоторые щелчки или удары, а также некоторые колебания транспортного средства, если вы едете с берега на движение или едете в сторону наката за поворотом. Их можно относительно легко установить или снять с оси.

    Посмотреть все 6 фото Ящики для завтраков — это относительно недорогой и эффективный способ набрать обороты благодаря довольно простой установке. Отличное место для начала жизни со шкафчиками.

    Последний тип шкафчиков — шкафчики с полным ящиком или с полным ящиком. Это самые дорогие, но, как правило, самые прочные, потому что с самого начала они спроектированы как блокируемые дифференциалы.Они бывают автоматическими (они включаются и отключаются автоматически) или выбираемыми (они включаются или выключаются щелчком переключателя с использованием сжатого воздуха, кабеля или электромагнита). Плюсы — сила и функциональность, блокировка или разблокировка. Минусы в том, что их сложно установить (так же, как катушку, требующую полной настройки на вашем кольце и шестерне) и, как правило, самые дорогие типы шкафчиков. Тем не менее, они могут быть самыми желанными по надежности и прочности.

    Посмотреть все 6 фотоВы можете увидеть, насколько прочен весь корпус.Внутренности полноразмерного автоматического шкафчика очень похожи на шкафчик для ланчбокса, но имеют более прочный корпус. Большие окна в шкафчике для ланчбокса есть, поэтому открытые боковые шестерни дифференциала можно устанавливать и снимать, что по своей сути делает шкафчики для ланчбокса более слабыми, чем шкафчики с полным ящиком.

    Ограниченные или позиционные дифференциалы предлагают некоторые из преимуществ шкафчика в некоторых ситуациях, но, к сожалению, они не шкафчики. При ограниченном проскальзывании используются сцепления, шестерни, вязкие жидкости и многое другое, чтобы попытаться заставить оба колеса на оси повернуться, но обычно, если одна шина не имеет сцепления, а другая имеет хорошее сцепление, шина без сцепления будет вращаться.Несмотря на название, Trac-Lok с ограниченным проскальзыванием просто не обеспечивает таких характеристик на бездорожье, которые, за некоторыми исключениями, обеспечивают шкафчики. Powr-Loks можно привести в действие, чтобы заблокировать его, как шкафчик. Кроме того, дифференциал Gov Lock или G-80 на самом деле не шкафчик. Он блокируется, но для его срабатывания используется центробежная сила. Это включает в себя вращение шин со скоростью, которая может вызвать внезапное зацепление и часто приводит к внутреннему повреждению, и она не будет заблокирована, пока вы не достигнете этой скорости. Кроме того, стопорные ступицы определенно не то же самое, что блокиратор дифференциала.Это совсем другое животное. Старый Jeep вашего дяди с блокировкой ступиц Warn может иметь, а может и не иметь блокираторы дифференциала, и ступицы не имеют к этому никакого отношения.

    Посмотреть все 6 фотографий Дифференциалы с ограниченным проскальзыванием и положением дифференциала основаны на пружинах и фрикционных дисках, но сконструированы таким образом, чтобы допускать дифференциальное действие по мере их износа; они обычно действуют все больше и больше как открытый дифференциал. Тем не менее, дифференциал повышенного трения или позиционный дифференциал намного лучше, чем открытый дифференциал, но они все равно не работают, когда вам нужны рундуки, например, когда шина отрывается от земли.

    В общем, шкафчики — безопасное дополнение к любому внедорожнику. Единственная ситуация, когда автоматические шкафчики, шкафчики Lincoln и катушки могут вести себя неидеально, — это ледяная дорога. В этой ситуации открытый дифференциал может помочь поглотить часть ударных нагрузок, возникающих, когда ваши шины переходят от высокого сцепления (отсутствие льда на асфальте) к низкому сцеплению (ледяной покров). В этом случае шкафчик может привести к потере контроля над транспортным средством. Тем не менее, многие люди ездили по снегу и льду со шкафчиками и не погибли.Просто нужно знать, что нагрузки могут быстро меняться.

    Типы дифференциалов и сравнение фиксаторов мостов

    Сравнение блокировки дифференциала

    Современные автомобильные дифференциалы доступны во многих различных стилях, от стандартных открытых дифференциалов до моделей с ограниченным скольжением, до выбираемых и автоматических шкафчиков и фиксированных золотников, которые вообще не имеют функции дифференциала. В этой статье мы подробно рассмотрим самые популярные дифференциалы послепродажного обслуживания, доступные сегодня, чтобы вы могли выбрать наиболее подходящий для своей области применения.


    НОВИНКА! — Сравнение дифференциальных шкафов — Перейти к видео!


    НОВИНКА! Нужна помощь с дифференциалами и шкафчиками? Ознакомьтесь с новым разделом комментариев ниже!



    Что такое дифференциал?

    Когда автомобиль поворачивается, внешнее колесо вращается быстрее, чем внутреннее, поскольку оно преодолевает большее расстояние.Дифференциал позволяет передавать мощность на оба колеса, позволяя им вращаться с разной скоростью.

    Для более глубокого понимания, обязательно посмотрите это классическое видео о том, как работает дифференциал.



    Что делает блокиратор дифференциала?

    Стандартный «открытый» дифференциал отлично работает, когда обе шины находятся на поверхности с высоким сцеплением, однако, если одна шина теряет сцепление (на льду или поднимается в воздухе), вся мощность, подаваемая на ось, забирает путь наименьшего сопротивления и вращать только эту свободную шину.Чтобы предотвратить передачу мощности на колесо с малым сцеплением или без него, необходим блокирующий механизм, чтобы передать эту мощность на шину с большим сцеплением, чтобы транспортное средство могло продолжать движение вперед. Дифференциал с таким механизмом блокировки называется блокировкой дифференциала или просто «шкафчиком».

    [Видео: Внутри открытого дифференциала]



    Эта статья дифференциального сравнения © Copyright Crawlpedia.com — Не перепечатывайте и не перепечатывайте без письменного разрешения.


    Типы блокировки дифференциала

    Блокировка дифференциалов

    имеет различные формы и функции, начиная от небольшого ограниченного скольжения, используемого во многих OEM-приложениях, и заканчивая катушкой, предназначенной только для гонок, которая постоянно блокирует колеса вместе и не имеет функции дифференцирования. Несмотря на то, что за прошедшие годы появилось много уникальных конструкций дифференциалов, наиболее популярными блокируемыми дифференциалами, используемыми сегодня, являются следующие:





    НОВИНКА! Нужна помощь с дифференциалами и шкафчиками? Ознакомьтесь с новым разделом комментариев ниже!

    Дифференциал повышенного трения

    Дифференциалы повышенного трения, также известные как дифференциалы Posi или Trac-Lock, используют муфты и пружины для увеличения трения шестерен дифференциала и предотвращения их вращения на разных скоростях.В случае, если одно колесо полностью теряет сцепление с дорогой, мощность по-прежнему будет передаваться через сцепления на другую шину до порога фрикционных дисков. Агрессивно настроенный дифференциал повышенного трения заставит две шины вращаться вместе, в то время как слегка настроенный дифференциал повышенного трения будет передавать только минимальную мощность. Ключом к хорошо работающему дифференциалу повышенного трения является выбор правильных фрикционных дисков, нагрузки пружины, трансмиссионного масла и модификаторов трения для данной области применения.

    Самая большая проблема с дифференциалами повышенного трения заключается в том, что каждый раз, когда автомобиль поворачивается и шины вынуждены вращаться с разной скоростью, сцепления трутся друг о друга и вызывают износ.Как и в механической коробке передач, сцепления со временем изнашиваются и становятся все менее и менее эффективными, пока в конечном итоге не перестанут приносить пользу. Хотя большинство дифференциалов повышенного трения можно восстановить, сложно оправдать затраты, зная, что он будет изнашиваться снова и снова, в то время как дифференциал Torsen справляется со своей работой лучше, и вся конструкция шестерен никогда не будет нуждаться в обслуживании.

    После износа ограниченного трения мы настоятельно рекомендуем установить дифференциал Torsen или Eaton TrueTrac.

    [Видео: внутри дифференциала повышенного трения]



    Эта статья дифференциального сравнения © Copyright Crawlpedia.com — Не перепечатывайте и не перепечатывайте без письменного разрешения.


    Torsen Дифференциал

    Дифференциалы в стиле

    Toresn, включая Eaton TrueTrac, работают по простому принципу червячной передачи: червячная передача может вращать прямозубую шестерню, а прямозубая шестерня не может вращать червячную передачу.Хотя это может быть сложно визуализировать, в дифференциале Torsen мощность подается на прямозубые шестерни, прикрепленные к водилу дифференциала, которые затем вращают червячную шестерню на каждой оси. Когда автомобиль поворачивается, полуоси будут вращаться с разными скоростями (фактически вращаясь напротив друг друга), что заставляет червячные шестерни на валах вращать прямозубые шестерни на водило. Прямозубые шестерни соединены с другим набором боковых шестерен, которые блокируют их вместе с соотношением 1: 1, что ограничивает разницу в скорости между двумя шинами.Поскольку это соотношение зафиксировано, даже если одна шина вращается на льду, другая шина будет вынуждена повернуться и двинуть автомобиль вперед.

    Текущие версии Torsen, такие как TrueTrac, отказались от прямозубых и червячных передач в пользу червячных колес, которые обеспечивают более плавную работу. Эта новая конструкция позволяет обеим шестерням вращаться друг с другом, как в открытом дифференциале, однако угол зубьев шестерен был специально настроен таким образом, чтобы трение скольжения между ними действовало как механизм блокировки.Любое движение, выходящее за рамки обычных условий движения, заставляет дифференциал «блокироваться» и передавать мощность на оба колеса, сохраняя при этом передаточное отношение дифференциала 1: 1.

    Дифференциалы типа

    Torsen, доступные сегодня, не требуют каких-либо модификаторов трения или добавок, поскольку их внутренние шестерни спроектированы для использования с обычным трансмиссионным маслом. Использование синтетической смеси или полностью синтетического трансмиссионного масла не повредит дифференциал, но немного снизит коэффициент смещения крутящего момента.

    В ситуациях с нулевым сцеплением, когда шина находится в воздухе, дифференциал Torsen не сможет самостоятельно передавать мощность на шину на земле из-за отсутствия дифференцирующей силы. Быстрое решение этой проблемы — слегка нажать на тормоз, чтобы обеспечить сопротивление свободному колесу, а затем подать газ, чтобы заблокировать механизм Torsen. (Эта процедура называется модуляцией тормоз-дроссель и преподается военными США всем водителям Хамви.)

    Дифференциалы

    Torsen зависят от направления, поэтому для переднего моста и обратного вращения требуются блоки обратного вращения.

    [Видео: внутри дифференциала Torsen]


    Детройтские шкафчики

    Detroit Lockers, иногда называемые безредукторными дифференциалами, используются с начала 1940-х годов и зарекомендовали себя как чрезвычайно надежные и эффективные во всем, от скалолазания до дрэг-рейсинга. В отличие от большинства блокируемых дифференциалов, которые открыты и используют систему блокировки для блокировки осей, шкафчик Detroit находится в заблокированном положении и разблокируется только временно, когда к нему прилагается достаточно большая дифференцирующая сила.Шкафчик чрезвычайно прост и состоит всего из 3-х трещоточных шестерен (одна прикреплена к водилу, а другая — на каждой оси), которые прижимаются друг к другу парой тяжелых пружин. Когда к шестерням прилагается большая дифференцирующая сила, это заставляет одну из боковых шестерен двигаться вверх и через зубья на несущей шестерне, которая отсоединяет эту ось от дифференциала на разделительный момент.

    Благодаря своей конструкции шкафчик Detroit идеально подходит для трейлраннинга, скалолазания, гонок по бездорожью, дрэг-рейсинга и тяжелого коммерческого оборудования.К сожалению, в дизайне есть несколько причуд, которые не делают его отличным выбором для уличных транспортных средств. Во-первых, зазор между зубьями на шестернях допускает некоторую слабину в движении, поэтому каждый раз, когда вы нажимаете или отпускаете дроссельную заслонку, она будет отставать и немного дергаться. Кроме того, поскольку блоку требуется довольно много дифференцирующей силы для отключения, вождение в условиях низкого сцепления, таких как дождь или снег, может немного нервировать, потому что Detroit Locker имеет тенденцию неожиданно заедать или открываться. Наконец, каждый раз, когда автомобиль поворачивается и зубцы боковых шестерен перекрывают друг друга, устройство издает громкий щелчок или хруст, который раздражает в городе и за его пределами.

    Шкафчики

    Detroit доступны в виде полных несущих дифференциалов, а также в виде небольших блоков, называемых «шкафчиками для обеденных ящиков», которые заменяют только крестовины в открытом корпусе дифференциала. Шкафчики для ланчбоксов в стиле детройт предлагаются различными производителями и очень популярны, потому что они доступны по цене, эффективны и не требуют снятия дифференциала с транспортного средства для их установки.

    Дифференциалы

    Detroit Locker не рекомендуется использовать для управляемых осей, если ступицы не могут быть отключены для использования на поверхностях с высоким сцеплением.

    Следующие шкафчики также основаны на том же принципе, что и Детройтский шкафчик:

    [Видео: Внутри раздевалки Детройта]





    Раздвижные шкафчики (воздух)

    ARB Air Locker и Yukon Zip Lockers используют сжатый воздух для преобразования открытого дифференциала в полностью заблокированную катушку. Сжатый воздух из воздушного компрессора, воздушного баллона или баллона с CO2 течет по воздуховоду к электрическому соленоидному клапану, который открывается, позволяя потоку воздуха поступать в воздушный шкафчик при нажатии переключателя.В дифференциале воздуховод питает кольцо, которое прилегает к подшипникам и имеет 2 уплотнительных кольца, между которыми воздух проходит через небольшое отверстие в шейке подшипника. Внутри рундука сжатый воздух проталкивает стопорную шайбу на одну из боковых шестерен дифференциала, чтобы зафиксировать ее на водиле. Как только внутренние крестовины заблокированы, дифференциал превращается в катушку, и обе шины вращаются вместе. Как только давление воздуха будет сброшено, внутренние пружины вернут зацепляющуюся втулку в исходное положение, и запирающий механизм снова откроется и снова откроет дифференциал.

    ARB Air Locker — самые популярные выбираемые шкафчики на рынке сегодня, потому что они существуют с конца 1970-х годов и предлагают шкафчики для гораздо большего числа применений, чем любой другой блокируемый дифференциал. Тем не менее, у дизайна есть свои проблемы. Система блокировки слишком сложна, поскольку для ее открытия требуется электрический выключатель, чтобы открыть электрический соленоид и запустить воздушный компрессор, чтобы подавать воздух в дифференциал и механически блокировать крестовины.Есть также много вещей, которые могут легко выйти из строя или выйти из строя, начиная от утечек воздуховодов и заканчивая поврежденными уплотнительными кольцами и неисправными электрическими соединениями или даже перегоревшим предохранителем. В конечном итоге, когда воздушный шкафчик работает и установлен правильно, он работает очень хорошо.

    [Видео: внутри воздушного ящика ARB]



    Регулируемые шкафчики (электрические)

    Электрические шкафчики, или, как их чаще называют, электронные шкафчики, используют электрический ток, чтобы задействовать механизм блокировки в держателе, чтобы преобразовать открытый дифференциал в золотник.Говоря более конкретно, электрический ток возбуждает электромагнит, который оказывает давление на серию кулачков шарикоподшипника, которые используют вращающую силу дифференциала для блокировки одной из боковых шестерен с водилом дифференциала. Когда ток отключается, пружины возвращают шарикоподшипники в исходное положение, и рундук снова превращается в открытый дифференциал. Электронные шкафчики — это самый простой в установке тип шкафчиков с возможностью выбора, потому что нужно провести только один небольшой провод от переключателя на приборной панели до дифференциала.

    Eaton E-Locker — единственный доступный сегодня электрический шкафчик вторичного рынка. Хотя многие современные грузовики, джипы и внедорожники предлагают и дополнительный электронный шкафчик на заводе, они часто закупаются у зарубежных производителей и производятся по гораздо более низким стандартам.

    Одним из недостатков конструкции кулачка с шарикоподшипником является то, что он имеет тенденцию застревать в заблокированном положении даже после выключения блокировки, пока к дифференциалу прилагается крутящий момент.Это означает, что вам нужно поднять дроссельную заслонку, чтобы дать устройству выйти из зацепления. Точно так же, когда устройство задействовано, переключение с прямого на обратное (или наоборот) требует, чтобы кулачки разматывались и вращались назад для повторного включения в противоположном направлении, что иногда может казаться немного неряшливым или неуклюжим.

    Auburn Gear производит и электрический шкафчик под названием Ected Max-Locker, который представляет собой одновременно ограниченное скольжение со сцеплением и электрический шкафчик, однако мы не рекомендуем это устройство по тем же причинам, по которым мы не рекомендуем дифференциалы повышенного трения.

    [Видео: внутри электронного шкафчика Eaton]



    Съемные шкафчики (ручные)

    Компания

    OX Off Road, LLC разработала запираемый вручную шкафчик под названием OX Locker, который запирается и отпирается с помощью установленного в кабине рычага переключения передач, который соединен с дифференциалом тросом переключателя. Чтобы включить шкафчик, вы просто переместите рычаг переключения передач в заблокированное положение, а чтобы отключить шкафчик, вы вернете его в открытое положение.Переключатель имеет подпружиненную манжету принудительного зацепления и ручку, которую также можно повернуть, чтобы зафиксировать на месте. В дифференциале трос переключателя перемещает вилку переключения, которая перемещает внутреннюю зацепляющую втулку по одной из боковых шестерен, чтобы зафиксировать ее движение относительно водила. Когда переключатель перемещается обратно в открытое положение, втулка перемещается назад, позволяя дифференциалам снова двигаться свободно.

    OX Locker требует прокладки троса переключателя от дифференциала к переключателю, поэтому при заказе компонентов требуются некоторые измерения, а путь троса должен быть ровным, с большими дугами и держаться подальше от движущихся частей и высокой температуры.

    Электрические и воздушные переключатели доступны для OX Locker, однако мы считаем, что эти опции лишают простоту, надежность и положительную механическую обратную связь конструкции.

    Еще одна интересная особенность Ox Locker заключается в том, что в случае отказа троса в крышку дифференциала можно вставить блокировку Drive Away Lock (продается отдельно), чтобы заблокировать дифференциал в заблокированном положении. Это превращает шкафчик в катушку до тех пор, пока не будет снят болт блокировки отвода.

    [Видео: Внутри шкафчика для быков]



    Катушки

    Золотник дифференциала — это вообще не дифференциал. Золотник фиксирует оба полуоси вместе, так что они всегда будут вместе вращаться. Золотники используются исключительно для гонок по пустыне, альпинизма, грязевых гонок и других внедорожных применений, где дифференциал не нужен, а надежность и прочность имеют решающее значение. Отсутствие дифференциального механизма также является причиной того, что катушку нельзя использовать на уличном транспортном средстве.

    За редким исключением, золотники следует устанавливать только на задние неуправляемые оси. Установка катушки на переднюю ось вызовет значительное внутреннее заедание во время поворотов и приведет к чрезмерным нагрузкам и нагрузкам на полуоси и карданные шарниры. Вместо этого для передних осей, соединенных с задними осями с намоткой, мы рекомендуем использовать Detroit Locker или Selectable Locker.

    Самый распространенный тип золотника — это полная золотник, который заменяет весь корпус дифференциала.Для чего-то более дешевого и простого в установке, мини-катушки заменяют только внутренние звездочки, похожие на Детройтский шкафчик в стиле «ланчбокс».

    Автор: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *