Принудительная блокировка заднего межколесного дифференциала: Обзор блокировок дифференциала

Самоблокирующийся дифференциал — как это работает — журнал За рулем

Изучаем конструкцию основных типов самоблокирующихся дифференциалов. Какой самоблок (если он, конечно, не установлен на заводе) подойдет для вашего автомобиля?

Создание универсального механизма, идеально работающего в любых условиях, - голубая мечта каждого конструктора. Однако выверенное на бумаге решение на практике обязательно обрастает своими «но». Иногда случаются парадоксы: достоинство и главное предназначение узла в определенных условиях становятся его недостатками. Характерный пример — свободный дифференциал.

Ахиллесова пята

Для простоты понимания проблемы свободных дифференциалов, используемых на большинстве автомобилей, рассмотрим пример с их межколесными представителями — поскольку межосевые собратья на полноприводных машинах работают аналогично.

Межколесный дифференциал обеспечивает разность частот вращения ведущих колес в повороте. Это важно для борьбы с так называемым паразитным крутящим моментом и для сохранения управляемости автомобиля. Ведь в повороте внешнее колесо идет по более длинной дуге, нежели внутреннее, и при равенстве частот вращения неизбежна пробуксовка.

Материалы по теме

Схема работает гладко, пока одно из колес не теряет сцепление с дорогой. К примеру, когда правые колёса автомобиля стоят на асфальте, а левые — на льду. В силу своей конструкции обычный дифференциал имеет чрезмерную свободу. Стоящее на льду колесо будет беспомощно вращаться, а опирающееся на асфальт останется неподвижным.

Стремление решить проблему привело инженеров к созданию дифференциалов двух новых видов — с принудительной блокировкой и самоблокирующихся, повышенного трения (LSD, Limited-Slip Differential). Вторая группа получила большее распространение. Такие дифференциалы работают автономно и не требуют какого-либо внешнего привода. Их устанавливают серийно на многие спортивные легковые автомобили и кроссоверы. А можно самому приобрести и установить самоблок на свою машину. Самые ходовые — червячные (винтовые) и дисковые.

Дифференциалы LSD делятся на две группы по принципу действия: срабатывающие от изменения крутящего момента и от разницы угловых скоростей. Винтовые относятся к первой, а дисковые — ко второй.

Дискотека

Вариантов конструкции дисковых самоблоков масса, но основа их едина: в обычный свободный дифференциал добавлены два пакета фрикционных дисков, которые обеспечивают блокировку узла при пробуксовке одного из ведущих колес.

Материалы по теме

Каждый пакет расположен между корпусом дифференциала и одной из полуосевых шестерён. По конструкции он напоминает фрикционные муфты в автоматических коробках. Одна часть дисков в пакете находится в зацеплении с полуосевой шестерней, а другая — с корпусом дифференциала. При обычном движении автомобиля (например, в повороте) фрикционы разжаты и самоблок никак себя не проявляет: сателлиты обеспечивают разную частоту вращения колес. Но при пробуксовке одного из колес пакеты дисков сжимаются — и полуосевые шестерни обретают прямую связь с вращающимся корпусом дифференциала.

Основное сжатие дисков происходит за счет осевого смещения шестерней полуоси. Последние являются конусными, как и шестерни сателлитов. При передаче момента через такое зубчатое зацепление кроме центробежной силы возникает и осевая. Она стремится развести шестерни. Сателлиты закреплены на своих осях и не могут смещаться. Зато на это способны их полуосевые сёстры, ведь они подвижны на шлицах приводов колес. В результате расхождения к стенкам дифференциала шестерни сжимают свои пакеты фрикционов.

В некоторых самоблоках первоначальное поджатие фрикционов обеспечивает пружина между полуосевыми шестернями. В других вместо них использованы конические пружинные кольца, которые также создают определенный преднатяг. Есть конструкции с замысловатым центральным блоком (см. схему 1), в котором ось сателлитов при смещении, к примеру, во время резкого ускорения автомобиля разжимает большие полукольца — и они сдавливают пакеты фрикционов. Это происходит в дополнение к их сжатию полуосевыми шестернями при пробуксовке колеса.

Дисковый самоблокирующийся дифференциал (схема 1): 1 — корпус дифференциала; 2 — левая полуосевая шестерня; 3 — левый пакет дисковых фрикционов; 4 — правая полуосевая шестерня; 5 — правый пакет дисковых фрикционов; 6 — ось блока сателлитов; 7 — раздвижные полукольца блока сателлитов.

Дисковый самоблокирующийся дифференциал (схема 1): 1 — корпус дифференциала; 2 — левая полуосевая шестерня; 3 — левый пакет дисковых фрикционов; 4 — правая полуосевая шестерня; 5 — правый пакет дисковых фрикционов; 6 — ось блока сателлитов; 7 — раздвижные полукольца блока сателлитов.

Червоточина

Среди червячных самоблоков наибольшую известность получил дифференциал Torsen. Его название произошло от английского термина torque sensitive, «чувствительный к крутящему моменту». Такой дифференциал первого типа (Т1) был изобретен еще в 1958 году, тем не менее возможности этой конструкции по сей день остаются непревзойденными.

От свободного дифференциала конструкция Т1 отличается очень сильно. Роль привычных сателлитов играет замысловатая червячная передача, густо «наросшая» поверх полуосевых шестерен. Благодаря особенности своей работы она способна блокировать дифференциал. Дело в том, что червячная передача необратима: перенос момента возможен только от ведущего звена (червяк) к ведомому (полуосевая шестерня). То есть при пробуксовке колеса его полуосевая шестерня не сможет провернуть червяк из-за больших сил трения.

Червячный самоблокирующийся дифференциал Torsen T1 (схема 2): 1 — корпус дифференциала; 2 — левая полуосевая шестерня; 3 — пара червячных сателлитов; 4 — правая полуосевая шестерня; 5 — ось сателлита; 6 — прямозубые шестерни взаимного зацепления сателлитов.

Червячный самоблокирующийся дифференциал Torsen T1 (схема 2): 1 — корпус дифференциала; 2 — левая полуосевая шестерня; 3 — пара червячных сателлитов; 4 — правая полуосевая шестерня; 5 — ось сателлита; 6 — прямозубые шестерни взаимного зацепления сателлитов.

В корпусе Торсена Т1 закреплено три пары поперечных червяков (сателлитов), которые соединены между собой отдельными прямозубыми шестернями, расположенными по краям их осей. Одновременно каждый парный червяк находится в зацеплении со своей полуосевой шестерней. При движении автомобиля в повороте вся эта красота работает подобно сателлитам свободного дифференциала, обеспечивая необходимую разность частот вращения колес. Но как только момент на 

что это такое и для чего нужна

В современных автомобилях есть немало узлов и агрегатов, которые имеются во всех моделях всех марок. Одним из них является дифференциал. Он необходим для того, чтобы обеспечить разную угловую скорость колес, расположенных при повороте на внешнем и на внутреннем его радиусе. У полноприводных автомобилей есть еще межосевой дифференциал, который в большинстве случаев оснащен блокировкой.

В данной статье мы расскажем о том, что такое межосевой дифференциал, для чего нужна блокировка межосевого дифференциала и каких основных типов она бывает.

Что такое межосевой дифференциал

В любом автомобиле есть как минимум один дифференциал. Такое устройство делит крутящий момент, поступающий в него с входного вала, между полуосями передающими его на каждое из ведущих колес. Полноприводный автомобиль (то есть имеющий четыре ведущих колеса) оснащается как минимум двумя дифференциалами, по одному на каждую пару. В большинстве случаев на них устанавливается еще один, межосевой, который имеет возможность блокирования.

Необходимость использования межосевого дифференциала на автомобилях с полным приводом вызвана тем, что им приходится передвигаться в достаточно сложных условиях, часто по неровной местности. В таких случаях на разные оси автомобиля создается разное давление и поэтому необходимо производить распределение между ними крутящего момента.

Для чего нужна блокировка межосевого дифференциала

Следует заметить, что у любого дифференциала (в том числе и межосевого) наряду с его главным достоинством, состоящим в обеспечении разделения крутящего момента, есть и один существенный недостаток. Он является прямым следствием преимущества и заключается в том, что если колеса одной из осей начинают буксовать, то именно на них дифференциалом передается больший крутящий момент. Это существенно понижает проходимость автомобиля, что совершенно недопустимо для внедорожников. По этой причине практически все межосевые дифференциалы, устанавливаемые на них, оснащаются функцией блокировки.

Когда она включена, то на обе оси автомобиля передается одинаковый крутящий момент. Благодаря этому на те колеса, которые не пробуксовывают, транслируется такое же усилие, что и на пробуксовывающие. Это необходимо для того, чтобы машина могла миновать «скользкое место». 

Разновидности блокировок межосевого дифференциала

В современных внедорожниках реализовывается два типа блокировки межосевого дифференциала: ручная и автоматическая. Оба они предполагают или полное, или частичное выключение узла. Чаще на автомобилях повышенной проходимости устанавливаются автоматические блокировки межосевых дифференциалов. Существует три их основных разновидности:

• Блокировка с вискомуфтой;
• Блокировка типа Torsen;
• Блокировка с фрикционной муфтой.

Каждый из этих видов блокировки имеет свои конструктивные особенности и преимущества.

Блокировка с вискомуфтой

Такая разновидность блокировки межосевого дифференциала является на сегодняшний день наиболее распространенной. Она построена по симметричной планетарной схеме, в основе которой лежит взаимодействие между собой конических шестерен. Одним из важнейших элементов ее конструкции является наполненная масляной воздушно-силиконовой смесью герметично закрытая полость. Она связана с полуосями посредством двух отдельных пакетов дисков.

Если полноприводный автомобиль едет с постоянной скоростью по ровной поверхности, то межосевой дифференциал, снабженный такой системой блокировки, транслирует крутящий момент на переднюю и заднюю ведущие оси в соотношении 50% на 50%. В том случае, если вращение одного из пакетов дисков ускоряется, то за счет повышения давления в герметичной полости вискомуфта начинает блокировать (то есть тормозить) соответствующий пакет. Благодаря этому угловые скорости выравниваются, и, по сути дела, происходит блокировка межосевого дифференциала.

Основными достоинствами такой системы являются простота ее конструкции и невысокая стоимость. Именно эти факторы обусловили широкое распространение вискомуфт в системах блокировок межосевых дифференциалов современных внедорожников. Что касается недостатков такой конструкции, то к ним следует отнести неполное автоматическое блокирование, а также риск перегрева в том случае, если она работает в течение длительного периода времени. Дело в том, что значительная часть передаваемой ей кинетической энергии вращения преобразовывается в энергию тепловую.

Блокировка типа Torsen

Она состоит из таких основных элементов, как корпус, левая и правая полуосевые шестерни, их сателлиты и выходные валы. Специалисты в области автомобилестроения считают, что конструкция блокировки межосевого дифференциала этого типа является на сегодняшний день наиболее эффективной и совершенной.

Основу этого механизма блокировки составляют две пары червячных колес, в каждой из которых есть ведущее и ведомое (они называются полуосевыми и сателлитами). Функционирование этой системы основывается на некоторых особенностях, которые имеют шестерни такого типа. Если все колеса автомобиля имеют одинаковое сцепление с поверхностью, то дифференциал работает в штатном режиме. Как только одно из них начинает по тем или иным причинам вращаться быстрее остальных, то сателлит, связанный с ним, пытается начать вращение в обратную сторону. Вследствие этого происходит перегрузка червячной шестерни, а выходные валы блокируются. «Высвободившийся» крутящий момент переходит на другую ось, в результате чего его значения уравниваются.

Важнейшими преимуществами блокировки межосевого дифференциала типа Torsen являются очень высокая скорость срабатывания и широкий диапазон значений переброски вращающего момента с оси на ось. Кроме того, такая блокировка не перегружает тормозную систему автомобиля. Основным недостатком такой конструкции ее сложность.

Блокировка с фрикционной муфтой

Главной отличительной особенностью такой системы является то, что она предполагает возможность как автоматической, так и ручной блокировки межосевого дифференциала. Конструктивно она очень похожа на системы с вискомуфтой, только вместо последней в ней установлены фрикционные диски.

При плавном движении автомобиля угловые скорости между его ведущими осями распределяются равномерно. Если одна из полуосей ускоряется, то фрикционные диски сближаются, сила трения между ними увеличивается, в результате чего происходит притормаживание полуоси.

Системы блокировки межосевых дифференциалов, устроенные на основе фрикционных муфт, на серийных автомобилях практически не применяются. Она достаточно сложна по своей конструкции, к тому же имеет невысокий ресурс из-за того, что рабочие элементы (фрикционные диски) быстро изнашиваются. Кроме того, устройства блокировки с фрикционными муфтами требуют частого обслуживания.

Читайте также: Что такое паркетник и чем он отличается от внедорожника.

Видео на тему

Похожие статьи

Для чего нужна блокировка дифференциала?

Для чего нужна блокировка дифференциала.

Блокировка дифференциала является одним из самых эффективных способов повышения проходимости колесной машины. В любом автомобиле, предназначенном для эксплуатации на бездорожье и имеющем межосевой дифференциал, конструкторы обязательно вводят механизм его блокировки. Иногда машину оснащают механизмом, блокирующим межколесный дифференциал заднего моста, и крайне редко – блокирующим дифференциал переднего моста (и на то есть серьезные причины).
Блокировка дифференциала, как любое техническое решение, имеет свои достоинства и недостатки. Чтобы разобраться, в каких случаях требуется использовать блокировку, а в каких ее использовать нельзя, нужно для начала понять принципы, на которых основано ее действие, и разобраться, что же меняется при блокировании этого таинственного механизма силового привода автомобиля, имя которому дифференциал.

Как оно работает (немного упрощенно).

Попробуйте зимой прыгнуть в длину с места. Вы расставляете ноги на ширину плеч, сгибаете их в коленях, переносите центр тяжести вперед, отталкиваетесь и… ничего не происходит.
Оказывается, ваша правая нога случайно оказалась на скользком льду, в то время как левая на сухом асфальте. Из-за этого хороший прыжок не получился: правая нога проскользнула назад, и от неожиданности вы не успели вложить всю «толчковую» силу в левую ногу. Итог комичен: ноги разъехались взад-вперед и вы чуть не упали.
Как же поступить в данных обстоятельствах, чтобы обеспечить ногам возможность хорошо оттолкнуться?
Очень просто, нужно связать их между собой, например, стянуть широким ремнем. Теперь две ноги превратились как бы в одну толчковую ногу, будут работать совместно, и максимально используют для развития силы толчка силу своего сцепления с опорной поверхностью. Точно такой же процесс происходит при взаимодействии ведущих колес автомобиля с дорогой.
Представим, что условный заднеприводный автомобиль случайно остановился так, что его правое колесо попало на лед, а левое находится на асфальте. Как известно, обычный межосевой дифференциал малого трения, находящийся в заднем мосту, всегда подводит к колесам равное усилие (окружную силу). Правое колесо на льду не может оттолкнуться от опорной поверхности с большой силой, сцепление недостаточное. Из-за этого дифференциал не может подвести к нему большую силу, это физически невозможно. А раз так, то он и к левому колесу, находящемуся на асфальте, подведет такую же низкую силу, как и к колесу на льду. Он выровняет усилия, распределяемые между колесами, «ориентируясь» на правое колесо. Из-за этого автомобиль сдвинется с места медленно и с пробуксовкой правого колеса, его колеса «разъедутся» и не смогут использовать для хорошего «толчка» имеющуюся силу сцепления левого колеса, которая в данных конкретных условиях будет по значению примерно в семь раз выше, чем у правого. Но из-за свойства дифференциала «делить поровну» левое колесо использует для создания тяговой силы (силы, толкающей автомобиль вперед) лишь 1/7 часть силы своего сцепления с асфальтом. Проще говоря, оно бы могло оттолкнуться в 7 раз мощнее, но дифференциал не подвел к нему достаточную силу, чтобы это сделать.
Значит нужно, как и при прыжке человека с места, крепко связать колеса между собой, чтобы они вращались или буксовали совместно, словно единое колесо.
Для этой задачи применяют специальный механизм, который не дает вращаться шестерням дифференциала, блокирует их и связывает два колеса между собой жесткой связью, обеспечивая их постоянное вращение с равным числом оборотов. Он называется «механизм блокировки (отключения) дифференциала», или в просторечье – блокировкой. Заблокированный (выключенный) дифференциал не имеет возможности выравнивать усилие между колесами, они становятся связанными между собой единой осью, в результате к каждому из них через детали силового привода может быть подведена максимально возможная сила, предельное значение которой будет определяться силой сцепления каждого из колес с опорной поверхностью. Где сцепление лучше – туда и будет приложена большая сила.
Основная цель блокировки дифференциала – обеспечение ведущим колесам возможности полного использования силы сцепления с опорной поверхностью для создания тяговой силы, необходимой для поступательного движения автомобиля.
Механизмы блокировки дифференциалов могут быть самых различных конструкций, но их задача одинакова: связать ведущие колеса между собой, обеспечивая их нераздельное вращение.

Когда нужно блокировать дифференциал (включать блокировку).

Из вышеизложенного очевидно, что наибольшая эффективность от блокировки дифференциала проявляется в условиях, когда имеется существенная разность в величинах сил сцепления колес, между которыми он установлен. Сила сцепления определяется произведением части от общего веса автомобиля, приходящегося на колесо, и коэффициента сцепления шины с дорогой. Отсюда очевидно, что наибольшая эффективность от блокировки межколесного дифференциала будет в случаях полного отрыва колеса от опорной поверхности, что иногда возникает при проезде через гребневые препятствия (т.н. «диагональное вывешивание). Также блокирование существенно повышает проходимость при неравномерно распределенном между колесами моста весе, например, когда колеса одной стороны сползли в глубокую глинистую колею, а другой – идут выше по сухой поверхности, или при строгании машины от обочины, когда колеса одной стороны находятся на скользкой поверхности, а другой – на асфальте. Соответственно чем меньше разница сил сцепления колес моста, тем меньше польза от блокирования дифференциала.
Блокирование межосевого дифференциала необходимо при существенной разнице сил сцепления колес переднего и заднего мостов, например, когда при развороте машины одно из колес заднего моста заехало в канаву с водой (или на мокрый суглинок), в то время как другие колеса находятся на сухой поверхности. Или при строгании с места в условиях бездорожья, когда хотя бы одно из колес имеет плохое сцепление с грунтом, поскольку суммарная тяговая сила всех 4-х колес автомобиля при незаблокированном симметричном межосевом дифференциале равна учетверенному значению тяговой силы колеса, имеющего самое низкое сцепление. Стоит забуксовать лишь одному колесу, и тяговая сила остальных трех резко снизится.
Другим случаем является движение на крутой подъем, когда вес между мостами автомобиля распределен неравномерно.
Тяжело свести вместе все ситуации, да и не имеет смысла. Проще руководствоваться нехитрым правилом: ПЕРЕД тем, как съехать на бездорожье, нужно заблокировать межосевой дифференциал. Если предполагается преодоление участка тяжелого бездорожья, нужно заранее заблокировать задний межколесный дифференциал.
Передний межколесный дифференциал нужно блокировать (если есть такая возможность) в исключительных случаях и только при прямолинейном движении.
Также очевидна необходимость блокировки дифференциалов при попытке выйти из засады, когда автомобиль уже застрял.
Необходимо осознавать, что блокирование дифференциала не увеличивает силу сцепления колеса с дорогой, а лишь предоставляет возможность колесу полностью использовать эту силу для создания тягового усилия. Силу сцепления колеса с деформируемым грунтом можно увеличить лишь применением шины с внедорожным протектором; снижением давления воздуха в шине; надеванием цепи противоскольжения; подкладыванием под колесо различных предметов с высокими фрикционными свойствами, а также увеличив вес, приходящийся на колесо (последний способ наименее эффективен).
Нужно понимать, что наличие в ведущих мостах механизмов блокировок дифференциалов не превратит автомобиль в вездеход, который с легкостью пройдет по любому бездорожью. Блокировка дифференциала есть лишь один из многочисленных способов повышения проходимости, и если на ведущем мосту автомобиля, укомплектованного штатной «всесезонкой», будут буксовать два колеса, этот вовсе не означает, что тяговая сила моста будет в два раза выше по сравнению с буксованием только одного колеса.
Залогом хорошей проходимости автомобиля прежде всего является наличие специализированных внедорожных шин, большой дорожный просвет и иные показатели профильной проходимости, а также конструкция подвески, обеспечивающая большие ходы колес.

Недостатки блокировок дифференциалов.

Путь, по которому идет автомобиль на бездорожье, имеет кривизну в плане и профиле, обусловленную изменением траектории движения, задаваемой рулевым управлением, и неровностями волнистого характера, то есть буграми и впадинами. Из-за этого каждое из колес моста за одну единицу времени проходит разный путь, следовательно, одно из колес на одном временном промежутке должно вращаться с большим (меньшим) числом оборотов, чем другое. Особенно сильно данное скоростное (кинематическое) несоответствие проявляется при движении машины по кривой малого радиуса. В этом случае внутреннее (по отношению к центру поворота) колесо будет проходить путь значительно меньший, чем наружное, следовательно, за одну единицу времени наружное колесо должно вращаться с большей угловой скоростью, чем вращается внутреннее. Данную потребность разрешает межколесный дифференциал, который обеспечивает возможность вращения полуосевых шестерней и полуосей, связанным с колесами, с разным числом оборотов.
При блокировании дифференциала между колесами возникает жесткая кинематическая зависимость: они могут вращаться только с равным числом оборотов. Из-за этого при движении на кривой малого радиуса наружное колесо может начать проскальзывать по опорной поверхности (идти юзом), а внутреннее работать с пробуксовкой, излишне закапываясь в грунт. То есть наружное колесо будет работать в тормозном режиме, тормозить движение, а вся тяговая сила моста будет развиваться внутренним колесом. Это обстоятельство повлечет снижение проходимости, особенно при движении по грунтам, крепким в верхнем слое, но слабым в нижнем, например, по дерновому (покрытому травой) лугу, просохшему после дождей верхнему слою суглинка (при раскисшем нижнем слое) и т.д. Внутреннее колесо будет срывать твердый слой и закапываться в грунт.
Чтобы в этом примере оба колеса работали в ведущем режиме, необходимо, чтобы внутренне колесо вращалось со значительной пробуксовкой, тогда и наружное колесо сможет развить тяговую силу. Но пробуксовка колеса на бездорожье в большинстве случаев больше вредит, чем помогает: с одной стороны, это способствует лучшему самоочищению протектора, с другой – углубляет колею, увеличивая силу сопротивления качению, которая на слабых грунтах и без того немалая. А увеличение глубины колеи может привести к тому, что за гребень, образующийся между колесами, начнет цеплять и тормозить движение низко расположенная деталь автомобиля, например картер моста или нижний рычаг подвески.
И по-хорошему, при поворотах малого радиуса нужно бы блокировку выключить, чтобы дать дифференциалу возможность развязать колеса (или ведущие мосты). Вот только не всегда это возможно на ходу, да и внедорожная ситуация может неожиданно поменяться и потребовать быстрого включения механизма блокировки. Поэтому обычно уж если начал движение с заблокированным межосевым и задним межколесным дифференциалами, так и шуруй, пока не застрянешь или не выедешь на твердую поверхность.

Особенно остро данный недостаток применения блокировки при поворотах сказывается при блокировании дифференциала переднего моста. Стоит слегка повернуть руль, как наружное колесо тут же начнет тормозить движение машины, то есть пользы для проходимости не будет. К тому же это вызовет возникновение момента сопротивления повороту, машина будет стремиться идти прямо, несмотря на повернутые в сторону колеса. А это уже опасно и в некоторых случаях может повлечь наезд на твердые предметы, которые водитель вполне мог бы и объехать. Вот одна из причин, по которой автомобили повышенной проходимости, предназначенные для любительского использования, никогда штатно не оснащаются блокировкой дифференциала переднего моста. Одна, но не самая главная.
После блокирования дифференциала резко увеличиваются знакопеременные нагрузки, воздействующие на детали силового привода автомобиля. Это и является основным недостатком применения данного технического решения. Как уже говорилось выше, поверхность, по которой идут колеса, имеет неровности волнистого характера. И когда одно из колес наезжает на бугор (или попадает в яму), его угловая скорость должна за доли секунды прирасти, то есть стать значительно больше, чем у другого колеса, которое в это время идет по ровной поверхности. Но если дифференциал заблокирован, то на колесе, попавшем на неровность, резко возникнет тормозной момент, что вызовет существенные нагрузки на силовой привод — полуоси и шестерни дифференциала. А самые большие нагрузки возникнут на криволинейном участке пути, когда наружное колесо будет стремиться идти юзом, и вся тяговая сила ведущего моста будет создаваться внутренним колесом. Несмотря на то, что дифференциал заблокирован, его шестерни продолжают передавать крутящий момент (усилие) от корпуса к полуосям. Резко возникающие излишние нагрузки могут привести к поломкам зубьев сателлитов или полуосевых шестерней, и как следствие – выходу из строя всего механизма. А их осколки быстро выведут из строя шестерни главной передачи, поскольку эти детали находятся в едином картере. Также может сломаться подвижная муфта механизма блокировки. Но чаще ломаются полуоси, если конструктор умный, то он намеренно ослабит их прочность, поскольку полуось является самой недорогой и легко заменяющейся деталью и может выполнять функцию предохранителя от поломок других деталей силового привода ведущего моста.
При движении внедорожника, укомплектованного обычными универсальными шинами в условиях низкого сцепления колес с дорогой, например, по суглинкам или на снегу, высокие разрушающие нагрузки не возникают. В этом случае колеса при заблокированном дифференциале могут компенсировать разницу в угловых скоростях путем проскальзывания или пробуксовки, что несложно, так как сила их сцепления с опорной поверхностью относительно невелика. Но после установки специализированной грязевой шины с высокими грунтозацепами сила сцепления протектора с грунтом увеличивается в несколько раз, и соответственно увеличиваются разрушающие нагрузки, воздействующие на детали силового привода при блокировании дифференциала.
Наибольший риск поломки возникает при движении машины с заблокированным дифференциалом заднего моста вверх на каменистый подъем. В этом случае большая часть веса автомобиля приходится на заднюю ось, и если одно из задних колес окажется в условиях низкого сцепления с поверхностью или вывесится, то почти вся тяговая сила, необходимая для движения автомобиля, будет развиваться другим задним колесом, которое прижато большим весом и имеет большую силу сцепления с грунтом. Из-за этого на связанную с ним полуось и полуосевую шестерню может приложиться существенная силовая нагрузка, по значению выше расчетной, что неизбежно приведет к поломке полуоси.

Одним словом, надо помнить, что блокирование заднего межколесного дифференциала (и уж тем более переднего межколесного) резко увеличивает вероятность поломки деталей силового привода автомобиля. И пользоваться блокировкой только в тех случаях, когда это действительно необходимо, и только на слабых грунтах.
Ну и последним недостатком механизмов блокировки дифференциалов является не автоматичность их действия. Водитель часто забывает заранее включить блокировку, и что самое неприятное – забывает ее выключить (разблокировать дифференциал) при выезде на грунтовую или асфальтовую дорогу. Именно по этой причине на многих машинах повышенной проходимости блокировку дифференциала заднего моста можно включить только при переходе на понижающую передачу раздаточной коробки. Таким способом конструкторы частично подстраховали водителя от ошибки, ведь понижающей передачей пользуются исключительно при движении на бездорожье, следовательно, раз она не используется, то и нет нужды в блокировании межколесного дифференциала. И соответственно при выезде на твердую дорогу водитель тут же перейдет на повышенную (прямую) передачу раздаточной коробки, и блокировка межколесного дифференциала автоматически отключится.
На автомобилях, предусмотренных для профессионального использования, так не делают, полагая, что подготовленный шофер хорошо знает, какие отрицательные последствия влечет блокирование межколесных дифференциалов и использует данное средство повышения проходимости более осмотрительно. А чтобы он не забыл, что тот или иной дифференциал заблокирован, на кнопке, включающей механизм блокировки, или на щитке приборов обязательно устанавливается лампочка-индикатор.
И если в ваши руки попал такой профессиональный внедорожник, оснащенный механизмами блокировок всех трех дифференциалов (или двух межколесных при отсутствии межосевого), при их использовании нужно быть очень внимательным и не забывать отключать блокировку при выезде на сухую дорогу.
А можно сделать так, чтобы блокирование (разблокирование) дифференциала происходило автоматически, без участия водителя?
Можно.
Первые механизмы, автоматически блокирующие/разблокирующие дифференциал применялись в тракторах с колесной формулой 4х2. Так как блокированный привод ведущего моста улучшает тяговые свойства, но ухудшает маневренность трактора, а повороты обязательны в конце гона при выполнении любой полевой работы, то возникала необходимость при каждом повороте выключать блокировку и при выходе из него включать ее вновь. Чтобы облегчить труд механизатора конструкторы предусмотрели гидравлическую систему, которая была связана с рулевым управлением и при повороте управляемых колес на заданный угол автоматически разблокировала дифференциал заднего моста, а при возврате колес в прямолинейное положение блокировала его. Иногда отключение блокировки связывали с подъемом навесного орудия в конце гона при повороте.
Позже автоматизация процесса блокировки дифференциалов нашла применение и в автомобилестроении. Например, в некоторых моделях «Джип Чироки» и «Джип Гранд Чироки» применялся так называемый «героторный» дифференциал, устанавливаемый в ведущих мостах. Если одно из колес моста начинало вращаться быстрее, чем другое колесо, специальный масляный насос приводил в движение поршень, который сжимал пакет блокирующих дисков. В результате дифференциал за доли секунды (по утверждению фирмы-разработчика) полностью блокировался и колеса буксовали совместно. А при выравнивании угловых скоростей давление масла падало, поршень прекращал давить на диски и дифференциал разблокировался. И что самое главное, этот процесс происходил механически, без всякого участия капризной электроники.
Схожее техническое решение использует фирма «Мерседес» в межосевых дифференциалах некоторых выпускаемых автомобилей. Только исполнительный механизм, блокирующий с помощью пакета дисков дифференциал, управляется электронной системой управления, получающей сигналы от датчиков скорости.
Эти способы блокировки дифференциалов тоже имеют свои недостатки: большую себестоимость, сложность конструкции привода механизма, большое число деталей, обеспечивающих блокировку, а также то, что невозможно заранее принудительно заблокировать дифференциал и сделать так, чтобы он надолго оставался в заблокированном положении.
Словом, что бы инженеры не делали, всегда найдется недовольный водитель.
А когда-то давным-давно конструкторы пошли по иному пути: вместо того, чтобы разрабатывать механизмы принудительной блокировки дифференциалов, они стали проектировать дифференциалы повышенного трения (самоблокирующиеся). Некоторые из этих механизмов по блокирующим свойствам не уступают «жесткой» блокировке и работают автоматически без участия водителя. И самое главное – блокирующий момент в них возникает не тогда, когда одно из колес начинает буксовать, а еще до этого, заранее.
Но и они имеют ряд недостатков.
Например, дифференциалы с высокими блокирующими свойствами (высоким коэффициентом блокировки) аналогично механизму принудительной блокировки будут препятствовать вращению колес с разным числом оборотов на кривой (при прохождении поворота), из-за чего одно из колес может начать тормозить движение (юзить), в то же время другое будет работать со значительной пробуксовкой. А в случае отрыва одного из колес ведущего моста от опорной поверхности они не могут создать в дифференциале достаточный блокирующий момент (в этой ситуации помогает частичное затормаживание колес тормозными колодками).
Кроме того, в некоторых режимах движения они будут ухудшать управляемость автомобиля на шоссе, вызывая повышенный износ механизмов силового привода и шин.
А дифференциалы с низкими блокирующими свойствами (низким коэффициентом блокировки) хоть и не будут сильно препятствовать независимому вращению ведущих колес, но аналогично обычному дифференциалу не обеспечат им на бездорожье возможности полностью использовать силу сцепления с грунтом для создания тяговой силы.
По хорошему, требовалось создать такой дифференциальный механизм, который на бездорожье обеспечил бы раздельное вращение колес, но при этом подводил бы к каждому из них такой по величине крутящий момент, чтобы оно работало с минимальной пробуксовкой и полностью использовало силу сцепления с опорной поверхностью. Да еще сделал бы так, чтобы колесо, которое по условиям движения должно вращаться быстрее, не влияло на угловую скорость другого колеса, то есть не раскручивало его (или не тормозило) через дифференциал.
Задача полного удовлетворения вышеперечисленных и во многом противоречащих друг другу требований труднодостижима. Основная сложность заключается в том, что величина силы сцепления ведущих колес ежесекундно меняется, и чтобы точно регулировать усилие, подводимое к каждому из них, необходимо не только предусмотреть индивидуальный колесный привод, но и обеспечить наличие многочисленных контрольных и исполнительных устройств, которые будут отслеживать работу колес и ежесекундно корректировать величину подводимой к ним силы, приводя ее в соответствие к быстро меняющимися дорожным условиям. Но реализовать в металле конструктивное решение, обеспечивающее выполнение столь трудных задач, пока еще не удалось. Наиболее близки к этому трансмиссии, в которых используются механизмы индивидуального привода колес, основанные на гидрообъемных или электрических передачах, объединенные в комплексе с многочисленными следящими и управляющими устройствами. Но это решение слишком сложно и дорого.
Поэтому на сегодняшний день для тяжелого бездорожья, где нередки случаи преодоления автомобилем гребневых препятствий, наиболее эффективным считается механизм принудительной блокировки дифференциала. А на умеренном бездорожье эффективнее самоблокирующиеся дифференциалы с коэффициентом блокировки (как отношение большего момента к меньшему) около 6.
В давние годы советский конструктор Игорь Владимирович Гринченко сделал один интересный вывод, относящейся к гидромеханическим (автоматическим) коробкам перемены передач:
«Существующее мнение о том, что гидромеханические передачи повышают проходимость автомобиля, так как обеспечивают плавное трогание с места и работу двигателя даже в самых неблагоприятных условиях, а также гасят возникающие в трансмиссии колебания, принципиально правильно, но опыт показывает, что практически улучшение проходимости в результате применения гидромеханической коробки передач незначительно, что гораздо большее влияние оказывает квалификация водителя…»
Развивая эту мысль, хочу сделать итоговый вывод: механизм блокировки дифференциала в руках опытного водителя, понимающего все особенности его использования, может превратиться в эффективное средство повышения проходимости автомобиля. А неопытному водителю лишь поможет быстрее закопаться в грунт и посадить свой внедорожник на мосты, или что гораздо хуже – поломать детали силового привода, которые хоть и железные, но тем не менее тоже имеют определенный запас прочности.
Получилась неплохая техническая статья, и наверное правильно будет поставить внизу свою подпись, чтобы читатель знал, кого следует ругать, если что-то изложено неверно.

Автор: Лев Тюрин
Новогорск, октябрь 2010

Источник https://www.pickupclub.ru/forum/

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.

Принцип работы блокировки дифференциала

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

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

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

Виды блокировок дифференциала

Есть несколько видов блокировки:

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

По способу включения бывают:

• ручной блокировки;
• автоматической (самоблокирующей).

Привод ручной блокировки может быть:

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

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

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

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

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

Самоблокирующийся дифференциал

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

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

• угловых скоростей;
• разность в крутящем моменте.

Вот по этому принципу и различают особенности его конструкции.

1. Дисковый механизм

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

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

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

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

Видео-урок по принципу работы блокировки дифференциала

 

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.

3. Червячный (винтовой) механизм

Имеет свойство частично блокировать дифференциал в зависимости от величины крутящего момента. Внутри механизма, вместо привычных сателлитов, располагается червячная передача, замысловатой конструкции. Придумали её еще в 1958 году, а актуальна она и по сей день. Самые популярные Torsen T-1, Torsen T-2 и Quaife.

Особенность данного типа блокировки в том, что процесс переноса крутящего момента возможен лишь от ведущей шестерни (самого червяка) к ведомой (полуосевой), из-за больших сил трения. Как это работает? В разных конструкциях T-1 или T-2, особенности построения червячного механизма, отличаются только расположением сателлитов. В Т-1 поперечно корпусу, а в Т-2 — продольно. Конструкция Torsen обоих поколений настолько чувствительна, что колесо, попавшее на лёд, не успевает физически пробуксовать. Широкое применение они нашли как в межосевых так и в межколесных дифференциалах.

4. Электронная блокировка

По сути, данный вид не является дополнительным конструктивным элементом дифференциала и не блокирует его. Всю работу на себя берет тормозная система, под управлением антипробуксовочной системы и запускается по средствам датчика. Реагирует электронная блокировка на изменение в угловой скорости ведущей оси.

Принцип действия основывается на управлении дифференциалом по средствам программного обеспечения. Если колесо теряет сцепление, возникает в тормозной системе давление, и оно замедляется, увеличивая тем самым тяговую мощность. Крутящий момент, в этом случае, перераспределяется на другое колесо.

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.

Все, что вы хотели узнать о дифференциалах, но боялись спросить…

по материалам журналов «4х4Club» (7-8`99) и «5 Колесо» (11`99)

Что такое дифференциал
Принудительная блокировка
Самоблокирующиеся дифференциалы
• Дисковая блокировка
• Вязкостная блокировка
• Винтовая блокировка
• Кулачковая блокировка
• Особенности управления
Межосевой дифференциал и его блокировки
• Подключаемый передний мост

---

Что такое дифференциал

Дифференциал — это устройство, распределяющее поток мощности от двигателя к другим элементам трансмиссии. В автомобиле с приводом на одну ось используется только один дифференциал, межколесный, в полноприводном их целых три — два межколесных и межосевой. 

Рассмотрим для примера классический дифференциал (в отличие от блокируемых, его называют «открытым» или «свободным»). Он устанавливается в картере главной передачи и получает крутящий момент от ее ведомой шестерни. В коробке дифференциала расположены конические шестерни-сателлиты. Они входят в зацепление с шестернями, закрепленными на полуосях, а те, в свою очередь, вращают ведущие колеса. При движении по ровной и прямой дороге угловые скорости колес одинаковы, и сателлиты не вращаются вокруг своей оси. Во время поворота или движения по неровностям, когда колеса правого и левого борта проходят разный путь, сателлиты начинают вращаться и перераспределять крутящий момент.

Главная передача заднего моста ВАЗ-2101:
1 – фланец карданного вала;
2 – сальник;
3 – маслоотражательное кольцо;
4 – передний подшипник ведущей шестерни;
5 – задний подшипник ведущей шестерни;
6 – регулировочное кольцо;
7 – опорное кольцо шестерни полуоси;
8 – шестерня полуоси;
9 – сателлит;
10 – палец сателлитов;
11 – ведомая шестерня главной передачи;
12 – коробка дифференциала;
13 – болт крепления стопора регулировочной гайки;
14 – стопор регулировочной гайки;
15 – подшипник коробки дифференциала;
16 – регулировочная гайка ведомой шестерни;
17 – болт крепления ведомой шестерни к фланцу коробки дифференциала;
18 – ведущая шестерня главной передачи;
19 – картер редуктора главной передачи;
20 – распорная втулка;
21 – шайба;
22 – гайка ведущей шестерни заднего моста.

Существует простая формула, отражающая связь между частотами вращения коробки дифференциала и полуосевых шестерен. Если через а1 и а2 обозначить частоты вращения полуосевых шестерен, а через а — частоту вращения коробки дифференциала, то: а = (а1+а2)/2. Формула показывает, что если одно из колес автомобиля неподвижно, то другое колесо вращается с удвоенной частотой. Если одно из двух ведущих колес попадает на скользкую поверхность дороги (мокрый асфальт, масляные пятна, лед), сопротивление его вращению резко падает, уменьшается и сцепление с дорогой, а значит, колесо не в состоянии иметь необходимую силу тяги. Такое колесо начнет быстрее вращаться и пробуксовывать. К другому ведущему колесу, имеющему достаточное сцепление с дорогой, будет подводиться такой же крутящий момент, как и к буксующему. Имея возможность образовать большую силу тяги, второе колесо не сможет этого сделать потому, что дифференциал передаст ему только половину крутящего момента от главной передачи. Если сопротивление движению автомобиля превысит силу тяги у небуксующего колеса, то машина не сможет двигаться. Частота вращения буксующего колеса резко возрастет, а второе колесо остановится. Возникнет буксование автомобиля. Попытка водителя повысить силу тяги на колесах за счет увеличения подачи топлива приведет только к увеличению частоты вращения одного из колес. В такой ситуации проявляется существенный недостаток обычного дифференциала, снижающего проходимость автомобиля как на скользких дорогах, так и на грунтах, оказывающих большое сопротивление качению колес (пeсок, снег, распутица). 

Принудительная блокировка

На автомобилях, предназначенных для движения по бездорожью, приходится устанавливать дифференциалы специальных конструкций. Блокировки Часто применяют дифференциалы с принудительной блокировкой. В них водитель с помощью специального привода (чаще всего пневматического) останавливает на время вращение сателлитов, и колeca автомобиля начинают вращаться с одинаковой скоростью. Следует учесть, что автомобиль с заблокированным дифференциалом на извилистой дороге расходует больше топлива и у него происходит интенсивный износ шин. Как только взаимный поворот колес на общей оси с заблокированным дифференциалом будет больше, чем это допускает упругая деформация шин, произойдет буксование колес, продолжающееся до тех пор, пока какое-либо колесо на неровности не оторвется от дороги. Это говорит о том, что водитель не должен забывать выключать блокировку дифференциала после преодоления тяжелого участка. В ряде конструкций предусмотрена его автоматическая разблокировка или ограничение возможности включения блокировки по скорости.

Самоблокирующиеся дифференциалы

Для упрощения процесса управления применяются так называемые самоблокирующиеся дифференциалы. В настоящее время, в основном, используют четыре вида блокировок: дисковая (фрикционная, повышенного трения, LSD), вязкостная (вискомуфты) и винтовая (червячная). В самых современных разработках используются электронные системы контроля проскальзывания колес, основанные на применении датчиков вращения и использовании штатных тормозов (как правило, эти системы совмещаются с антиблокировочными и противопробуксовочными).

Дисковая блокировка

Существуют две наиболее характерные конструкции дифференциалов с фрикционными муфтами. В первом применяют одну, во втором — две муфты. В первом случае фрикционная дисковая муфта 1 введена между одной из полуосей и коробкой дифференциала. Бронзовые диски установлены в шлицах гильзы 2, связанной с коробкой дифференциала, стальные диски сидят на шлицах полуоси 3. Диски прижимаются друг к другу пружинами 4. Когда оба колеса испытывают одинаковое сопротивление, весь дифференциал вращается как одно целое и трение в муфте 1 отсутствует.

Вторая конструкция представляет из себя дифференциал повышенного трения с двойными фрикционными муфтами, получивший широкое распространение на американских автомобилях. В этой конструкции крестовина заменена двумя отдельными, пересекающимися под прямым углом осями 5 сателлитов 6. Оси 5 имеют возможность перемещаться одна относительно другой как в осевом, так и в угловом направлении, для чего их концы имеют скосы соответственно А и Б, которыми они опираются на коробку 9 дифференциала. Кроме того, в дифференциал введены промежуточные чашки 7, так же как и полуосевые шестерни, надетые на шлицы полуосей. При невращающихся сателлитах усилие к полуосям передается как и в простом дифференциале. При вращении сателлитов последние будут сдвигать концевые скосы осей 5 так, что усилие на фрикционную муфту 8, передаваемое через чашку 7, будет увеличиваться для отстающей полуоси и уменьшаться для оси, вращающейся быстрее. При этом величина подтормаживающего момента не будет постоянной, как в дифференциале с одной дисковой муфтой, а будет пропорциональна моменту, передаваемому колесами. 

Для нормальной работы такого дифференциала требуется использование специального трансмиссионного масла для LSD или соответствующих присадок к обычному маслу. Кроме того, со временем возникает необходимость регулировки из-за износа дисков.

Вязкостная блокировка

Принцип ее действия такой же, как у дисковой. Гидравлическая муфта состоит из большого числа дисков с липкими рабочими поверхностями. Благодаря свойствам особой вязкой жидкости на силиконовой основе отвердевать при нагреве диски передают крутящий момент в зависимости от разности частот вращения входных и выходных валов. Нагрев происходит, когда одна полуось начинает вращаться быстрее другой. Характерной особенностью конструкции является то, что в случае длительного буксования колес блокирующая муфта с вязкой жидкостью работает вначале мягко, а затем происходит значительный рост эффективности блокировки. В затвердевшем силиконе диски получают жесткое зацепление и полуоси блокируются. Вискомуфты не требуют обслуживания и считаются весьма надежными, однако для их продолжительной работы необходимо сохранение полной герметичности устройства. 

Винтовая блокировка

Принцип ее действия таков: в обычном режиме винты (или червяки, как их называют из-за характерной формы) 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. Момент срабатывания винтовых блокировок определяется профилем винтов. Такие дифференциалы мало подвержены износу (срок службы сопоставим со сроком коробки или классического дифференциала), а масло используется обычное трансмиссионное.

Кулачковая блокировка

Такая блокировка срабатывает при возникновении разности в скоростях вращения колес. Рассмотрим пример реализации дифференциала от компании Tractech. В корпусе дифференциала между парами корончатых шестерен установлены поворотные кулачки. В обычных условиях они не участвуют в работе, но, как только одно их колес начинает пробуксовывать (т.е., вращаться существено быстрее другого), кулачки поворачиваются и пары шестерен входят в зацепление, обеспечивая тем самым полную блокировку. Блокировка выключается, когда буксующее колесо прекратит проскальзывание. Этот тип дифференциалов также довольно долговечен и не требует специальных масел.

Особенности управления

Управление автомобилем, оборудованным самоблокирующимся межколесным дифференциалом имеет некоторые особенности. В частности, автомобиль в повороте на скользком покрытии может обладать избыточной поворачиваемостью, при слишком интенсивном разгоне на смешанном покрытии возможен увод в сторону от предполагаемой траектории и т.д. Особенно это касается разработок, предлагаемых в качестве дополнительного оборудования третьими фирмами. Однако грамотное использование свойств таких дифференциалов позволяет уверенно перемещаться в сложных дорожных условиях, и существенно повышает проходимость вне дорог. 

 

Межосевой дифференциал и его блокировки

При отсутствии межосевого разделения мощности (межосевого дифференциала или отключающего механизма) необходимо отключить передний мост, чтобы стало возможно вращение передних и задних колес с разными угловыми скоростями. По условиям движения требуется, чтобы колеса как переднего и заднего мостов, так и колеса одного моста могли вращаться с разной частотой и проходить различные пути. Особенно характерно это для поворотов: передние колеса при повороте проходят большее расстояние, чем задние. На изменение пути колес влияют различные факторы: скольжение шин, их углы увода, давление воздуха, нагрузка на колеса, кинематика подвески. При этом очевидно, что соотношение между путями, проходимыми колесами переднего и заднего мостов, также меняется во время движения. Это обстоятельство исключает возможность применения разных передаточных чисел в главных передачах мостов для компенсации разности проходимых путей.

Колеса разных осей автомобиля, кинематически жестко связанные одно с другим, имеют при вращении одинаковые угловые скорости. На твердой поверхности дороги при движении автомобиля с приводом на все колеса (при отсутствии межосевого дифференциала) могут возникнуть условия, при которых колеса разных осей будут стараться двигаться с различными линейными скоростями, а жесткая мехаческая связь между ними станет преградой к достижению этого. При прямолинейном движении описанное явление может быть вызвано, например, разностью радиусов качения связанных между собой колес. Качение колес в этом случае должно сопровождаться относительным перемещением точек площадки контакта шины по поверхности дороги (со скольжением или буксованием). Подобное же возможно и при одинаковых радиусах качения, но при движении по дороге с неровной поверхностью или на повороте. Возникающее в этих условиях скольжение или 6yксовaние шин сопровождается увеличеным их износом, износом механизмов трансмиссии и непроизводительной затратой энергии двигателя на движение автомобиля. Для того чтобы колеса катились без вредных сопровождающих явлений в трансмиссии, кроме дифференциалов межколесных устанавливают дифференциалы межосевые.

Однако, в условиях внедорожного движения автомобиль может лишиться подвижности в тот момент, когда колеса одного из мостов потеряют сцепление с дорогой и начнут буксовать. В такой ситуации дифференциал обычного типа будет не в состоянии передать требуемую для движения величину крутящего момента задним колесам, опирающимся на твердый грунт. Для избежания этого на внедорожниках устанавливают межосевые дифференциалы с принудительной блокировкой. Примером подобного конструктивного решения может служить «Нива» ВА3-2121, оснащенная раздаточной коробкой с принудительно блокируемым межосевым дифференциалом. 

Блокировкой пользуется водитель автомобиля для преодоления труднопроходимого участка дороги. При возвращении на шоссе межосевой дифференциал необходимо разблокировать. В современных конструкциях, кроме механического, применяются и другие приводы (пневматический, гидравлический, электрический), при этом сам процесс включения сводится к простому нажатию кнопки на панели. 

Следующим шагом стало появление самоблокирующихся межосевых дифференциалов. Принципы их работы сходны с межколесными, но условия и задачи несколько другие. Так, при поворотах машины забегающим относительно корпуса дифференциала всегда будет вал, передающий момент на управляемую ось, что определяется кинематикой поворота машины с колесной формулой 4х4. Исходя из этого, при забегании приводного вала управляемого моста коэффициент блокировки желательно иметь невысоким, а при забегании (буксовании) неуправляемого моста — несколько большим. Такой дифференциал называют самоблокирующимся с несимметричными блокирующими свойствами.

В настоящее время на легковых внедорожниках широко используются межосевые дифференциалы с автоматической блокировкой с помощью гидравлической муфты с вязкой жидкостью. Они обеспечивают оптимальную силу тяги во всех условиях движения, в связи с чем отпадает необходимость в принудительной блокировке. Есть у них и другие преимущества. Этот узел предохраняет трансмиссию от перегрузки, которая может возникнуть, например, при внезапном ударе колеса.Дифференциал, автоматически блокирующийся гидравлической муфтой с вязкой жидкостью, чутко реагирует на состояние дорожной поверхности и обеспечивает более равномерную скорость автомобиля, а также уменьшает вероятность его застревания. При торможении межосевой дифференциал такого типа предотвращает блокировку колеса одного моста относительно колеса другого, приводящую к потере устойчивости. К тому же перераспределение избыточной тормозной силы с одной пары колес на другую значительно сокращает тормозной путь и сохраняет полный контроль над машиной.

Рассмотрим, как работает автоматически блокируемый межосевой дифференциал фирмы GKN с гидравлической муфтой. Изменение момента трения в ней рассчитано так, чтобы при маневрировании на поверхности с хорошими сцепными свойствами ( асфальт, бетон и т.д.) имелся малый момент трения между выходными валами. С ростом разности частот их вращения трение между звеньями муфты значительно возрастает. Блокировка с помощью муфты с вязкой жидкостью происходит точно в соответствии с распределением крутящего момента в межосевом дифференциале.

Испытания подтвердили, что распределение моментов между передними и задними колесами обеспечивает почти нейтральную поворачиваемость автомобиля. По легкости вождения и безопасности полноприводные автомобили с таким приводом превосходят даже переднеприводные легковые автомобили. Однако, при всех достоинствах такого рода блокировки, необходимо отметить, что фактическое включение блокировки после начала пробуксовки колес, характерное для вискомуфты, существенно снижает шансы на успешное преодоление серьезных внедорожных препятствий в виде слабого грунта, грязи или снега, поскольку буксующее колесо способно быстро зарываться. В результате возможностей автомобиля даже с заблокированным межосевым дифференциалом может оказаться недостаточно для самостоятельного выезда. 

Подключаемый передний мост

Очень многие производители внедорожников используют схему с подключаемым передним мостом (так называемый part time 4WD). В этом случае межосевой дифференциал, как правило, отсутствует, и в режиме полного привода между мостами устанавливается жесткая кинематическая связь. Производители рекомендуют подключать передний мост только в сложных дорожных условиях, когда колеса склонны к пробуксовке. Продолжительное движение в таком режиме по дорогам с твердой поверхностью вызывает повышенный износ шин и трансмиссии (в частности, в раздатках с цепной передачей перегружается цепь), повышенный расход топлива, а также ухудшает управляемость на высоких скоростях. Для избежания этих отрицательных последствий многие контрукции предусматривают не только отключение переднего моста, но и отсоединение передних колес от полуосей. Для этого применяются колесные хабы (муфты свободного хода), которые могут быть автоматическими и ручными, рассоединение полуосей при помощи электрического или пневматического привода и т.д.

Сравнение типов дифференциалов и блокировок осей

Сравнение блокировок дифференциала

Современные автомобильные дифференциалы доступны во многих различных стилях — от стандартных открытых дифференциалов до моделей с ограниченным проскальзыванием, выбираемых автоматических шкафчиков и фиксированных золотников, которые вообще не имеют функции дифференциала. В этой статье мы подробно рассмотрим самые популярные дифференциалы вторичного рынка, доступные на сегодняшний день, чтобы вы могли выбрать подходящий для вашего приложения.

---

NEW! — Сравнение дифференциальных шкафчиков — Перейти к видео!

---

NEW! — Нужна помощь с дифференциалами и шкафчиками? Проверьте новый раздел комментариев ниже!

Что такое дифференциал?

Когда автомобиль поворачивает, внешнее колесо вращается быстрее, чем внутреннее, потому что оно преодолевает большее расстояние.Дифференциал позволяет подавать мощность на оба колеса, одновременно позволяя им вращаться с разными скоростями.

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

Что делает дифференциальный шкафчик?

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), тогда вся мощность, приложенная к оси, будет путь наименьшего сопротивления и вращайте только эту свободную шину.Чтобы предотвратить передачу мощности на колесо с малым сцеплением или без него, необходим механизм блокировки, чтобы перенести это усилие на шину с большей силой сцепления, чтобы транспортное средство могло продолжать движение вперед. Дифференциал с этим типом механизма блокировки называется блокировкой дифференциала или просто «шкафчиком».

[Видео: внутри открытого дифференциала]

Эта статья о дифференциальном сравнении © Copyright Crawlpedia.com — Не перепечатывать или перепечатывать без письменного разрешения.

Типы дифференциальных шкафчиков

Блокировочные дифференциалы

бывают различных форм и функций, начиная от умеренного ограниченного проскальзывания, встречающегося во многих OEM-приложениях, и заканчивая катушкой только для гонок, которая надолго блокирует колеса и не имеет дифференцирующей функции. Хотя было много уникальных конструкций дифференциалов, которые появлялись и исчезали на протяжении многих лет, наиболее популярными сегодня являются следующие блокирующие дифференциалы:

NEW! — Нужна помощь с дифференциалами и шкафчиками? Проверьте новый раздел комментариев ниже!

Ограниченные сдвиговые дифференциалы

Дифференциалы с ограниченным проскальзыванием, также известные как дифференциалы Posi или Trac-Lock, используют сцепления и пружины для увеличения трения дифференциальных передач, чтобы они не вращались с разными скоростями.В случае, если одно колесо теряет всю тягу, мощность все равно будет передаваться через сцепления на другую шину до порога фрикционных дисков. Агрессивно установленный дифференциал ограниченного проскальзывания заставит две шины вращаться вместе, в то время как слегка настроенный ограниченный проскальзывание будет передавать только минимальную мощность. Ключом к хорошо работающему дифференциалу с ограниченным проскальзыванием является выбор подходящих фрикционных дисков, пружинной нагрузки, трансмиссионного масла и модификаторов трения для данного применения.

Самая большая проблема с ограниченными дифференциалами проскальзывания заключается в том, что каждый раз, когда автомобиль поворачивает и шины вынуждены вращаться с разной скоростью, сцепления трутся друг о друга и вызывают износ.Как и в случае с механической коробкой передач, муфты со временем изнашиваются и становятся все менее и менее эффективными, пока в конечном итоге не принесут никакой пользы. Хотя большинство дифференциалов с ограниченным проскальзыванием можно перестроить, трудно оправдать затраты, зная, что они будут изнашиваться снова и снова, тогда как дифференциал Torsen делает работу лучше, и вся конструкция редуктора никогда не будет нуждаться в обслуживании.

После изнашивания ограниченного проскальзывания мы настоятельно рекомендуем установить дифференциал Torsen или Eaton TrueTrac.

[Видео: внутри ограниченного сдвига дифференциала]

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

Torsen дифференциалы

Дифференциалы типа Toresn, в том числе Eaton TrueTrac, работают над простым принципом червячных передач в том, что червячная передача может вращать прямозубую передачу, но прямозубая передача не может вращать червячную передачу.Хотя это может быть сложно представить, в дифференциале Torsen мощность подается на цилиндрические зубчатые колеса, прикрепленные к держателю дифференциала, которые затем вращают червячную передачу на каждом валу оси. Когда автомобиль поворачивает, полуоси будут вращаться с разными скоростями (эффективно вращаясь друг против друга), что заставляет червячные передачи на валах вращать цилиндрические зубчатые колеса на держателе. Цилиндрические зубчатые колеса связаны с другим набором боковых зубчатых колес, которые фиксируют их вместе в соотношении 1: 1, которое ограничивает разницу в скорости между двумя шинами.Поскольку это соотношение заблокировано, даже если одна шина вращается на льду, другая шина будет вынуждена повернуть и переместить автомобиль вперед.

Современные версии Torsen, такие как TrueTrac, отошли от цилиндрических и червячных передач в пользу червячных колес, которые обеспечивают более плавную работу. Эта новая конструкция позволяет обеим шестерням поворачивать друг друга подобно открытому дифференциалу, однако угол зубьев на шестернях был установлен специально так, что трение скольжения между ними действует как механизм блокировки.Любое движение, превышающее движение, возникающее в обычных условиях движения, заставляет дифференциал «блокироваться» и передавать мощность на оба колеса, сохраняя при этом дифференциал 1: 1.

Доступные на сегодняшний день дифференциалы типа

Torsen не требуют каких-либо модификаторов трения или присадок, поскольку их внутренние шестерни спроектированы для использования с обычным трансмиссионным маслом. Использование синтетической смеси или полностью синтетического трансмиссионного масла не повредит дифференциалу, хотя немного уменьшит 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 прижать 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 применения на передней оси и на оборотах требуются единицы обратного вращения.

[Видео: внутри дифференциала Torsen]

Детройт Локерс

Детройтские запирающиеся шкафчики, которые иногда называют безредукторными дифференциалами, существуют с начала 1940-х годов и зарекомендовали себя как чрезвычайно надежные и эффективные во всем, начиная от ползания по скалам и заканчивая драг-рейсингом. В отличие от большинства блокирующих дифференциалов, которые открыты и используют систему блокировки, чтобы заблокировать оси вместе, шкафчик Детройта остается в заблокированном положении и разблокируется только временно, когда к нему прикладывается достаточно большое дифференцирующее усилие.Шкафчик чрезвычайно прост и состоит только из 3 храповых механизмов (одно прикреплено к держателю и одно на каждом валу оси), которые спрессованы парой тяжелых пружин. Когда к зубчатым колесам прикладывается большая дифференцирующая сила, она заставляет одну из боковых зубчатых колес двигаться вверх и над зубьями на ведущей шестерне, которая отсоединяет эту ось от дифференциала на момент разделения.

Благодаря своей конструкции шкафчик Detroit идеально подходит для бега по тропе, ползания по скалам, гонок по бездорожью, драг-рейсинга и тяжелого коммерческого оборудования.К сожалению, дизайн имеет несколько особенностей, которые не делают его отличным выбором для уличных транспортных средств. Во-первых, зазор между зубьями на шестернях допускает некоторый провал в движении, поэтому каждый раз, когда вы нажимаете или отпускаете газ, он будет немного отставать и дергаться. Кроме того, поскольку для отключения устройства требуется немного дифференцирующей силы, движение в условиях низкой тяги, таких как дождь или снег, может немного нервировать, потому что Детройтский шкафчик имеет тенденцию неожиданно прилипать или открываться. Наконец, каждый раз, когда автомобиль поворачивает и зубья на боковых шестернях перекрывают друг друга, устройство издает громкий щелчок или хруст, который раздражает его в городе и его окрестностях.

Детройтские шкафчики доступны в качестве полных дифференциалов несущей, а также более мелкие узлы, называемые «шкафчиками для ланч-боксов», которые заменяют только шестерни паука в несущей открытой дифференциации. Шкафы для ланч-боксов в стиле «Детройт» предлагаются различными производителями и очень популярны, потому что они доступны по цене, эффективны и не требуют снятия дифференциала с автомобиля для их установки.

Дифференциалы Detroit Locker

не рекомендуется использовать для рулевых осей, если ступицы не отсоединяются для использования на поверхностях с высоким сцеплением.

Следующие шкафчики также основаны на том же принципе Детройтского шкафчика:

[Видео: Внутри Детройтского Шкафчика]

выбираемые шкафчики (воздух)

ARB Air Locker и Yukon Zip Lock используют сжатый воздух для преобразования из открытого дифференциала в полностью заблокированную золотник. Сжатый воздух из воздушного компрессора, воздушного резервуара или резервуара с CO2 проходит через воздушную линию к электрическому электромагнитному клапану, который открывается, чтобы позволить воздуху попасть в воздушный отсек при нажатии переключателя.На дифференциале авиакомпания питает муфту, которая сидит напротив подшипников и имеет 2 уплотнительных кольца, между которыми воздух проходит через небольшое отверстие в шейке подшипника. Внутри шкафчика сжатый воздух толкает зацепляющую втулку над одной из боковых шестерен дифференциала, чтобы зафиксировать его на держателе. Как только внутренние зубчатые колеса заблокированы, дифференциал становится катушкой, и обе шины вращаются вместе. Как только давление воздуха сбрасывается, внутренние пружины отодвигают зацепную муфту обратно в исходное положение, а шкафчик становится и снова открывает дифференциал.

ARB Air Locker являются самыми популярными на сегодняшний день на рынке выбираемыми шкафчиками, поскольку они существуют с конца 1970-х годов и предлагают шкафчики для гораздо большего числа применений, чем любой другой дифференциал блокировки. Тем не менее, дизайн имеет свою долю проблем. Система блокировки чрезмерно сложна тем, что для ее открытия требуется электрический выключатель, который открывает электрический соленоид и запускает воздушный компрессор для подачи воздуха в дифференциал и механической блокировки паутинных передач.Есть также много вещей, которые могут легко выйти из строя или выйти из строя — от протекающих воздуховодов до поврежденных уплотнительных колец до неисправных электрических соединений или даже перегоревшего предохранителя. В конечном счете, хотя, когда воздушный шкафчик работает и установлен правильно, он работает очень хорошо.

[Видео: Внутри ARB Air Locker]

выбираемые шкафчики (электрические)

Электрические шкафы или E-шкафчики, поскольку они чаще называют, использовать электрический ток для включения механизма блокировки в носителе для преобразования из открытого дифференциала на катушку.Более конкретно, электрический ток возбуждает электромагнит, который оказывает давление на ряд кулачков шарикоподшипника, которые используют вращательную силу дифференциала, чтобы зафиксировать одну из боковых шестерен на держателе дифференциала. Когда ток отключается, пружины возвращают шарикоподшипники в исходное положение, и шкафчик возвращается в открытый дифференциал. Электронные шкафчики — это самый простой тип выбираемого шкафчика для установки, потому что от выключателя на приборной панели до дифференциала необходимо проложить только один маленький провод.

Eaton E-Locker является единственным доступным на сегодняшний день электрическим шкафчиком послепродажного обслуживания. Хотя многие современные грузовики, джипы и внедорожники предлагают и дополнительный электронный шкафчик с завода, они часто поставляются из-за рубежа и изготавливаются по гораздо более низким стандартам.

Один недостаток конструкции кулачка шарикоподшипника состоит в том, что он имеет тенденцию прилипать к заблокированному положению даже после того, как шкафчик выключен, пока крутящий момент все еще применяется к дифференциалу.Это означает, что вам нужно снять дроссель, чтобы устройство отключилось. В том же ключе, когда устройство включено, переключение с прямого на обратное (или наоборот) требует, чтобы кулачки разматывались и вращались назад для повторного включения в противоположном направлении, что иногда может показаться немного неаккуратным или неуклюжим.

Auburn Gear производит и электрический шкафчик, называемый Ected Max-Locker, который представляет собой ограниченное скольжение по типу сцепления и электрический шкафчик, однако мы не рекомендуем этот прибор по тем же причинам, по которым мы не рекомендуем дифференциалы с ограниченным проскальзыванием.

[Видео: Внутри Eaton E-Locker]

выбираемые шкафчики (ручной)

OX Off Road, LLC разработала запираемый вручную шкафчик, называемый OX Locker, который блокирует и разблокирует рычаг переключения передач, установленный в кабине, который соединен с дифференциалом тросом переключения. Чтобы задействовать шкафчик, вы просто перемещаете рычаг переключения в заблокированное положение, а чтобы отключить шкафчик, вы возвращаете его в открытое положение.Переключатель имеет подпружиненный положительный зацепляющий защелку и имеет ручку, которая также может быть повернута, чтобы зафиксировать ее на месте. В дифференциале трос переключения перемещает вилку переключения, которая скользит внутренним зацепляющим кольцом по одной из боковых шестерен, чтобы зафиксировать его движение на держателе. Когда рычаг переключения передач возвращается в открытое положение, манжета перемещается назад, чтобы позволить дифференциальным передачам снова свободно перемещаться.

OX Locker действительно требует прокладки кабеля переключения от дифференциала к переключателю, поэтому при заказе компонентов требуются некоторые измерения, и путь кабеля должен быть плавным с большими дугами и находиться вдали от движущихся частей и высоких температур.

Электрические и воздушные переключатели доступны для OX Locker, однако мы считаем, что эти варианты лишают простоты, надежности и положительной механической обратной связи конструкции.

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

[Видео: Внутри Быка Locker]

катушки

Дифференциальная катушка, на самом деле, вообще не является дифференциалом. Золотник постоянно фиксирует оба полуоси так, чтобы они всегда вращались вместе. Катушки используются исключительно для гонок в пустыне, восхождений на холмы, гонок по грязи и других внедорожных применений, где дифференциал не требуется, а надежность и прочность имеют решающее значение. Отсутствие дифференциального механизма также является причиной того, что катушка никогда не должна использоваться на уличном транспортном средстве.

За исключением нескольких редких исключений, золотники следует устанавливать только на задние неуправляемые оси. Установка золотника в переднюю ось вызовет значительную внутреннюю привязку во время поворотов и создаст чрезмерное напряжение и нагрузку на полуоси и карданные шарниры. Вместо этого, для передних мостов, соединенных с задними осями с буферизацией, мы рекомендуем использовать Детройтский шкафчик или Выбираемый шкафчик.

Наиболее распространенный тип катушки — это полная шпуля, которая заменяет весь дифференциал.Для чего-то более дешевого и простого в установке, мини-катушки заменяют только внутренние паутинки, похожие на «детскую коробку» в стиле «ланч-бокс». И, наконец, есть инженерный способ на заднем дворе постоянного преобразования открытого дифференциала в катушку путем сварки шестерен паука, который обычно называют «шкафчиком Линкольна» (названным в честь марки сварщика).

[Видео: внутри полной шпули]

Видео: Сравнение блокировок дифференциала

Прочие ресурсы для мостов и приводов

Finder Ratio Finder
Калькулятор передаточного числа
Спецификации настройки кольца и шестерни
толстых зубчатых колес и разрывов носителей
3.55 и 4.10 Gears Variations

Внешняя ссылка: русский перевод Dodge Ram Club

Пожалуйста, включите JavaScript для просмотра комментариев на основе Disqus. ,Задний дифференциал

пропал, что дальше?

Вместо того, чтобы тратить огромные суммы на ремонт, посмотрите, сколько стоит ваш сломанный автомобиль. Или читайте дальше, чтобы сравнить ваши варианты.

Легко продать автомобиль с повреждением заднего дифференциала!

Введите свой почтовый индекс и получите БЕСПЛАТНОЙ оценки и посмотрите, сколько стоит ваш автомобиль.
Получите реальную наличную стоимость вашего автомобиля, независимо от ущерба, за 24-48 часов!

Задний дифференциальный шум или утечки являются дорогостоящими

По какой-то причине у вас тяжелый грузовик или внедорожник — он много работает и должен быть надежным.Вы держите закрытые язычки на двигателе и коробке передач, регулярно меняя жидкость, чтобы они не сломались. Но обратили ли вы внимание на свой задний дифференциал? Если вы не задумывались, возможно, это связано с обслуживанием заднего дифференциала.

Если у вас есть шум заднего дифференциала, который звучит как шум в задней части автомобиля, возможно, уже слишком поздно, и в будущем вас ждет ремонт заднего дифференциала. Чтобы начать слышать этот щелкающий звук или шум при повороте, вам придется выяснить, что делать с поврежденным автомобилем, будь то продажа или ремонт.

Что делает задний дифференциал?

Карданный вал соединяет механизм заднего дифференциала с коробкой передач или раздаточной коробкой, передавая мощность двигателя задним колесам. Роль заднего дифференциала проста: изменить направление мощности от продольного (вдоль автомобиля) и направить его на колеса.

Знаете ли вы?

Ремонт заднего дифференциала может быть как трансмиссия для ремонта или замены, от до 1500 долларов США или более . CarBrain имеет более 10 лет опыта покупки поврежденных автомобилей всех видов, в том числе с проблемами с задним дифференциалом.

Шестерни внутри дифференциала выполняют эту задачу, обеспечивая изменение направления на 90 градусов вдоль задних мостов. Мощность передается от заднего дифференциала по осевым валам, которые соединяются с колесами и вращаются для движения вперед.

Служба дифференциала заднего хода

Зубчатые колеса внутри заднего дифференциала залиты трансмиссионным маслом, которое смазывает шестерни и подшипники и охлаждает их, чтобы предотвратить перегрев. Жидкость со временем разрушается, и металлические опилки из зубчатых колес и подшипников накапливаются в жидкости.Время от времени должна выполняться замена жидкости заднего дифференциала. Необходимо заменить трансмиссионное масло, чтобы не повредить внутренние зубчатые колеса, известные как зубчатые колеса и шестерни.

Обслуживание заднего дифференциала состоит из снятия крышки заднего дифференциала, очистки любой старой жидкости из картера дифференциала, повторного закрывания крышки и добавления чистой жидкости. После замены жидкости в заднем дифференциале большинство автомобилей пройдут 20–40 тыс. Миль до того, как они снова появятся.

Как можно мгновенно получить ценовое предложение для моей машины с проблемами заднего дифференциала?

Это просто, а — менее 90 секунд… нажмите кнопку ниже, чтобы начать и узнать, сколько стоит ваш автомобиль!

Получение автомобиля бесплатно по всей стране. Нет торговаться. Без комиссии. Мы с рейтингом A + на BBB.

Симптомы проблем заднего дифференциала

Как правило, есть два признака, которые вы заметите, когда у вас плохой дифференциал или проблемы с дифференциалом автомобиля:

• Задний дифференциал Шум — если вы слышите вой с задней части вашего грузовика или внедорожника во время вождения, возможно, это шум заднего дифференциала.Он может меняться по высоте, а также приходить и уходить в зависимости от серьезности проблемы и нагрузки на разность. Во многих случаях шум заднего дифференциала ошибочно считается шумом шин и игнорируется, что приводит к более дорогому ремонту.
• Утечка в дифференциале заднего дифференциала — чаще всего проблемы возникают из-за низкого уровня масла в редукторе заднего моста. Утечки в задних дифференциалах являются причиной соприкосновения с уплотнением оси, сальника (где крепится карданный вал) или крышки заднего дифференциала.Светло-коричневая или сероватая жидкость на земле под задней частью вашего грузовика указывает на наличие утечки разной жидкости. Расходы на ремонт утечки заднего дифференциала могут варьироваться в зависимости от того, являются ли они легким ремонтом, таким как замена сальника или регулировка зазора, или если вам необходимо провести капитальный ремонт и восстановить дифференциал.

Типы ремонта заднего дифференциала

Очевидно, что менее навязчивый ремонт — это утечка масла в заднем дифференциале, прежде чем он вызовет другие проблемы.Различные ремонт утечки масла включают в себя:

• Замена прокладки заднего дифференциала. Крышка заднего дифференциала обычно выполнена из силикона или резины и может испортиться и протечь. Его проще всего отремонтировать — все, что требуется, это снять крышку заднего дифференциала, почистить уплотняющую поверхность и снова закрыть крышку. Все сделано менее чем за час.
• Сальник заднего дифференциала. В передней части дифференциала находится хомут, который крепится к карданному валу.Уплотнение вокруг хомута со временем может стать причиной утечки, как от зазубрин в резине, так и от старения. Ремонт может занять немного больше времени, так как необходимо снять хомут, вытянуть уплотнение и установить новое уплотнение, не повредив его.
• Боковые уплотнения дифференциала. Эти уплотнения предотвращают утечку жидкости из диффузора на задние тормоза. Это более навязчиво, потому что оси должны быть сняты. Старые, протекающие уплотнения вытеснены, а новые аккуратно установлены до того, как вся сборка собрана.

Прочий ремонт заднего дифференциала может быть:

• Замена подшипника заднего дифференциала. Есть боковые подшипники и подшипник ведущей шестерни, которые могут изрезаться или портиться, вызывая шум в заднем дифференциале. Эти подшипники являются частью капитального ремонта заднего дифференциала, который занимает от трех до пяти часов.
• Замена редуктора заднего дифференциала. Если зубья на зубчатых колесах сломаны или сильно изношены, их необходимо заменить, чтобы устранить шум и возможность поломки.Эти «твердые детали» являются самыми дорогими компонентами, и ремонт может быть только на один шаг хуже.
• Полная замена заднего дифференциала. Если шестерни «гранаты», дело может быть не спасенным. Вот когда приходит полная замена заднего дифференциала — корпус, шестерни, подшипники, сальники и все.

Затраты на ремонт заднего дифференциала

Большинство уплотнений и подшипников относительно недороги сами по себе. В сочетании с несколькими часами работы, необходимыми для их замены, типичная стоимость ремонта заднего дифференциала составляет от 200 до 400 долларов.

Если требуются шестерни, это число резко возрастает. Ремонт заднего дифференциала, который включает в себя новый комплект редукторов, может стоить долларов США или даже больше между запчастями и трудозатраты на их замену . Это одни из самых дорогих автозапчастей. Как видите, сломанный дифференциал может быть дорогостоящим.

Стоимость замены заднего дифференциала

Если замена заднего дифференциала является единственным вариантом, вы можете найти готовую подержанную сборку. Хорошая бывшая в употреблении деталь с достойной гарантией будет стоить при цене от 1500 до 2000 долларов при установленной .Замена заднего дифференциала новым компонентом выше: — от 3000 до 4000 долларов за все .

Как насчет продажи моей машины CarBrain?

Если вы не хотите заниматься ремонтом заднего дифференциала или он выходит за рамки вашего бюджета, вы можете продать свой грузовик или внедорожник. В отличие от разочаровывающего процесса продаж, продающего ваше поврежденное транспортное средство в частном порядке, CarBrain прост в использовании и быстр! Просто запросите расценки на ваш автомобиль в состоянии «как есть». На основании информации и состояния вашего автомобиля, мы предлагаем вам разумную цену.Как только вы примете предложение, мы заплатим за ваш автомобиль и заберем его. Пользоваться нашим сервисом бесплатно, и вы получите деньги за сломанный автомобиль.

Получите гарантированное предложение

,

Блокировка и Торсен | HowStuffWorks

Блокировка дифференциала полезна для серьезных внедорожников. Этот тип дифференциала имеет те же детали, что и открытый дифференциал, но добавляет электрический, пневматический или гидравлический механизм для блокировки двух выходных шестерен вместе.

Этот механизм обычно активируется вручную с помощью переключателя, и при активации оба колеса будут вращаться с одинаковой скоростью. Если одно колесо заканчивается над землей, другое колесо не будет знать или не заботиться.Оба колеса будут вращаться с одинаковой скоростью, как будто ничего не изменилось.

Дифференциал Torsen * является чисто механическим устройством; в нем нет электроники, сцепления или вязких жидкостей.

Torsen (из Tor que Sen sing) работает как открытый дифференциал, когда величина крутящего момента, поступающего на каждое колесо, равна. Как только одно колесо начинает терять сцепление с дорогой, разница в крутящем моменте заставляет шестерни в дифференциале Torsen соединяться вместе.Конструкция зубчатых передач в дифференциале определяет коэффициент смещения . Например, если определенный дифференциал Torsen разработан с отношением смещения 5: 1, он способен прикладывать в пять раз больший крутящий момент к колесу, которое имеет хорошую тягу.

Эти устройства часто используются в высокопроизводительных полноприводных автомобилях. Как и вязкостная муфта, они часто используются для передачи мощности между передними и задними колесами. В этом случае Torsen превосходит вязкостную муфту, поскольку передает крутящий момент на устойчивые колеса до того, как произойдет фактическое проскальзывание.

Однако, если один комплект колес полностью теряет сцепление, дифференциал Torsen не сможет подавать крутящий момент на другой комплект колес. Коэффициент смещения определяет, какой крутящий момент может быть передан, и пять раз ноль равен нулю.

* TORSEN является зарегистрированным товарным знаком Zexel Torsen, Inc.

Статьи по теме

Больше замечательных ссылок

,

InertFrm	Cg	Disp	X		Смещение автомобиля CG вдоль заземления X — ось	Вычислено	м
			Y		Смещение КГ автомобиля вдоль земли Y — ось	0	м
			Z		Смещение КГ автомобиля по земле Z — ось	Вычислено	м
		Vel	Xdot		Скорость CG автомобиля вдоль земли фиксирована X — ось	Вычислено	м / с
			Ydot		Скорость движения компьютерной машины вдоль земли фиксированная Y -оси	0	м / с
			Zdot		Скорость CG транспортного средства вдоль заземления Z — ось	Вычислено	м / с
		Ang	ph		Вращение неподвижной рамы транспортного средства относительно заземленной X — ось (рулон)	0	рад
			тета		Вращение неподвижной рамы транспортного средства относительно заземленной Y — ось (шаг)	Вычислено (вход — угол наклона)	рад
			фунт / кв.дюйм		Вращение неподвижной рамы транспортного средства относительно заземленной Z — ось (рыскание)	0	рад
	FrntAxl	Disp	X		Смещение передней оси по земной поверхности X — ось	Вычислено	м
			Y		Смещение передней оси по земле-неподвижно Y -оси	0	м
			Z		Смещение передней оси вдоль земли неподвижно Z — ось	Вычислено	м
		Vel	Xdot		Скорость переднего моста по земле-фиксированной X — ось	Вычислено	м / с
			Ydot		Скорость переднего моста по земле-фиксированной Y -оси	0	м / с
			Zdot		Скорость переднего моста по земле-фиксированной Z — ось	Вычислено	м / с
	RearAxl	Disp	X		Смещение задней оси вдоль заземления X — ось	Вычислено	м
			Y		Смещение задней оси вдоль земли фиксировано Y -оси	0	м
			Z		Смещение задней оси вдоль земли неподвижно Z — ось	Вычислено	м
		Vel	Xdot		Скорость вращения задней оси по земле-фиксированной X — ось	Вычислено	м / с
			Ydot		Скорость вращения задней оси по земле-фиксированной Y -оси	0	м / с
			Zdot		Скорость задней оси по земле-фиксированной Z — ось	Вычислено	м / с
BdyFrm	Cg	Disp	x		Смещение автомобиля CG вдоль неподвижного транспортного средства x — ось	Вычислено	м
			лет		Сдвиг ПГ транспортного средства вдоль транспортного средства-неподвижный y -оси	0	м
			z		Смещение ЦГ транспортного средства по неподвижному транспортному средству z -оси	0	м
		Vel	xdot		Скорость движения автомобиля вдоль неподвижного транспортного средства x — ось	вычислено	м / с
			ydot		Скорость CG транспортного средства по неподвижному транспортному средству y -оси	0	м / с
			zdot		Скорость движения автомобиля вдоль неподвижного транспортного средства z -оси	0	м / с
		AngVel	p		Угловая скорость транспортного средства относительно автомобиля с фиксированной скоростью x — ось (частота вращения)	0	рад / с
			q		Угловая скорость транспортного средства относительно автомобиля фиксирована ось y (скорость тангажа)	0	рад / с
			r		Угловая скорость транспортного средства относительно неподвижного транспортного средства ось z (скорость рыскания)	0	рад / с
		Accel	топор		Ускорение CG транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства x — ось	вычислено	gn
			ay		Ускорение CG транспортного средства по неподвижному транспортному средству y -оси	0	gn
			az		Ускорение CG транспортного средства по неподвижному транспортному средству z — ось	0	gn
	Силы	Кузов	Fx		Чистая сила на транспортном средстве CG вдоль неподвижного транспортного средства x — ось	0	N
			ФГ		Чистая сила на CG транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства y -оси	0	N
			Fz		Чистая сила на CG транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства z -оси	0	N
		Ext	Fx		Внешняя сила на CG транспортного средства вдоль транспортного средства-неподвижная x -оси	Вычислено	N
			ФГ		Внешняя сила на КГ транспортного средства вдоль транспортного средства-фиксированная y -оси	Computed	N
			Fz		Внешняя сила на CG транспортного средства вдоль транспортного средства-неподвижная z -оси	Computed	N
		FrntAxl	Fx		Продольная сила на передней оси, вдоль фиксированный автомобиль x — ось	0	N
			ФГ		Боковая сила на передней оси, вдоль автомобиль-фиксированный и -ось	0	N
			ФЗ		Нормальная сила на передней оси, вдоль автомобиль неподвижен z — ось	Вычислено	N
		RearAxl	Fx		Продольная сила на задней оси, вдоль фиксированный автомобиль x — ось	0	N
			ФГ		боковая сила на задней оси, вдоль автомобиль-фиксированный и -ось	0	N
			ФЗ		Нормальная сила на задней оси, вдоль автомобиль неподвижен z — ось	Computed	N
		Шины	FrntTire	Fx	Усилие на передней шине, вдоль автомобиля x — ось	0	N
				ФГ	Усилие на передней шине, вдоль автомобиля и — ось	0	N
				ФЗ	Усилие на передней шине, вдоль автомобиля z — ось	Computed	N
			RearTire	Fx	Заднее усилие шины вдоль неподвижного транспортного средства x — ось	0	N
				ФГ	Заднее усилие шины вдоль неподвижного транспортного средства и — ось	0	N
				ФЗ	Заднее усилие шины вдоль неподвижного транспортного средства z — ось	Computed	N
		Drag	Fx		Сила сопротивления на CG транспортного средства по неподвижному транспортному средству x — ось	вычислено	N
			Fy		Сила сопротивления на CG транспортного средства по неподвижному транспортному средству и — ось	Вычислено	N
			Fz		Сила сопротивления на CG транспортного средства по неподвижному транспортному средству z — ось	Вычислено	N
		Grvty	Fx		Сила тяжести на КГ транспортного средства вдоль транспортного средства-неподвижно x — ось	Вычислено	N
			Fy		Сила тяжести на транспортном средстве вдоль неподвижного транспортного средства y -оси	0	N
			Fz		Гравитационная сила на автомобиле CG вдоль транспортного средства-неподвижная z — ось	Вычислено	N
	Моменты	Кузов	Mx		Чистый момент на автомобиле CG с неподвижным транспортным средством x -оси	0	Н · м
			My		Чистый момент на транспортном средстве CG с неподвижным транспортным средством y -оси	0	Н · м
			Mz		Чистый момент на транспортном средстве CG с неподвижным транспортным средством z -оси	0	Н · м
		Drag	Mx		Перетащите момент на транспортном средстве CG относительно неподвижного транспортного средства x -оси	Вычислено	Н · м
			My		Перетяните момент на автомобиле CG относительно неподвижного транспортного средства y -оси	Вычислено	Н · м
			Mz		Перетяните момент на автомобиле CG относительно неподвижного транспортного средства z -оси	Вычислено	Н · м
		Ext	Fx		Внешний момент на транспортном средстве CG с неподвижным транспортным средством x — ось	Вычислено	Н · м
			Фу		Внешний момент на транспортном средстве CG с неподвижным транспортным средством y -оси	Computed	Н · м
			Fz		Внешний момент на транспортном средстве CG с неподвижным транспортным средством z -оси	вычислено	Н · м
	FrntAxl	Disp	x		Смещение передней оси по неподвижному транспортному средству x — ось	вычислено	м
			y		Смещение передней оси вдоль транспортного средства-неподвижное y -оси	0	м
			z		Смещение передней оси по неподвижному транспортному средству z — ось	вычислено	м
		Vel	xdot		Скорость переднего моста по неподвижному транспортному средству x — ось	вычислено	м / с
			ydot		Скорость переднего моста по неподвижному транспортному средству y -оси	0	м / с
			zdot		Скорость переднего моста по неподвижному транспортному средству z — ось	вычислено	м / с
		Steer	WhlAngFL		Рулевое управление левого переднего колеса угол	вычисляется	рад
			WhlAngFR		Рулевое управление правым передним колесом угол	Вычисляется	рад
	RearAxl	Disp	x		Смещение задней оси по неподвижному транспортному средству x — ось	вычислено	м
			y		Смещение задней оси вдоль транспортного средства-неподвижное y -оси	0	м
			z		Смещение задней оси по неподвижному транспортному средству z — ось	вычислено	м
		Vel	xdot		Скорость задней оси вдоль транспортного средства-фиксированная x — ось	вычислено	м / с
			ydot		Скорость вращения задней оси по неподвижному транспортному средству y -оси	0	м / с
			zdot		Скорость заднего моста вдоль автомобиля-фиксированная z — ось	вычислено	м / с
		Steer	WhlAngRL		Рулевое управление задним левым колесом угол	вычисляется	рад
			WhlAngRR		Рулевое управление правым задним колесом угол	вычислено	рад
	Pwr	PwrExt			Приложенная внешняя мощность	вычислено	Вт
		Drag			Потеря мощности из-за сопротивления	вычислено	Вт
PwrInfo	PwrTrnsfrd	PwrFxExt			Усилие, прилагаемое извне мощность	Расчетная	Вт
		PwrFwFx			Сила продольной силы, действующая спереди ось	расчетная	Вт
		PwrFwRx			Сила продольной силы, приложенная сзади ось	компьютерной	Вт
	PwrNotTrnsfrd	PwrFxDrag			сила сопротивления мощности	компьютерной	Вт
	PwrStored	wrStoredGrvty			Скорость изменения гравитационного потенциала энергия	Рассчитано	Вт
		PwrStoredxdot			Скорость изменения продольной кинетики энергия	Расчетная	Вт

.