Блокировки дифференциалов: виды, устройство и принцип работы

Дифференциал — это механическое устройство, которое передает крутящий момент с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга.

Такая передача момента возможна благодаря применению так называемого планетарного механизма. В автомобилестроении, дифференциал является одной из ключевых деталей трансмиссии. В первую очередь он служит для передачи момента от коробки передач к колёсам ведущего моста.

Почему для этого нужен дифференциал ? В любом повороте, путь колеса оси, двигающегося по короткому (внутреннему) радиусу, меньше, чем путь другого колеса той же оси, которое проходит по длинному (внешнему) радиусу.

В результате этого, угловая скорость вращения внутреннего колёса должна быть меньше угловой скорости вращения внешнего колеса. В случае с не ведущим мостом, выполнить это условие достаточно просто, так как оба колеса могут не быть связанными друг с другом и вращаться независимо.

Но если мост ведущий, то необходимо передавать крутящий момент одновременно на оба колеса (если передавать момент только на одно колесо, то возможность управления автомобилем по современным понятиям будет очень плохой).

При жесткой же связи колёс ведущего моста и передачи момента на единую ось обоих колёс, автомобиль не мог бы нормально поворачивать, так как колеса, имея равную угловую скорость, стремились бы пройти один и тот же путь в повороте.

Дифференциал позволяет решить эту проблему: он передаёт крутящий момент на раздельные оси обоих колёс (полуоси) через свой планетарный механизм с любым соотношением угловых скоростей вращения полуосей. В результате этого, автомобиль может нормально двигаться и управляться как на прямом пути, так и в повороте.

Однако, ввиду физики устройства, у планетарного механизма есть очень нехорошее свойство: он стремится передать полученный крутящий момент туда, куда легче. Например, если оба колеса моста имеют одинаковое сцепление с дорогой и усилие, необходимое для раскручивания каждого из колёс одинаковое, дифференциал будет распределять крутящий момент равномерно между колёсами.

Но стоит только появится ощутимой разнице в сцеплении колёс с дорогой (например, одно колесо попало на лёд, а другое осталось на асфальте), как дифференциал тут же начнёт перераспределять момент на то колесо, усилие для раскрутки которого наименьшее (то есть на то, которое находится на льду).

В результате, колесо, находящееся на асфальте перестанет получать крутящий момент и остановится, а колесо, находящееся на льду примет на себя весь момент и будет вращаться с увеличенной угловой скоростью, причем планетарный механизм будет играть роль редуктора, повышающего скорость вращения этого колеса.

Естественно, это явление сильно ухудшает проходимость и управляемость автомобиля. Ведь по логике вещей, в рассмотренной ситуации момент желательно передавать на колесо, расположенное на асфальте, чтобы автомобиль мог продолжить движение.

В полноприводных автомобилях дифференциалом обычно оборудованы два моста, а зачастую дифференциал можно обнаружить еще и между мостами (межосевой дифференциал). Таким образом, мы получаем схему трансмиссии, в которой присутствуют целых три дифференциала: два мостовых и один межосевой.

Последний необходим для постоянного движения с полным приводом и передачей момента на все четыре колеса. Ведь в повороте колёса рулевого моста (обычно переднего) имеют совсем другие угловые скорости, нежели чем колёса заднего моста.

Межосевой дифференциал призван передавать крутящий момент от коробки передач к обоим ведущим мостам с разным соотношением угловых скоростей. Такая схема с тремя дифференциалами является одной из самых распространённых схем для постоянного полного привода (Full time 4WD).

Однако, это уже тема другого раздела. В данном разделе нас интересует дифференциал и его свойства. Возвращаясь к вышеописанному проблемному свойству планетарного механизма, интересно рассмотреть ситуацию, когда полноприводный автомобиль с межосевым дифференциалом одним из четырёх колёс попал на тот же лёд (или в скользкую яму). Что тогда произойдёт ?

Дифференциал моста, колесо которого находится на льду, отдаст весь полученный крутящий момент на это колесо. Межосевой дифференциал, в свою очередь, тоже стремится передать крутящий момент туда, куда легче. Естественно, межосевому дифференциалу легче отдать момент на мост с прокручивающимся на льду колесом, нежели чем на мост, колёса которого имеют хорошее сцепление с дорогой и могут двигать автомобиль.

В результате, весь крутящий момент от двигателя и коробки передач пойдёт на раскручивание единственного колеса, находящегося на льду. Остальные три колеса остановятся и не будут получать никакого крутящего момента от дифференциалов.

Итог: из четырёх ведущих колёс осталось только одно, которое проскальзывает на льду — полноприводный автомобиль «застрял». Как же заставить дифференциалы передавать крутящий момент на колёса с более хорошим дорожным сцеплением ? Для этого были разработаны различные способы частичной и полной, ручной и автоматической блокировки дифференциалов, которые будут рассмотрены ниже.

Основной целью блокировки дифференциала является передача необходимого крутящего момента обоим его потребителям (полуосям или карданам). Существуют принципиально разные методы решения данной задачи.

Полная (100%-я) ручная блокировка.

При таком типе блокировки, дифференциал фактически перестаёт выполнять свои функции и превращается в простую муфту, жестко связывающую полуоси (или карданы) между собой и передающую им одинаковый крутящий момент с одинаковой угловой скоростью. Для того, чтобы полностью заблокировать классический дифференциал, достаточно либо заблокировать возможность вращения сателлитов, либо жестко соединить между собой чашку дифференциала с одной из полуосей. Такая блокировка как правило реализована при помощи пневматического, электрического или гидравлического привода, управляемого водителем из салона автомобиля. Применяется как для мостовых, так и для межосевых дифференциалов. На картинке изображена схема блокировки компании ARB для мостового дифференциала, в которой блокируются сателлиты.

Включать подобного рода блокировки можно только при полностью остановленном автомобиле. Пользоваться ими надо крайне аккуратно, так как усилия мотора вполне достаточно чтобы «сорвать» механизм блокировки или поломать полуось. Применять такие блокировки желательно только на небольших скоростях для передвижения по труднопроходимой местности, так как при их применении в мостах (особенно в рулевых), автомобиль очень сильно теряет в управляемости. Как правило, жесткими блокировками мостовых и межосевых дифференциалов оборудуются полноценные рамные внедорожники, такие как Toyota Land Cruiser, 4Runner (Hilux Surf), Mercedes G-Class и. т. п.

Limited Slip Differentials — дифференциалы с ограниченным «проскальзыванием» (одной полуоси относительно другой).

Автоматическая блокировка с использованием
вискомуфты в качестве «Slip Limiter».

В этом случае применяется блокировка одной из полуосей с чашкой дифференциала. Вискомуфта монтируется соосно полуоси таким образом, что один её привод жестко крепится к чашке дифференциала, а другой — к полуоси. При нормальном движении угловые скорости вращения чашки и полуоси одинаковые, либо незначительно отличаются (в повороте). Соответственно, рабочие плоскости вискомуфты имеют такое же небольшое расхождение в угловых скоростях и муфта остаётся разомкнутой. Как только одна из осей начинает получать ощутимо больший момент и более высокую угловую скорость вращения относительно другой, в вискомуфте появляется трение и она начинает блокироваться. Причем, чем больше разница в скоростях, тем сильнее трение внутри вискомуфты и степень её блокировки. По мере увеличения степени блокировки вискомуфты и выравнивания угловых скоростей чашки и полуоси, трение внутри вискомуфты начинает падать, что ведёт к плавному размыканию вискомуфты и отключению блокировки. Данная схема применяется для межосевых дифференциалов, так как её конструкция слишком массивна для установки на мостовой редуктор. (Схема на картинке) Подобный механизм блокировки хорошо подходит для эксплуатации в условиях плохого дорожного покрытия, однако, в условиях настоящего бездорожья его способности далеко не выдающиеся: вискомуфта не справляется с постоянными сменами состояний сцепления мостов с грунтом, запаздывает при включении, перегревается и выходит из строя. Данный тип блокировки межосевого дифференциала можно встретить на «паркетных» внедорожниках: Toyota Rav4, Lexus RX300 и. т. п.

Кулачковые и зубчатые автоматические блокировки.

Принцип работы этих блокировок достаточно прост. Вместо классического шестеренчатого планетарного механизма используются кулачковые или зубчатые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке заклиниваются и блокируют полуоси друг с другом. Нетрудно себе представить, что происходит с автомобилем при срабатывании такой блокировки в повороте.

Некоторые экземпляры просто отключают одну из полуосей в момент возникновения небольшой разницы скоростей. Именно поэтому, штатно такими блокировками оборудуются только дифференциалы военной и специальной техники (БТР и. т. п.)

На картинках изображены (слева направо): кулачковая блокировка отечественного производства (БТР 60), Detroit Locker и Detroit E-Z Locker (компания Tractech).

Самоблокирующиеся дифференциалы.

Устройство таких дифференциалов довольно простое и принципиально ни чем не отличается от устройства обычного открытого дифференциала. Между полуосями и чашкой дифференциала добавлены комплекты блоков фрикционных пластин (которые помечены на картинке справа красными точками). Именно поэтому, подобные дифференциалы часто именуют «friction based LSD». Когда дифференциал пытается перераспределить крутящий момент на одну из полуосей и начинает возникать разница в угловых скоростях полуосей и чашки, пластины под действием силы трения сдерживают возникновение этой разницы. Разумеется, когда величина крутящего момента превосходит силу трения пластин, всё вращение передаётся на более легко вращаемую полуось. Такие блокировки работают в сравнительно небольшом диапазоне отношения моментов.

Довольно часто фрикционные блоки подпружинивают. Такие дифференциалы штатно устанавливаются в задний мост многих внедорожников — Toyota 4Runner (Hilux Surf), Nissan Terrano, Kia Sportage и. т. п. Американская компания ASHA Corp. пошла дальше, снабдив пакет фрикционов LSD дифференциала устройством блокировки, состоящего из насоса с поршнем (Героторный дифференциал). При возникновении разности в угловых скоростях полуоси и чашки насос нагнетает масло (жидкость) на поршень и сдавливает фрикционный блок, тем самым блокируя дифференциал. Данная конструкция получила название Gerodisk (Hydra-Lock) и штатно устанавливается на внедорожники Chrysler (на картинке слева). Практически для всех friction based дифференциалов необходимо применять специальное масло, которое содержит присадки, обеспечивающие нормальную работу фрикционных блоков.

Torque sensitive differentials.

Это одна из самых интересных, эффективных, технологичных и практически применяемых форм блокировки дифференциалов. Принцип работы основан на свойстве гипоидной пары «расклиниваться». В связи с этим, основные (или все) зацепления в таких дифференциалах гипоидные (червячные, или в простонародье — винтовые). Разновидностей конструкций не так уж и много — можно выделить три основных типа.

Первый тип производит компания Zexel Torsen. (T-1) Гипоидными парами являются шестерни ведущих полуосей и сателлиты. При этом каждая полуось имеет собственные сателлиты, которые парно связанны с сателлитами противоположной полуоси обычным прямозубым зацеплением. Следует отметить, что ось сателлита перпендикулярна полуоси. При нормальном движении и равенстве передаваемых на полуоси моментов, гипоидные пары «сателлит / ведущая шестерня» либо остановлены, либо проворачиваются, обеспечивая разницу угловых скоростей полуосей в повороте.

Как только дифференциал пытается отдать момент на одну из полуосей, то гипоидную пару этой полуоси начинает расклинивать и блокировать с чашкой дифференциала, что приводит к частичной блокировке дифференциала. Данная конструкция работает в самом большом диапазоне отношений крутящего момента — от 2.5/1 до 5.0/1, то есть является самой мощной в серии. Диапазон срабатывания регулируется углом наклона зубцов червяка.

Автором второго типа является англичанин Rod Quaife. В данном случае, оси сателлитов параллельны полуосям. Сателлиты расположены в своеобразных карманах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют не прямозубое зацепление, а образуют между собой еще одну гипоидную пару, которая расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки (на второй картинке). Подобное устройство имеет и дифференциал True Trac компании Tractech. Даже у нас в России появилось производство аналогичных дифференциалов под отечественные автомобили УАЗ и. т. д.

А вот компания Zexel Torsen в своём дифференциале T-2 предложила немного другую компоновку по сути, того же устройства (на картинке справа). Благодаря своей необычной конструкции, парные сателлиты соединены между собой со внешней стороны солнечных шестерней. По сравнению с первым типом, эти дифференциалы имеют меньший диапазон работы блокировки, однако они более чувствительны к разнице передаваемого момента и срабатывают раньше (начиная от 1.4/1). Компания Tractech недавно выпустила мостовой torque sensitive дифференциал Electrac, снабженный принудительной электроприводной блокировкой.

Третий тип производится компанией Zexel Torsen (Т-3) и используется в основном для межосевых дифференциалов. Планетарная структура конструкции позволяет сместить номинальное распределение момента в пользу одной из осей. Например, используемый на 4Раннере 4-го поколения дифференциал Т-3 имеет номинальное распределение момента 40/60 в пользу задней оси. Соответственно, смещен и весь диапазон работы частичной блокировки: от (front/rear) 53/47 до 29/71.
В целом, смещение номинального распределения момента между осями возможно в диапазоне от 65/35 до 35/65. Срабатывание частичной блокировки происходит при 20-30% разнице в передаваемых на оси моментах. Так же, подобная структура дифференциала делает его компактным, что в свою очередь, упрощает конструкцию и улучшает компоновку раздаточной коробки.
Вышеописанные torque sensitive дифференциалы очень популярны в автоспорте. Более того, многие производители устанавливают такие дифференциалы на свои модели штатно, как в качестве межосевых, так и межколёсных дифференциалов. Например, Тойота устанавливает такие дифференциалы как на легковые автомобили (Supra, Celica, Rav4, Lexus IS300, RX300 и. т. д), так и на внедорожники (4Runner / Hilux Surf, Land-Cruiser, Mega-Cruiser, Lexus GX470) и автобусы (Coaster Mini-Bus). Данные дифференциалы не требуют применения специальных присадок к маслу (в отличии от friction-based дифференциалов), однако лучше использовать качественное масло для нагруженных гипоидных передач.

Управление работой дифференциалов при помощи электронных систем контроля тормозных усилий (Traction Control и т. п.)

В современном автомобилестроении применяется всё больше и больше электронных систем контроля за движением автомобиля. Уже редко можно встретить автомобили, не оснащенные системой ABS (не дающей колёсам заблокироваться при торможении). Более того, уже с конца 80-х годов прошлого века передовые производители стали комплектовать свои флагманские модели системами контроля тяги и сцепления колёс — Traction Control. Например, Тойота установила систему Traction Control на Lexus LS400 в 1989 (90) году. Принцип работы такой системы прост: универсальные (так же обслуживают ABS) датчики вращения, установленные на контролируемых колёсах, фиксируют начало пробуксовки одного колеса оси относительно другого и система автоматически притормаживает забуксовавшее колесо, тем самым увеличивая на него нагрузку и вынуждая дифференциал отдать момент на колесо с хорошим сцеплением. При сильной пробуксовке, система так же может ограничивать подачу топлива в цилиндры. Работа такой системы очень эффективна, особенно на заднеприводных автомобилях. Как правило, при желании такую систему можно принудительно деактивировать кнопкой на приборной панели. Со временем, электронная система контроля тормозных усилий совершенствовалась и к ней добавлялись всё новые функции, работающие наряду с ABS и TRAC. (например управление разностью разблокировки рулевых колёс для более успешного прохождения поворотов). У всех производителей эти функции назывались по разному, однако смысл при этом оставался одинаковым. И вот, данные системы стали устанавливаться на полноприводные автомобили и внедорожники, причем в некоторых случаях они являются единственным средством контроля тяги и перераспределения крутящего момента между осями и колёсами (Mercedes ML, BMW X5). В случае, если внедорожник оснащен более серьёзными средствами распределения крутящего момента (жесткими блокировками и/или самоблокирующимися дифференциалами), то электронная система контроля тормозных усилий очень удачно дополняет эти средства. Хороший пример тому — великолепная управляемость и проходимость последнего поколения Тойотовских внедорожников 4Runner (Hilux Surf), Prado, Lexus GX470. Являясь представителями одной платформы, они обладают межосевым дифференциалом Torsen T-3 с возможностью жесткой блокировки, а так же электронной системой контроля тормозных усилий и тяги со множеством функций, помогающих водителю управлять автомобилем.
 

26 января 2012 в 00:56

Червячные самоблокирующиеся дифференциалы

Червячный самоблокирующийся дифференциал

Червячный самоблокирующийся дифференциал обеспечивает автоматическую блокировку в зависимости от разности крутящих моментов на корпусе и полуоси (приводном вале). При проскальзывании колеса, сопровождаемом падением крутящего момента, червячный дифференциал блокируется и перераспределяет крутящий момент на свободное колесо. Блокировка при этом частичная, а ее степень зависит от величины падения крутящего момента.

Известными конструкциями червячных дифференциалов являются дифференциал Torsen (от сокращенного Torque Sensing — чувствительный к крутящему моменту) и дифференциал Quaife. Конструкции данных дифференциалов представляют собой планетарный редуктор, состоящий из червячных шестерен: ведомых (полуосевых) и ведущих (сателлитов). Сателлиты могут располагаться параллельно полуосям (Quaife, Torsen Т-2) или перпендикулярно полуосям (Torsen Т-1).

Особенностью червячной шестерни является то, что она может приводить во вращение другие шестерни, а сама не может вращаться от других шестерен. При этом говорят, червячная шестерня расклинивается. Данное свойство используется для частичной блокировки червячного дифференциала.

Червячные самоблокирующиеся дифференциалы широко применяются как в качестве межколесных, так и межосевых дифференциалов.

Самоблокирующийся червячный дифференциал (самоблок) — устройство, которое позволяет частично компенсировать главный недостаток свободного дифференциала, а именно его полную беспомощность при наезде одного колеса на скользкое покрытие. По принципу работы, самоблокирующиеся дифференциалы можно разделить на два типа: speed sensitive, то есть срабатывающих от разницы в угловых скоростях вращения полуосей, и torque sensitive — срабатывающих от разницы передаваемого на полуоси крутящего момента. Для понимания работы самоблока сначала разберёмся с принципом работы обыкновенного дифференциала и его недостатками.

Самоблокирующийся червячный дифференциал типа «Квайф»

Автором этой конструкции является англичанин Rod Quaife. В данном случае, оси сателлитов параллельны полуосям. Сателлиты расположены в своеобразных карманах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют не прямозубое зацепление, а образуют между собой еще одну гипоидную пару, которая расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки.
Принцип работы самоблокирующегося дифференциала

На рисунке приведен эскиз самоблокирующегося дифференциала. Рассмотрим его элементы и принцип работы.
Когда одно из колес (например, правое) начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня 4 вращается медленнее корпуса 1 и поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит 5. Он передает движение связанному с ним сателлиту 5 из левого ряда, а тот, в свою очередь, на левую полуосевую шестерню 3. Так обеспечиваются разные угловые скорости колес в повороте. Благодаря разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни 3, 4 и сателлиты 5, 6 торцами к корпусу 1, 2. Сателлиты 5, 6 также прижимаются к поверхности отверстий 8, в которых они расположены. За счет этого и возникают силы осуществляющие частичную блокировку. Степень блокировки определяется соответствующим коэффициентом.

Плюсы:
+ блокировка колес вплоть до 70%
+ не ощущается на руле никаких рывков
+ не требуется заливать спец масло в КПП
+ практически не требует обслуживания
+ при установке не возникает никаких проблем
+ практически неограниченный срок службы
+ высокая проходимость
+ застрять довольно сложно
+ отличная управляемость
+ увеличение скорости прохождения поворотов
+ значительно легче вывести автомобиль из заноса
+ появляется чувство равновесия

Минусы
— в ходе эксплуатации падает преднатяг
(чтобы восстановить преднатяг необходимо менять регулировочные шайбы)
— рекомендуется менять регулировочные шайбы в районе 20-40тыс.км в зависимости от манеры езды.
— в случае не соблюдения регламентных работ система будет работать, как обычный дифференциал.

«Самоблокируемый червячный дифференциал (самоблок, блокировка дифференциала повышенного трения) — устройство, которое позволяет частично компенсировать главный недостаток свободного дифференциала, а именно его полную беспомощность при наезде одного колеса на скользкое покрытие. Существует два типа самоблокирующихся дифференциалов (отличаются по принципу работы):
1. speed sensitive — самоблокирующийся дифференциал, срабатывающий от разницы угловых скоростей вращения полуосей
2. torque sensitive — самоблокирующийся дифференциал, срабатывающий от разницы передаваемого на полуоси крутящего момента Самоблокируемый червячный дифференциал (самоблок, блокировка) устанавливается вместо классического неблокирующегося дифференциала, имеющегося на всех колесных транспортных средствах.
Самоблокируемый червячный дифференциал (самоблок, блокировка) не содержит в своей конструкции электронных компонентов, датчиков, пневматики, гидравлики или дистанционной механики. Автоматическая работа самоблокирующегося дифференциала не возлагает на водителя дополнительных действий по управлению и обслуживанию транспортного средства.
Самоблокирующийся дифференциал — один из способов блокировки дифференциала. Автором данной конструкции является англичанин Rod Quaife. Сателлиты у такого дифференциала 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 ряд, соответственно, с левой. Кроме того, сателлиты из разных рядов зацепляются между собой попарно. Все зубчатые колеса имеет винтовые зубья.
Аналогичные дифференциалы повышенного трения производятся в России для отечественных автомобилей ВАЗ, НИВА, ШевиНИВА, УАЗ. Основные достоинства самоблокирующихся дифференциалов типа «Квайф» (Quaife).
Самоблокирующийся дифференциал позволяет частично устранить пробуксовку при разных коэффициентах сцепления колес автомобиля.
Самоблокирующийся дифференциал повышает проходимость автомобиля и его управляемость при движении по дорогам с разным покрытием.
Самоблокирующийся дифференциал улучшает динамику разгона автомобиля на дорогах с любым покрытием.
Самоблокирующийся дифференциал не требует дополнительных усилий от водителя (включение самоблока происходит автоматически).
Самоблокирующийся дифференциал взаимозаменяем со стандартными дифференциалами.
Полной блокировки не наступает (нагрузки на полуоси (привода) не такие критичные, как у 100% блокировки, что исключает их поломку)
Разблокируется при сбросе газа.»

Присутствие блокировки позволяет проходить повороты на большой скорости. Когда вы входите в поворот на пределе возможностей резины, разгружается или даже вывешивается колесо, находящееся внутри поворота. В этой ситуации на обычной машине начинает работать дифференциал, и скорость резко падает, поскольку вывешенное колесо получает момент и крутится, а загруженное наружное колесо лишается крутящего момента. На автомобиле с блокировкой дифференциала, даже если полностью вывешено одно из колес, другое колесо не теряет крутящего момента. По мнению профессиональных спортсменов, наличие самоблокировки дифференциала позволяет лучше чувствовать автомобиль и дорогу на прямых участках.

Винтовая, или «червячная» блокировка мостов

В обычном режиме винты («червяки» — из-за формы винтов) свободно обкатываются вокруг центральной шестерни. В случае изменения момента винты проскальзывают в крайнее положение и фиксируются в эксцентричных пазах. Когда момент выравнивается, винты возвращаются в исходное положение. Как и дисковые винтовые блокировки обладают возможностями преднатяга.

Винтовые блокировки наиболее пригодны для использования на обычном автомобиле. Из производящихся в России они наиболее долговечны и просты в эксплуатации. Все их элементы износоустойчивы (ресурс винтовой блокировки порой превышает ресурс коробки передач, не говоря уже о ресурсе редуктора моста).

Установка СБД относится к сфере «глубокого» тюнинга. Так называют мероприятия, проводимые в том случае, когда клиент хочет, чтобы машина не столько выглядела оригинально, сколько ехала лучше, чем ей подобные. Такие услуги оказывают исключительно в профессиональных тюнинговых центрах. Рядовому автолюбителю специалисты рекомендуют установить винтовую блокировку. Она надежна (сопоставима по ресурсу с коробкой передач), имеет наиболее сглаженные моменты включения-выключения и широкие возможности по блокировке.

Самоблокирующиеся дифференциалы «Квайф»

Сателлиты данного механизма расположены в два ряда параллельно оси вращения корпуса, причем крепятся не на осях, а находятся в закрытых с торцов отверстиях корпуса.

Правый ряд сателлитов входит в зацепление с правой полуосевой шестерней, левый — соответственно с левой.

Кроме того, сателлиты из разных рядов зацепляются между собой попарно.

Когда одно из колес начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня вращается медленнее корпуса и поворачивается входящей 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 угловые скорости колес в 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 и возникают силы, осуществляющие частичную блокировку. Величина коэффициента блокировки зависит от угла наклона зубьев сателлитов и шестерен. Устанавливая в корпус комплекты сателлитов и шестерен с различным углом наклона зубьев, можно изменять коэффициент блокировки

Самоблокирующиеся дифференциалы «Торсен»

Получили свое название от англ. torque- «крутящий момент» и sensing — «чувствительный». Под этой маркой выпускаются два типа конструкций.

В первом сателлиты расположены в корпусе перпендикулярно его оси и объединены между собой с помощью прямозубого зацепления, а с полуосевыми шестернями связаны червячным зацеплением. В повороте полуосевая шестерня, связанная с отстающим колесом, поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит, а он, в свою очередь, вращает второй сателлит и полуосевую шестерню.

Эта «цепочка» позволяет колесам вращаться с разной скоростью.

Силы трения, возникающие в червячном зацеплении от разности моментов на колеса, и осуществляют частичную блокировку дифференциала.

Применение комплектов сателлитов и шестерен с различным профилем червячного зацепления дает возможность изменять коэффициент блокировки.

Второй тип «Торсена» отличается тем, что в нем сателлиты расположены параллельно оси корпуса дифференциала в отверстиях и соединены попарно между собой и полуосевыми шестернями винтовым зацеплением.

Работа механизма на поворотах и частичная блокировка осуществляется так же, как у «Квайфа». Этот вариант конструкции менее сложен, кроме того, позволяет уменьшить диаметр корпуса дифференциала.

Электронная блокировка дифференциала: устройство и принцип работы

Электронная блокировка дифференциала – система, которая имитирует блокировку дифференциала с помощью штатной тормозной системы автомобиля. Она препятствует пробуксовке ведущих колес в моменты, когда автомобиль начинает движение, разгоняется на скользком дорожном покрытии или поворачивает. Отметим, что электронная блокировка имеется на многих современных машинах. Далее рассмотрим, как работает электронный дифференциал, а также его применение, устройство,плюсы и минусы.

Принцип работы

Система, имитирующая блокировку дифференциала, работает циклично. В цикле ее работы присутствует три стадии:

• стадия увеличения давления;
• стадия удержания давления;
• стадия сброса давления.

Принцип электронной блокировки дифференциала

На первой стадии (когда ведущее колесо начинает проскальзывать) блок управления получает сигналы от датчиков частоты вращения колес и на их основе принимает решение о начале работы. Происходит запирание переключающего клапана, а также открытие клапана высокого давления в гидравлическом блоке системы ABS. Насос ABS создает давление в контуре рабочего тормозного цилиндра проскальзывающего колеса. В результате увеличения давления тормозной жидкости происходит торможение буксующего ведущего колеса.

Вторая стадия начинается с момента, когда прекращается пробуксовка колеса. Система имитации блокировки межколесного дифференциала фиксирует достигнутое тормозное усилие за счет удержания давления. В этот момент действие насоса прекращается.

Третья стадия: колесо заканчивает проскальзывать, происходит сброс давления. Переключающий клапан открывается, а клапан высокого давления закрывается.

При необходимости все три стадии цикла работы электронного дифференциала повторяются. Отметим, что система функционирует, если скорость автомобиля находится в диапазоне от 0 до 80 км/ч.

Устройство и основные элементы

Электронная блокировка дифференциала основывается на антиблокировочной системе тормозов (ABS – Antilock Brake System) и является неотъемлемой частью системы курсовой устойчивости ESC. Имитация блокировки отличается от классической системы ABS тем, что может самостоятельно увеличивать давление в тормозной системе автомобиля.

Схема системы электронной блокировки дифференциала

Рассмотрим основные элементы системы:

• Насос: необходим для формирования давления в тормозной системе.
• Электромагнитные клапаны (переключающий и высокого давления): включены в тормозной контур каждого колеса. Осуществляют управление потоками тормозной жидкости в пределах отведенного им контура.
• Блок управления: осуществляет управление электронным дифференциалом с помощью специального ПО.
• Датчики частоты вращения колес (установлены на каждом колесе): нужны для информирования блока управления о текущих значениях угловых скоростей вращения колес.

Отметим, что электромагнитные клапаны и насос подачи являются элементами гидравлического блока ABS.

Разновидности системы

Виды блокировок дифференциала. Классификация.

Блокировок дифференциала для внедорожников существует и выпускается огромное множество, далее будут рассмотрены только межколесные блокировки, т.е. которые используются для распределения момента между колесами на одной оси и устанавливаются в редуктор вместо штатного дифференциала, либо внутрь этого дифференциала.
Статья постепенно будет обновляться, ваши комментарии и замечания крайне приветствуются, чуть позже добавлю поясняющих картинок для каждого типа блокировок.

Разделить их можно на 2 существенных вида:
1. Принудительные (или отключаемые) — водитель из салона с помощью кнопки или рычага может их включить/выключить при необходимости, все принудительные блокировки 100%, т.е. при включении блокировки колеса на одной оси всегда будут крутиться с одной скоростью.
  Они в свою очередь разделяются по способу включения:
  1a. Пневматические (воздушные или с пневматическим механизмом включения) — для включения необходимо наличие компрессора в системе, к мосту идет силиконовая трубка для подачи воздуха.

    Самые распространенные, так как считаются самыми надежными и ремонтопригодными на сегодняшний момент. Включение происходит внутри дифференциала воздухом под давлением,
    Пневматические блокировки TJM Pro Locker, ARB Air Locker, HF Air Locker, Yukon ZIP Locker, Ashcroft выпускаются для большинства внедорожников Toyota, Nissan, Suzuki, Isuzu, Mitsubishi, Land Rover, Jeep, Ford, GMC, Dodge, Chevrolet, Chrysler и других.

  1б. Механические (тросиковые или с механическим приводом включения) — для включения необходимо установить в салоне рычаг, который тросиком двигает вилку внутри редуктора, замыкающую блокировку.
    Механические блокировки OX USA Locker выпускаются только для редукторов Dana и GM. Штатные механические блокировки были на Toyota Land Cruiser 60.

  1в. Электро-магнитные (с электро-магнитным механизмом включения) — для включения достаточно подачи 12 В на электро-магнитную муфту установленную на дифференциале.
    Электро-магнитные блокировки Eaton E-Locker и Auburn gear ECTED Max выпускаются только для редукторов Dana, GM, Ford, а HF E-Locker и Harrop ELocker также для Toyota, Nissan, Mitsubishi и др.

  1г. Электрические (штатные или включение с помощью электро-моторчика) — для включения необходим контроллер управления блокировкой
    Электрические блокировки с мотором-актуатором ставились на некоторые модели внедорожников Toyota Land Cruiser 70/80/100/105, Prado 78/95/120, Hilux, Tacoma, FJ Cruiser и др.

  1д. Вакуумные (с вакуумным приводом включения) — для включения необходим вакуумный насос(он есть на большинстве внедорожников) и воздушная магистраль с «лягушкой», которая толкает шток и вилку включения блокировки.
    Вакуумные блокировки штатно ставились на Nissan Safari/Patrol, Mitsubishi Pajero, Volvo C303 Laplander и др.

Картинка взята отсюда www.drive2.ru/l/3360970/

  1е. Гидравлические (с гидравлическим приводом включения) — для включения на мост устанавливается привод аналогичный главному тормозному цилиндру, который толкает шток и вилку включения блокировки.
    Блокировки с гидравлическим приводом включения выпускаются НИРФИ для мостов УАЗ.

2. Автоматические (самоблокирующиеся, саморазблокирующиеся) — ставятся внутрь редуктора моста вместо штатного дифференциала или внутрь дифференциала вместо сателлитов и сайдгиров. Работают самостоятельно в соответствии с задуманной логикой, не имеют возможности отключения, при установке в передний мост рекомендуется ставить только при наличии муфт свободного хода(механических хабов).

  2а. Автоматические саморазблокировки — 100% блокируемый дифференциал, при разной скорости вращения колес одной оси имеет возможность разблокировки, если крутящий момент на кардане не превышает момента на колесе.

    Автоматические саморазблокировки Lockright, Powertrax No-Slip, Lokka, Spartan Locker, Aussie Locker, Nitro Lunch Box Locker выпускаются в виде шестерней, заменяющих сателлиты и сайдгиры в шатных дифференциалах.

    Более продвинутые саморазблокировки Eaton Detroit Locker, Yukon Grizzly Locker, Kaiser Locker выпускаются уже в виде готового дифференциала, который ставится вместо штатного дифференциала.

  2б. Червячные самоблокирующиеся дифференциалы (винтовые) — в дифференциале установлен набор винтовых шестерней, обеспечивающих червячную передачу между корпусом дифференциала и сайдгирами полуосей и таким образом распределяющего момент между полуосями за счет трения в этих шестернях.

    Червячные самоблокирующиеся дифференциалы можно разделить на 2 вида Torsen тип T-1 с червячными шестернями перпендикулярными полуосям и тип T-2с червячными шестернями параллельными полуосям, сейчас большинство червячных блокировок для внедорожников типа T-2.
    Явные лидеры тут Eaton Detroit Truetrac (заявленный коэффициент блокирования до 80%), Quaife, Torsen и российские Вал-рэйсинг.

  2в. Шариковые самоблокирующиеся дифференциалы — в дифференциале имеется набор канавок по которым свободно перемещаются цепочки шариков, обеспечивающие перераспределение момента между корпусом дифференциала и сайдгирами полуосей аналогично червячным блокировкам, производитель гарантирует возможность блокирования до 100%.

    Блокировки такого типа выпускаются только в России под брендами ДАК(заявленный коэффициент блокирования до 100%) и ДАН.

  2г. LSD (дифференциалы повышенного трения) и дисковые самоблокирующиеся дифференциалы — в дифференциале установлен один или два пакета фрикционов, при разной скорости вращения полуосей пакеты фрикционов за счет трения перераспределяют момент на менее нагруженное колесо.

    LSD дифференциалы достаточно часто ставились на японских внедорожниках и кроссоверах на заводе, заявленный коэффициент блокирования обычно не более 30%. Срок службы LSD дифференциалов ограничен и требует обязательного применение специального трансмиссионного масла, обычное «убивает» пакеты фрикционов.
    Дифференциалы повышенного трения выпускаются фирмами Eaton Posi LSD, Auburn Gear LSD, Yukon Dura Grip и многими другими для большинства внедорожников.

  2д. Кулачковые (БТРвские) блокировки — по сути дифференциал повышенного трения для УАЗ доставшийся в наследство от БТР.

  2е. Вязкостная муфта (вискомуфта) — в качестве межколесной блокировки практически не применяется из-за своей инерционности и громоздкости.

Не забывайте лить правильное трансмиссионное масло в соответствии с рекомендациями производителя!
Не забывайте про обкатку и своевременную замену масла — многие производители заявляют что обкатка для их блокировок уже выполнена на заводе и дополнительная не требуется.
Но, при сборке редуктора в нем могли остаться какие-нить посторонние частицы(стружка, пыль, смазка), которые постепенно вымоются, смоется заводское консервационное покрытие от ржавчины, в любом случае сателлиты и сайдгиры будут нарабатывать зеркало и железная пыль будет попадать в масло. Поэтому крайне желательно первые 100 км после установки блокировки сильно не нагружать трансмиссию, а к примеру через 1000 км сменить трансмиссионное масло.

P.S. На современных автомобилях существует множество видов электронных блокировок, которые являются часть систем управления движением (traction control), которые в большинстве своем считывая скорость вращения колес с датчиков ABS(или аналогичных) передают их в компьютер авто, который уже вычисляет насколько необходимо поджать тормозные колодки буксующего колеса, тем самым передавая крутящий момент на второе колесо.

Эта статья на Drive2 https://www.drive2.ru/o/b/2850961/

Автомобильный дифференциал – как он работает, из чего он состоит и как происходит его блокировка

Добрый день, дорогие друзья. Сегодня простыми слова объясню, что такое дифференциал, зачем он нужен и как он работает в автомобиле. В чем его плюсы, минусы и зачем придумали его блокировать. Добавлю видео, чтобы лучше понять материал, написанный в этой статье.

Что такое автомобильный дифференциал

Это механическое устройство, разделяющее крутящий момент между двумя полуосями ведущих колес. Разделение происходит в неравных пропорциях, в зависимости от условий, в которых находятся колеса, а точнее от коэффициента сцепления с поверхностью и направлению движения автомобиля. Он позволяет вращаться колесам с разной скоростью, передавая мощность на оба колеса.

Из чего он состоит

Конструкцию рассмотрим на примере простого дифференциала. Он состоит:

1. Ведущей шестерни. Она передает крутящий момент от коробки передач, через кардан на главную шестерню.
2. Ведомой (главной) шестерни. Заставляет вращаться сателлит (спутник)
3. Шестерня сателлита. Она жестко закреплена с ведомой шестеренкой и вращается вместе с ней в одном направлении. Кроме этого, она может совершать вращения вокруг своей оси в разные стороны.
4. Две полуосевые шестерни, каждая из которых соединена со своим колесом. Через них мощность и момент передается с сателлита на ведущие колеса.

Конструкция схематически представлена на картинке:

Зачем он нужен

Он нужен, чтобы колеса вращались с разными скоростями при прохождении поворотов. Зачем это нужно? Смотрим на скрин снизу. При повороте автомобиля ведущие колеса проходят разное расстояние S1 и S2, где S1<S2. Одно колесо, проходящее по внутренней траектории, проходит расстояние меньше, чем колесо, движущееся по внешнему радиусу. Чтобы равномерно пройти эти расстояния, колеса должны обладать разной скоростью вращения.

Если оба колеса соединить жестко между собой одной осью, то скорость вращения будет одинаковой, а при прохождении разных расстояний с одной скоростью, какое-то из колес будет отставать, а другое буксовать. Другими словами не колесо будет тащить машину, а машина будет его тянуть. В этом случае, плавность прохождения поворота автомобилем будет нарушена, что может вызвать неожиданное поведения машины – снос или занос ведущей оси, разворот авто, а как следствие – ДТП.

Чтобы колеса имели разные скорости вращения, они должны быть разделены полуосями, жестко не соединенными между собой. Но как в таком случае передавать одновременно на них мощность от двигателя? – Для этого был придуман автомобильный дифференциал. Давайте разберем, как у него получается делить крутящий момент между двумя независимыми осями.

Дифференциал автомобиля принцип работы

Момент передается от коробки передач на ведущую шестерню. В зависимости от компоновки привода она находится или на кардане, или на угловом редукторе. Будем рассматривать на примере заднеприводного автомобиля. Здесь она расположена в корпусе механизма.

Через нее момент передается ведомой шестеренки, которая не имеет прямой связи с осями колес. Она закреплена на подшипнике внутри кожуха агрегата. На ней закреплена шестерня сателлита, спутника, которая крутиться вместе с ведомой звездочкой и вокруг своей оси. Таких спутников может быть несколько, в зависимости от мощности, которую нужно передать. Зубья сателлита соединены с шестернями полуосей, на которых находятся колеса. Вращения передается через него на полуоси. Именно работа сателлита играет важную роль в распределении скорости вращения между осями. Существует несколько типов его работы в зависимости от направления движения авто. Рассмотрим их подробно

Прямолинейное движение

В этом случае крутящий момент равномерно передается на колеса. Шестерня «спутника» не вращается вокруг своей оси. Вращение происходит только вместе с ведомой шестеренкой в том же направление. Мощность поровну делится между ведущими колесами. Они крутятся с одинаковой скоростью.

Видео как работает дифференциал при прямолинейном движении:

Поворачиваем налево или направо

Так как скорости колес должны быть разными для лучшего и безопасного прохождения поворота, в работу вступает сателлит. Он начинает крутиться вокруг своей оси, разделяя момент между полуосями в нужных пропорциях, для обеспечения необходимых скоростей вращения колес, чтобы ни одно из них не буксовало и не тормозило.

Направление вращения сателлита вокруг себя зависит от направления поворота. Влево – крутится в одну сторону, увеличивая скорость вращения правого колеса, вправо – в другую, придавая левому больший момент.

Видео как работает дифференциал при повороте автомобиля:

Движение по поверхности с разным коэффициентом сцепления

Я думаю, вы неоднократно видела, как автомобиль, находясь на льду, или грязи одним колесом буксовал. При этом второе колесо находилось на твердой поверхности, но оно стояло, и машина не могла тронуться с места. В этом «заслуга» дифференциала.

Нажимая на педаль газа, момент передается через механизм на сателлит, который сцеплен с полуосями. Колеса находятся на разных поверхностях с разными сцепными свойствами (лед и асфальт), ведомая шестерня начинает вращать «спутник». Он своими зубьями упирается в полуоси и пытается их провернуть. Так как для вращения одного колеса, стоящего на льду сил нужно меньше, а для асфальта больше, то сателлит начинает вращаться вокруг себя в сторону колеса с хорошим сцепления, не передавая на него мощности. Вся энергия уходит на проворот колеса с меньшим сцеплением. Получается, что колесо в ледяной ловушке крутиться, буксует свободно, а колесо на асфальте спокойно стоит без движения.

Именно такой принцип работы дифференциала заставило задуматься инженеров над модернизацией механизма. Что нужно сделать, чтобы не попасть в такую ситуацию? – Правильно, нужно заблокировать сателлит от вращения вокруг своей оси. В этом случае момент будет равномерно делиться между двумя колесами и то, которое находится на жесткой поверхности (асфальте), сможет вытянуть весь автомобиль. Таким образом, люди дошли до изобретения механизма блокировки дифференциала.

Что такое блокировка дифференциала в автомобиле

Это способ заблокировать сателлиты, чтобы исключить их вращение вокруг своей оси или соединить шестерню полуоси с корпусом дифференциала. Крутящий момент будет передаваться равномерно или в определенном соотношении между двумя полуосями ведущих колес. Существует два вида блокировок – жесткая и частичная.

В первом случае, все части дифференциала будут заблокированы, момент будет передаваться на все ведущие колеса. На многих внедорожниках этот режим называется «Lock». Второй вид – в нем используются дифференциалы повышенного трения. В них мощность передается в определенной пропорции между буксующим колесом и заблокированным. Чем быстрее вращается свободная ось, тем больше крутящего момента идет на «стоячее» колесо.

Жесткая или принудительная блокировка

Она активируется принудительным нажатием кнопки в салоне или физическим перемещением определенного элемента в механизме. В последнем случае водителю нужно было перемещать рычаг и при помощи тросов происходило смещение муфты, блокирующей ось колеса с корпусом дифференциала. В современных авто применяются пневматические, гидравлические или электрические привода. В некоторых случаях используется не межколесная блокировка, а межосевая, мощность передается между передними и задними колесами машины в соотношении 50:50, 50:40, в зависимости от настроек.

Частичная блокировка или LSD

LSD – этот термин означает, что в авто применяется дифференциалы ограниченного, частичного проскальзывания.

Они бывают:

Вязкостная муфта (вискомуфта). Состоит из набора дисков, часть которых закреплена с корпусом, вторая – с ведущим валом. Вся конструкция находится в герметичном корпусе, заполненном специальным силиконом. При увеличении скорости вращения ведущего вала выше скорости корпуса, диски на валу начинают мешать собой силикон. Он меняет свои свойства, становится вязким. Тем самым повышается коэффициент трения между дисками, дифференциал блокируется. При уравнивании скоростей, силиконовая смазка восстанавливает свою вязкость и диски разблокируются.

Дисковые муфты повышенного трения. В них вместо силикона применяются фрикционные диски. Часть находится на полуоси, часть на корпусе дифференциала. При прямолинейном движении колес весь механизм работает как одно целой. При проскальзывании одной из осей, за счет силы трения дисков он блокируется, передавая момент на оба колеса.

Червячные. Ярким примером является дифференциал Торсен. В его конструкции применяются сателлиты червячного типа, которые могут вращаться от червячных шестерен полуосей, а сами вращать их не могут – блокируются. При повышении угловой скорости одной оси происходит блокировка сателлитов и перераспределение мощности на колесо с хорошим сцеплением с дорогой. Чем быстрее проскальзывает колесо, тем больше момента передается на другую ось. Происходит автоматическая частичная блокировка дифференциала, без участия водителя. При выравнивании скоростей, червячные сателлиты разблокируются и механизм вернется в исходное состояние.

В последнее время на современных автомобилях появилась третий вид блокировок – имитация блокировки межколесного дифференциала. Здесь все происходит в автоматическом режиме. Система считывает данные с датчиков ABS о скорости вращения ведущих колес. Если они сильно различаются, то тормозная система «прикусывает» колесо, которое быстрее крутится, буксует, часть энергии вращения передается на колесо с хорошим сцеплением. В данных системах не применяются дорогие и сложные конструкции для блокировок, используется свободный дифференциал и электронная система с датчиками АБС – это удешевляет конструкцию и конечную стоимость автомобиля. Но эффективности в ней меньше, чем настоящих, физических блокировок. Подробнее о принципах работы разных типов дифференциалов поговорим в других статьях. Сейчас приведем основные недостатки таких блокировочных механизмов.

Недостатки

1. Сложная конструкция, ведущая к дорогому ремонту
2. Повышенные требования к обслуживанию
3. Большой нагрев механизма, в результате повышенного трения элементов. При длительном использовании сокращается срок службы деталей и всего агрегата в целом
4. Установка дополнительной электроники, контролирующей температуру элементов муфты и другие параметры, обеспечивающие надежность, долговечность механизма

Поэтому рекомендуется использовать блокировки только в тех случаях, когда нужно вытащить машину из снежной «ловушки» или грязи. Длительное применение этой технологии ведет к повышенному износу и выходу из строя дифференциала, а как следствие – дорогостоящему ремонту.

Заключение

Мы разобрались с вопросом, что такое дифференциал, как он работает и зачем он нужен. Узнали о его недостатках, и с какой целью его решили блокировать. Вкратце прошлись по существующим типам блокировок. Более детальный обзор будет в следующих статьях. Так что подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.

Видео по теме:

---

Работа дифференциала в разных режимах:

Документальный фильм 1937 года зачем нужен дифференциал в авто и как он работает:

Блокировка дифференциала — Википедия переиздано // WIKI 2 Дифференциал воздушного замка

ARB, установленный на Mitsubishi Delica L400 LWB Diff

Блокирующий дифференциал предназначен для преодоления главного ограничения стандартного открытого дифференциала, по существу «блокируя» оба колеса на оси вместе, как будто на общем валу. Это заставляет оба колеса вращаться в унисон, независимо от тяги (или ее отсутствия), доступной для каждого колеса в отдельности.

Когда дифференциал разблокирован (открытый дифференциал), он позволяет каждому колесу вращаться с разными скоростями (например, при согласовании поворота), что позволяет избежать зацепления шины.Открытый (или незаблокированный) дифференциал всегда обеспечивает одинаковый крутящий момент (вращающую силу) каждому из двух колес на этой оси. Таким образом, хотя колеса могут вращаться с разными скоростями, они прикладывают одну и ту же вращательную силу, даже если одно полностью неподвижно, а другое вращается. (Равный крутящий момент, неравная скорость вращения).

В отличие от этого, заблокированный дифференциал заставляет левые и правые колеса на одной и той же оси вращаться с одинаковой скоростью практически при любых обстоятельствах, независимо от различий в тяге, наблюдаемых у обоих колес.Следовательно, каждое колесо может прикладывать столько вращающей силы, сколько позволяет тяга под ним, и крутящие моменты на каждом боковом валу будут неравными. (Неравный крутящий момент, равные скорости вращения). Исключения относятся к автоматическим шкафчикам, обсуждаемым ниже.

Блокированный дифференциал может обеспечить значительное тяговое преимущество по сравнению с открытым дифференциалом, но только тогда, когда тяга под каждым колесом значительно отличается.

Все вышеприведенные комментарии относятся к центральным дифференциалам, а также к тем, которые находятся в каждой оси: полноприводные полноприводные автомобили (часто называемые «полноприводными») имеют три дифференциала, по одному на каждую ось, и центральный. между передней и задней осями (раздаточная коробка).

Энциклопедия YouTube

• 1/3

  Просмотров:

  3 748 361

  10 966

  25 387

• ✪ Понимание дифференциала повышенного трения

• ✪ Traxxas TRX4 Блокировка дифференциала Реверс

• ✪ Toyota 8.4 Diff Locker Установить

Содержание

Типы

Автоматические шкафчики

Автоматические запирающиеся шкафчики автоматически блокируются и разблокируются без непосредственного участия водителя.Некоторые конструкции автоматической блокировки дифференциала гарантируют, что мощность двигателя всегда передается на оба колеса, независимо от условий тяги, и «разблокируются» только тогда, когда одно колесо должно вращаться быстрее, чем другое во время поворота. Они были бы более правильно названы автоматическим дифференциалом разблокировки, потому что их положение в покое заблокировано. Они никогда не позволят ни одному колесу вращаться медленнее, чем дифференциальная опора или ось в целом, но позволят перегрузить колесо быстрее, чем скорость несущей.Наиболее распространенным примером этого типа был бы Детройтский Шкафчик, сделанный Корпорацией Eaton, также известный как Детройтский Не-Спин, который заменяет всю сборку дифференциала. Другие, иногда называемые запирающимися шкафчиками для ланч-боксов, используют запасной дифференциал и заменяют только внутренние зубчатые колеса и валы на блокирующие пластины. Оба типа автоматических запирающих устройств позволят обеспечить определенную степень дифференциальной скорости вращения колеса при поворотах на поворотах в условиях равного сцепления с дорогой, но в противном случае они заблокируют оба вала вместе, когда этого требуют условия сцепления.

• Плюсы: автоматическое действие, не нужно останавливаться для включения или выключения при изменении дорожных условий.
Недостатки
• : повышенный износ шин и заметное влияние на ходовые качества. Во время поворота то, какая полуось отсоединена, зависит от направления крутящего момента, приложенного карданной передачей. Когда направление крутящего момента меняется на противоположное, скорость приводной линии внезапно вынуждена измениться с внутренней на внешнюю ось, что сопровождается щебетом шины и сильным рывком. Во время поворотов автоматический шкафчик характеризуется сильной недостаточной поворачиваемостью, которая мгновенно переходит в избыточную поворачиваемую мощность при превышении тяги.

Некоторые другие автоматические шкафчики работают как открытый дифференциал до тех пор, пока не возникнет пробуксовка колес, а затем они заблокируются. Эти типы обычно используют внутренний регулятор для контроля скорости автомобиля и пробуксовки колес. Примером этого является автоматическая блокировка дифференциала Eaton (ALD) или автоматическая блокировка дифференциала Eaton (ADL), разработанная корпорацией Eaton и представленная в 1973 году для датчиков и утилит GM серии Rounded-Line серии C / K. ^[1] Eaton ADL иногда неправильно называют Gov-Lok, несмотря на то, что ни GM, ни Eaton никогда не называли его таким именем.Гов-Лок — это довольно неофициальное имя неизвестного происхождения, которое приобрело популярность за эти годы. И Eaton, и GM не знают, откуда появилось это имя, и в прошлом Eaton предпринял несколько неудачных попыток разоблачить имя Gov-Lok. ^[2] Обновленная версия старой конструкции Eaton ADL все еще доступна от Eaton, теперь известной как механическая блокировка дифференциала Eaton mLocker. ^[3]

Некоторые другие автоматические блокираторы работают как открытый дифференциал, пока не будет применен высокий крутящий момент, а затем они блокируются.В этом стиле обычно используются системы внутренних зубчатых передач с очень высоким трением. Примером этого являются скользящие штифты и кулачки ZF, доступные для использования в ранних Volkswagens.

Шкафчики на выбор MRT

Dodge Power Wagons оснащены передним и задним дифференциалом блокировки по выбору

Выбираемые шкафчики позволяют водителю блокировать и разблокировать дифференциал по желанию с места водителя. Это может быть достигнуто многими способами.

• Сжатый воздух (пневматика).
• Механизм с тросовым приводом, который используется на «Бык Locker».
• Электронные соленоиды и (электромагнетизм), как у Этона «ELocker». Однако OEM-производители также начинают предлагать электронные сейфы. Электрический шкафчик Nissan Corporation можно найти в качестве дополнительного оборудования на Frontier (Navara) и Xterra. Ford предлагает электронный задний шкафчик для грузовиков серии F и Ranger. Тойота в настоящее время предлагает задний электронный замок на Tacoma и 4Runner (только для отделки TRD Off-Road и TRD Pro), но также предлагал передний и задний электронные блокировщики на автомобилях, таких как Land Cruiser в прошлом.
  • Плюсы: Позволяет дифференциалу работать как «открытый» дифференциал для улучшения управляемости, маневренности, обеспечивает полную блокировку, когда это желательно или необходимо
  • Минусы: Механически сложный, с большим количеством деталей, чтобы выйти из строя. Некоторые шкафчики требуют, чтобы автомобиль остановился для включения. Нуждается в человеческом взаимодействии и дальновидности в отношении предстоящей местности. Неквалифицированные водители часто создают сильную нагрузку на компоненты трансмиссии, когда оставляют дифференциал в заблокированном режиме на местности, где не требуется шкафчик.

Золотник

Золотник — это устройство, которое соединяет две оси непосредственно с зубчатым колесом. Различий между сторонами нет, поэтому транспортное средство, оснащенное катушкой, будет лаять шины по очереди и может стать неуправляемым в сырую или снежную погоду. Катушки, как правило, зарезервированы для автомобилей для соревнований, которые не ездят на улице ^[4]

Мини-катушка использует базовый держатель и заменяет только внутренние компоненты дифференциала, аналогичные по установке шкафчику ланч-бокса.Полная шпуля заменяет всю несущую сборку одним обработанным элементом. Полная шпуля является, пожалуй, самым мощным средством блокировки оси, но она не способна дифференцировать скорости вращения колес, создавая высокую нагрузку на все затронутые компоненты трансмиссии.

Внутренние зубчатые колеса открытого дифференциала также могут быть сварены вместе, чтобы создать заблокированную ось; этот метод не рекомендуется, поскольку процесс сварки серьезно подрывает металлургический состав свариваемых компонентов и может привести к выходу из строя устройства под нагрузкой.

Недостатки

Поскольку они не работают так же гладко, как стандартные дифференциалы, автоматические блокирующие дифференциалы часто отвечают за повышенный износ шин. Известно, что некоторые старые автоматические блокировочные дифференциалы издают шум при щелчке или стучании при блокировке и разблокировке, когда автомобиль согласовывает повороты. Это раздражает многих водителей. Кроме того, автоматическая блокировка дифференциалов будет влиять на способность транспортного средства управлять, особенно если шкафчик находится на передней оси.Помимо износа шин при повороте на любую степень на поверхностях с высоким коэффициентом трения (низкое скольжение), заблокированные оси провоцируют недостаточную поворачиваемость и, при использовании на передней оси, увеличивают усилия рулевого управления, необходимые для поворота автомобиля. Кроме того, автоматическая блокировка дифференциалов может привести к потере управления на льду, когда открытый дифференциал позволит одному колесу вращаться, а другому удерживать , не передавая мощность . Примером этого может быть транспортное средство, припаркованное сбоку на скользкой дороге. Когда оба колеса вращаются, транспортное средство сломает тягу и скатится по уклону.

альтернативы

Дифференциалы с ограниченным проскальзыванием считаются компромиссом между стандартным дифференциалом и блокирующим дифференциалом, поскольку они работают более плавно и придают некоторый дополнительный крутящий момент колесу с наибольшим сцеплением по сравнению со стандартным дифференциалом, но они не способны развивать 100 % lockup.

Системы контроля тяги также используются во многих современных транспортных средствах либо в качестве дополнения, либо в качестве замены блокирующих дифференциалов. Примерами могут служить электронный замок дифференциала Volkswagen (EDL), впервые установленный Opel TC + в Opel Astra G (2001) и т. Д.На самом деле это не блокировка дифференциала, а работа на каждом колесе. Датчики контролируют скорость вращения колес, и если один из них вращается больше, чем некоторые (например, на 100) об / мин больше, чем другой (то есть проскальзывает), система контроля тяги на мгновение тормозит его. Это передает больше мощности на другое колесо, ^[5] , но все еще использует открытый дифференциал, который такой же, как на автомобилях без опции EDL. Если все ведущие колеса теряют сцепление, то управление дросселем может быть применено автоматически. Электронные системы контроля тяги могут быть интегрированы с антиблокировочными тормозными системами, которые имеют аналогичное действие при торможении и используют некоторые аналогичные компоненты.Такие системы используются, например, в самых последних версиях Nissan Pathfinder, Land Rover Defender, Land Rover Freelander, McLaren P1 и McLaren 650.

Приложения

• Гоночные машины часто используют блокирующие дифференциалы для поддержания тяги во время маневров на высокой скорости или при ускорении с экстремальными скоростями. Кроме того, динамика транспортного средства становится более предсказуемой при потере сцепления с дорогой, поскольку водитель знает, что ни одно колесо не будет внезапно снижать мощность, если оно сталкивается с поверхностью с низким коэффициентом трения.
• Некоторые вспомогательные транспортные средства, такие как эвакуаторы, вилочные погрузчики, тракторы и тяжелое оборудование, используют блокирующиеся дифференциалы для поддержания тяги, особенно при движении по мягкой, грязной или неровной поверхности. Шкафчики распространены в сельскохозяйственной технике и военных грузовиках. На некоторых сельскохозяйственных тракторах имеется педаль, на которую можно нажимать пяткой оператора, чтобы при необходимости заблокировать дифференциал.
• Блокировка дифференциала также может использоваться в дрифте как альтернатива дифференциалу с ограниченным проскальзыванием.
• Полноприводные транспортные средства, которые ездят по бездорожью, часто используют блокировку дифференциала, чтобы не застрять при движении по рыхлой, грязной или каменистой местности. Блокирующие дифференциалы считаются необходимым оборудованием для серьезной езды по бездорожью. Многие такие автомобили имеют блокирующий дифференциал на центральном дифференциале (между передним и задним мостами), заднем дифференциале и переднем дифференциале; или любая комбинация любого из трех. Дифференциальные замки также используются на некоторых «бесполезных» полноприводных автомобилях (таких как Mitsubishi Shogun), чтобы компенсировать относительное отсутствие шарнирного сочленения (вертикальное движение колеса).Высокий уровень сочленения желателен для езды по бездорожью, чтобы колеса могли поддерживать контакт с землей по неровным поверхностям, но это может привести к чрезмерному крену кузова на высоких скоростях на дороге, а также к нечеткому управлению. Такие 4×4 часто имеют системы подвески, спроектированные как компромисс между сочленением и управляемостью. Если шарнирное сочленение ограничено, одно колесо на оси может быть поднято над землей по пересеченной местности, тем самым теряя сцепление со всеми колесами (вся мощность идет на поднятое колесо, которое вращается свободно).Задний дифференциал блокировки часто поставляется, чтобы восполнить этот компромисс — если колесо поднимается над землей, блокирующий дифференциал может быть задействован, приводя в движение колесо, которое остается на земле.

Рекомендации

Последний раз эта страница редактировалась 5 июля 2020 года, в 10:42. ,

Блокировка дифференциала в немецко — англо-немецком словаре

^ru В соответствии с методом автоматического включения блокировок межколесного дифференциала в транспортных средствах, особенно в мобильных машинах и транспортных средствах аварийной службы, блокировка межколесного дифференциала всегда отключается, когда возникают ситуации вождения, во время которых Действие блокировки определенно не требуется, при этом блокировки межколесного дифференциала активируются во всех других ситуациях.

патент-wipo ^от Ich will Sie nicht länger von lhren Gästen fernhalten

^ru Система противоскользящего управления с пневматическим тормозом для транспортных средств, оснащенных автоматической блокировкой дифференциала, особенно транспортных средств, и для включения блокировки дифференциала

патент-wipo ^из Sicherheitsausrüstung für Massengutschiffe

^ru В транспортном средстве, особенно в транспортном средстве с блокировкой дифференциала, сцепные когти (11) из которых автоматически освобождаются пружиной (13) при отсутствии пружины (13) При вращающем моменте существует модифицированная система ABS-ASC (ANTILOCK / ANTISLIP CONTROL), в логике которой клапан ASC (1) используется в качестве исполнительного клапана для баллона со сжатым воздухом (5), используемого для блокировки блокировки дифференциала.

патенты-wipo ^от Anhang # dieser Regelung enthält Beispiele für die Anordnung der Genehmigungszeichen

^ru Если имеется блокировка дифференциала, она должна использоваться; однако, если блокировка дифференциала недоступна, следует измерять средний коэффициент проскальзывания на левом и правом ведомом колесе.

EurLex-2 ^из Auch schön dich wieder zu sehen, Otto

^ru Чтобы обеспечить своевременную точную реакцию блокировки дифференциала, которая также учитывает состояние вождения, соединительная линия (18) ведет от стороны нагнетания (11 или 12) насоса (10) к исполнительному элементу (27) блокируемого дифференциала (8), так что при возникновении перепада давления давление, создаваемое насосом (10; 67), позволяет, по меньшей мере, частично заблокировать дифференциал (8) с помощью муфты (26) с принудительной блокировкой.

патенты-wipo ^из Eine solche schwewiegende Beeinträchtigung könnte beispielsweise dann gegeben sein, wenn keine technischen Einrichtungen für die Verwendung der Альтернативные приводы и технические характеристики 9000 универсальная и техническая характеристика приводов 9000 различных типов машин замки на обеих осях, рама шасси с исключительной гибкостью при кручении, превосходный комфорт при езде, низкий центр тяжести, небольшой круговой поворот и минимальные требования к обслуживанию.

Общий обход ^из Ich bin ein Versager!

^ru существует, по меньшей мере, один механизм блокировки дифференциала или, по меньшей мере, один механизм, имеющий аналогичный эффект,

EurLex-2 ^из Nein, das is es, rich rich is

^ru, (b) по меньшей мере один установлен механизм блокировки дифференциала или механизм с аналогичным эффектом;

Eurlex2019 ^из Ich halt meine Klappe! Ich werde meine Klappe halten

^ru В конкретном случае, когда стандартное коммерческое транспортное средство, оснащенное системой контроля тяги, недоступно, предлагается автомобиль без системы контроля тяги / ASR / TCS разрешено при условии, что транспортное средство оснащено системой для отображения проскальзывания в процентах, как указано в пункте 4.3.4 настоящего приложения и обязательная блокировка дифференциала на ведущей оси, используемая в соответствии с процедурой эксплуатации 4.7.5.2.1, ниже.

EurLex-2 ^из Sie haben Angst davor, und sie wollen, dass Europa ihnen hilft, die Nachteile dieser Globalisierung zu überwinden.

^ru (ii) установлен по меньшей мере один механизм блокировки дифференциала или механизм с таким же эффектом;

Eurlex2019 ^из Октябрьской федерации парламентских парламентов и парламентов США за участие в программе образования для детей, прошедших обучение в других странах (KOM # — C # — # / # — # / # (COD

^ru — по крайней мере, один механизм блокировки дифференциала или, по крайней мере, один механизм, имеющий аналогичный эффект, и могут ли они преодолевать градиент 30%, рассчитанный для одиночного транспортного средства.

EurLex-2 ^из Die Anhänge und das Protokoll zu diesem Abkommen, einschließlich сейнер Anlagen, sind Bestandteil dieses Abkommens

^ru Блокировка дифференциала: да / нет / опционально (4) ^{9303 9303 9303000 ZweimaI tägIich Gassi}

^ru Блокировка дифференциала (если установлена): да / нет (26)

EurLex-2 ^из Гигенстандартные штампы Документы и сведения о них

^{здесь один механизм блокировки дифференциала или, по меньшей мере, один механизм с аналогичным эффектом,}

EurLex-2 ^от Die Klage T — # / # wird als teilweise unzulässig abgewiesen, soweit sie von der Gardena Hotels Srl и Comitato Venezia Vuole Vivere erhoben worhoben worden ist

^ru — есть по крайней мере один механизм блокировки дифференциала или по крайней мере один механизм с аналогичным эффектом,

EurLex-2 ^из Ich weiß ni CHT!

^ru Блокировка дифференциала: да / нет / опция

oj4 ^de Ja, aber Sie haben sie mir versprochen

^ru Блокировка дифференциала: да / нет (1)

EurLex-2 ^de Chemis Stoffe

^ru — есть по крайней мере один механизм блокировки дифференциала или по крайней мере один механизм с аналогичным эффектом,

EurLex- ^de Bezeichnung der Beihilferegelung

^ru 4.11. Блокировка дифференциала (если установлена): да / нет (1)

EurLex-2 ^из Человек и его дети в Йоханнесбурге, в том числе его коллеги, которые до сих пор не умерли.

^ru существует по меньшей мере один механизм блокировки дифференциала или по меньшей мере один механизм с аналогичным эффектом

eurlex ^de Juli # bezüglich der im Rahmen der Ausschreibung gemäß der Verordnung (EG) Nr. # / # eingereichten Angebote für die Ausfuhr von Weichweizen

^ru Блокировка дифференциала (если установлена)

EurLex-2 ^de die Sendung durch die betreffenden Behörden des Mitgliedstagen hengänütürürürürürürürürürgürür ^ru Блокировка дифференциала (если установлена)

eurlex ^из Das Vereinigte Königreich wurde bereits zur Anwendung einer von Artikel # abweichenden Regelung ermächtigt, die of auf däs dävönütünügür ü Person Person Person Proble Proble Proble Proble Proble Proble Proble Steuer befreit ist

^ru Блокировка дифференциала: да / нет / опционально (1)

EurLex-2 ^от Был ли он готов для участия в программе Verhütung von Verletzungen anbelangt, так что в нем нет ничего удивительного в своем опыте в области науки и техники Gemeinschaftssystemen zur Sammlung vo n Informationen uber die beiden Kategorien von Verletzungen, nämlich einmal beabsichtigte oder unbeabsichtigte Verletzungen sowie Verletzungen aufgrund von Selbstmordversuchen, gefordert.

^ru Блокировка дифференциала: да / нет / опционально Приложение

eurlex ^de Weg mit der Kanone.