Устройство самоблокирующегося дифференциала: Самоблокирующийся дифференциал — принцип работы (видео)

Самоблокирующийся дифференциал — принцип работы (видео)

Дифференциал – это  специальное механическое устройство, которое является элементом передачи, позволяющее распределять крутящий момент между осями. Чтобы хорошо понять, для чего нужен дифференциал, следует рассмотреть следующую ситуацию.

 

При прохождении поворота колеса, которые двигаются по внешнему и по внутреннему радиусу имеют разный путь прохождения поворота. Без дифференциала колеса бы имели одинаковую частоту вращения, что привело бы к немедленному заносу автомобиля на повороте, так как одно из колес начнет попросту буксовать. Дифференциал, ввиду своей конструкции, позволяет распределить вращающий момент таким образом, чтобы колесо, которое движется по внутреннему радиусу, получало как можно меньшую энергию вращения, а колесо, которое движется по внешнему радиусу, наоборот, имело большую скорость вращения. Это позволяет автомобилю равномерно входить в любой тип поворота, снижая шансы возникновения заноса к минимуму.

Дифференциал нашел широкое применение в редукторе заднего моста (актуально на автомобилях с задним приводом), в коробке переключения передач на автомобилях с передним приводом и сразу в трех элементах полноприводного автомобиля: редукторы переднего и заднего моста и раздаточной коробке передач. Редукторы мостов сами по себе являются дифференциалами.

Дифференциалы, в зависимости от расположения, подразделяются на: межосевые (располагаются в раздаточной коробке) и межколесные (располагаются в редукторах заднего моста).

Принцип работы самоблокирующегося дифференциала

В процессе езды наблюдается сразу три режима работы дифференциала:

1. Прямолинейное движение. При движении по прямой линии колеса автомобиля получают от дифференциала равную энергию, так как получают равное сопротивление дорожного покрытия. Сателлиты, проходя специальные полуосевые шестерни, выполняют передачу крутящего момента на колеса в абсолютно равном соотношении. В связи с тем, что сателлиты, расположенные на осях не получают вращающего момента, эти шестерни вращаются с одинаковой угловой скоростью. Получается, что частота вращения каждой шестерни будет равно частоте вращения шестерни ведомой передачи.

2. Движение в повороте. Колесо, которое выполняет перемещение по внутреннему радиусу поворота, встречает наибольшее сопротивление дорожного покрытия. Шестерня, расположенная на полуоси этого колеса начинает замедляться, и сателлиты начинают вращаться вокруг своей оси, при этом, они увеличивают скорость вращения шестерни на полуоси колеса, которое передвигается по внешнему радиусу. Таким образом, получается, что крутящий момент на разных колесах распределяется в одинаковом соотношении.

3. Движение по скользкой дороге. Этот режим работы очень напоминает прохождение поворотов. Только в этом случае колеса могут располагаться прямо. Если одно колесо находится на льду, а второе на асфальте, то вся вращающая энергия передается на колесо, которое оказалось на скользком покрытии. Колесо, которое стояло на асфальте, встречает большое сопротивление и не вращается. Принцип действия дифференциала такой же, как и при прохождении поворота.

Последний режим работы является главным недостатком дифференциала, так как автомобиль становится обездвиженным. Решением данной проблемы стало изобретение блокирующегося дифференциала, чтобы увеличить проходимость автомобиля в ситуациях, когда одно колесо начинает буксовать.

Блокировка дифференциала

Блокировка дифференциала используется в исключительных случаях. Таковыми могут являться участки дороги с неровным или скользким дорожным покрытием, где вращение колес должно быть абсолютно одинаковым. Блокировка дифференциала может быть ручной (примером может послужить автомобиль «Нива», где на раздаточной коробке установлен специальный рычаг управления блокировкой дифференциала) и автоматической, так называемая самоблокирующаяся. Блокировка дифференциала, чаще всего, используется на автомобилях повышенной проходимости.

Самоблокирующийся дифференциал (автоматическая блокировка). Виды самоблокирующихся дифференциалов.

Самоблокировка дифференциала является промежуточным звеном между полной блокировкой и свободным дифференциалом. Блокировка осуществляется при наличии следующих условий:

1. Появилась разница угловых скоростей колес.

2. Появилось разные крутящие моменты.

На основе этих условий самоблокировка дифференциала подразделяется на два вида:

• Speed sensitive – блокировка осуществляется при появлении разницы угловых скоростей колес.
• Torque sensitive – срабатывает при наличии разницы между крутящими моментами на полуосях.

Если одно из колес испытывает повышенное сопротивление дорожного покрытия, то его полуосевая шестерня начинает вращаться медленнее, относительно корпуса. Связанный с ним сателлит зацепляется и выполняет передачу вращения сателлиту из левого ряда, который, в свою очередь, передает вращение на левую полуосевую шестерню. Таким образом, обеспечивается разность угловых скоростей в труднопроходимом участке дороге. Из-за разности крутящих моментов, возникающих на колесах, появляются радиальные и осевые силы, которые, в свою очередь, прижимают соответствующие сателлиты и шестерни к корпусу. С помощью этого обеспечивается неполная блокировка, и колесо, которое встретило сопротивление дороги, получает дополнительную энергию. Таким образом, обеспечивается повышенная проходимость автомобиля на труднопроходимых участках.

Плюсы и минусы самоблокировки

Очень серьезным недостатком самоблокировки является его неуместное срабатывание. Дифференциал блокируется даже в тех случаях, когда это совсем нецелесообразно. Примером этому может послужить крутой поворот, где автомобиль может запросто войти в занос. В этом случае выигрывает ручное включение блокировки, когда водитель сам принимает решение, если колеса начинают буксовать.

Однако, у самоблокировки есть и достоинства. Во-первых, это улучшение проходимости автомобиля в любом случае. Во-вторых, конструкция такого дифференциала проста, имеет низкую стоимость, упрощает процесс монтажа и снижает риск его поломки, в результате неопытного обращения. В-третьих, процесс включения и отключения полностью автоматизирован, и не нуждается в осуществлении контроля.

Видео — Дифференциал червячного типа

Самоблокирующийся дифференциал: типы и принципы работы

Блокировка дифференциала заднего моста – это одновременно и хорошо и плохо. Если в условиях твердого дорожного покрытия он (дифференциал) увеличивает проходимость, курсовую устойчивость, то на бездорожье он полностью блокирует вращение колес. Во избежание внезапного клина вращения, используется механизм принудительной блокировки дифференциала. О том, что такое самоблокирующийся дифференциал или самоблок,  условия его применения детально рассмотрим на примере отечественных и зарубежных внедорожников.

 

Принцип работы самоблокирующегося дифференциала

При равных скоростных режимах блокиратор бездействует, но как только одна из полуосей увеличивает частоту вращения, срабатывает ограничитель скорости.

Аналогичный принцип работы действует в момент попадания колеса в болото, грязь, лед. Тяговая мощность ослабляется из-за повышения крутящего момента. Когда показатель соотношения достигает 100 / 1 – колеса перестают вращаться, автомобиль обездвижен. Чтобы частично перераспределить нагрузку необходимо временно отключить блокиратор. В работающем виде это сделать невозможно, только при полной остановке технического средства.

Типы блокировок

• Полная: когда передаваемая нагрузка достигает отметки в 100%, детали жестко соединяются между собой, блокиратор обездвижен;
• Частичная: нагрузка передается частично, временно ограничивая работу сателлитов.

 

В зависимости от степени участия водителя в процессе блокировки различают:

• принудительное отключение: активируется режим по мере необходимости специальным кулачком;
• автоматическое: в основе управления лежит множество цифровых датчиков, уведомляющих ЭБУ о данных в режиме онлайн. На основании переданных параметров ЭБУ принимает решение об активации режима для снижения скорости,

 

Виды блокираторов устройств

Кулачковый дифференциал повышенного трения

Активация происходит рычагом, кнопкой на центральной консоли в случае наличия предустановленного электрического привода. «Кулачок» активно устанавливают на межосевых агрегатах.

 

Что такое самоблокирующийся дифференциал, или самоблок

Изменение силы трения приводит к увеличению нагрузки на ось. Различают блокировщики: дискового, червячного, вискомуфтового, электронного типа.

 

• Винтовая блокировка:

Принцип работы основан на перераспределении крутящего момента посредством фрикционных накладок – пакетов.

 

• Червячная блокировка дифференциала:

Торможение прямо пропорционально давлению загруженной полуоси. Конструкцию часто используют на межосевых дифференциалах.

 

В основе конструкции лежит несколько перфорированных дисков, которые упакованы в герметичный корпус с силиконом и соединены приводным валом. Как только повышается скорость одной из полуосей, жидкость перемещается, блокируя металлическую чашу, что и приводит к блокировке.

Чаще всего, данный тип используют на полноприводных технических средствах, внедорожниках.

 

• Электроблокировка:

Процесс автоматизирован, происходит без вмешательства водителя. Увеличение скорости приводит к созданию давления в тормозной магистрали, тяговая мощность снижается, крутящий момент принудительно передается на противоположное колесо.

В современных внедорожниках управление дифференциалом возложено на антипробуксовочную систему.

Широкий выбор блокировок дифференциала для внедорожников на сайте Bezdor4x4. Читайте статью о блокировках на нашем блоге.

Понравилось? Расскажите друзьям:

Оцените: Загрузка.

..

Что такое самоблок

21.02.2017 08:00

Что такое самоблокирующийся червячный дифференциал?

  

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

Дифференциал — это механическое устройство, которое передает крутящий момент с одного источника на два независимых потребителя таким образом, что угловые скорости вращения источника и обоих потребителей могут быть разными относительно друг друга. Такая передача момента возможна благодаря применению так называемого планетарного механизма. В автомобилестроении, дифференциал является одной из ключевых деталей трансмиссии. В первую очередь он служит для передачи момента от коробки передач к колёсам ведущего моста.

Принцип работы обыкновенного дифференциала

Почему для этого нужен дифференциал? В любом повороте, путь колеса оси, двигающегося по короткому (внутреннему) радиусу, меньше, чем путь другого колеса той же оси, которое проходит по длинному (внешнему) радиусу. В результате этого, угловая скорость вращения внутреннего колёса должна быть меньше угловой скорости вращения внешнего колеса. В случае с не ведущим мостом, выполнить это условие достаточно просто, так как оба колеса могут не быть связанными друг с другом и вращаться независимо. Но если мост ведущий, то необходимо передавать крутящий момент одновременно на оба колеса (если передавать момент только на одно колесо, то возможность управления автомобилем по современным понятиям будет очень плохой).

При жесткой же связи колёс ведущего моста и передачи момента на единую ось обоих колёс, автомобиль не мог бы нормально поворачивать, так как колеса, имея равную угловую скорость, стремились бы пройти один и тот же путь в повороте. Дифференциал позволяет решить эту проблему: он передаёт крутящий момент на раздельные оси обоих колёс (полуоси) через свой планетарный механизм с любым соотношением угловых скоростей вращения полуосей. В результате этого, автомобиль может нормально двигаться и управляться как на прямом пути, так и в повороте.

Однако, ввиду физики устройства, у планетарного механизма есть очень нехорошее свойство: он стремится передать полученный крутящий момент туда, куда легче. Например, если оба колеса моста имеют одинаковое сцепление с дорогой и усилие, необходимое для раскручивания каждого из колёс одинаковое, дифференциал будет распределять крутящий момент равномерно между колёсами. Но стоит только появится ощутимой разнице в сцеплении колёс с дорогой (например, одно колесо попало на лёд, а другое осталось на асфальте), как дифференциал тут же начнёт перераспределять момент на то колесо, усилие для раскрутки которого наименьшее (то есть на то, которое находится на льду). В результате, колесо, находящееся на асфальте перестанет получать крутящий момент и остановится, а колесо, находящееся на льду примет на себя весь момент и будет вращаться с увеличенной угловой скоростью, причем планетарный механизм будет играть роль редуктора, повышающего скорость вращения этого колеса. Естественно, это явление сильно ухудшает проходимость и управляемость автомобиля. Ведь по логике вещей, в рассмотренной ситуации момент желательно передавать на колесо, расположенное на асфальте, чтобы автомобиль мог продолжить движение.

В полноприводных автомобилях дифференциалом обычно оборудованы два моста, а зачастую дифференциал можно обнаружить еще и между мостами (межосевой дифференциал).

Таким образом, мы получаем схему трансмиссии, в которой присутствуют целых три дифференциала: два мостовых и один межосевой. Последний необходим для постоянного движения с полным приводом и передачей момента на все четыре колеса. Ведь в повороте колёса рулевого моста (обычно переднего) имеют совсем другие угловые скорости, нежели чем колёса заднего моста. Межосевой дифференциал призван передавать крутящий момент от коробки передач к обоим ведущим мостам с разным соотношением угловых скоростей. Такая схема с тремя дифференциалами является одной из самых распространённых схем для постоянного полного привода (Full time 4WD).

Возвращаясь к вышеописанному проблемному свойству планетарного механизма, интересно рассмотреть ситуацию, когда полноприводный автомобиль с межосевым дифференциалом одним из четырёх колёс попал на тот же лёд (или в скользкую яму). Что тогда произойдёт ? Дифференциал моста, колесо которого находится на льду, отдаст весь полученный крутящий момент на это колесо.

Межосевой дифференциал, в свою очередь, тоже стремится передать крутящий момент туда, куда легче. Естественно, межосевому дифференциалу легче отдать момент на мост с прокручивающимся на льду колесом, нежели чем на мост, колёса которого имеют хорошее сцепление с дорогой и могут двигать автомобиль. В результате, весь крутящий момент от двигателя и коробки передач пойдёт на раскручивание единственного колеса, находящегося на льду. Остальные три колеса остановятся и не будут получать никакого крутящего момента от дифференциалов. Итог: из четырёх ведущих колёс осталось только одно, которое проскальзывает на льду — полноприводный автомобиль «застрял». Как же заставить дифференциалы передавать крутящий момент на колёса с более хорошим дорожным сцеплением? Для этого были разработаны различные способы частичной и полной, ручной и автоматической блокировки дифференциалов, которые будут рассмотрены ниже.

Основной целью блокировки дифференциала является передача необходимого крутящего момента обоим его потребителям (полуосям или карданам). Существуют принципиально разные методы решения данной задачи. В данном разделе мы рассмотрим способ частичной блокировки с помощью самоблокирующегося дифференциала. Другие способы частичной блокировки дифференциала можно посмотреть здесь, а с метод полной блокировки дифференциала можно ознакомится в разделе «Что такое принудительная блокировка?»

Самоблокирующийся червячный дифференциал типа «Квайф»

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

 

Принцип работы cамоблокирующегося дифференциала

На рисунке приведен эскиз самоблокирующегося дифференциала. Рассмотрим его элементы и принцип работы.

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

— Мы производим и продаем Cамоблокирующиеся дифференциалы на следующие марки и модели автомобилей:

• GREAT WALL
• ISUZU
• MITSUBISHI
• TOYOTA
  • LandCruiser 71, 76, 78, 79, 100, 105 Series, Lexus LX470
  • LandCruiser Prado, 90, 120, 150 series, Lexus GX
  • LandCruiser Prado 120, 150 series, Lexus GX
  • Bundera, LendCruiser II, LJ70, RJ70
  • HiLux Surf, Pickup, Hiace, 4Runner
  • 4Runner, LN61, YN63
  • T100, Tacoma, Tundra
  • FJ Cruiser (US)

Самоблокирующийся дифференциал — теория.

Рассмотрим как работают самоблокирующиеся дифференциалы разных конструкций

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

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

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

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

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

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

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

Дифференциалы с коническими шестернями.

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

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

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

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

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

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

Коэффициент блокировки.

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

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

Самоблокирующиеся дифференциалы с полной блокировкой.

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

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

Самоблокирующиеся многодисковые дифференциалы.

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

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

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

 

Вискомуфта.

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

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

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

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

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

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

Самоблокирующийся дифференциал «Квайф».

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

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

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

Самоблокирующийся дифференциал «Торсен».

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

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

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

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

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

Самоблокирующиеся дифференциалы автомобилей.

Самоблокирующиеся дифференциалы



Один из главных недостатков конических дифференциалов – ухудшение проходимости автомобиля из-за вероятности пробуксовки ведущих колес, когда левое и правое колеса перемещаются по участкам дорожного покрытия с разными сцепными свойствами. Принудительная жесткая блокировка дифференциала, применяемая в конструкции многих автомобилей, не лишена недостатков, которые подробнее описаны здесь, поэтому в конструкции трансмиссии современных автомобилей, предназначенных для движения по неблагоприятным дорогам, часто используют дифференциалы, автоматически распределяющие крутящий момент между полуосями ведущего моста в зависимости от дорожных условий.
Такие дифференциалы называют самоблокирующимися.

Самоблокирующиеся дифференциалы позволяют частично устранить пробуксовку при разных коэффициентах сцепления колес автомобиля, повышают проходимость автомобиля и его управляемость при движении по плохим дорогам, улучшают динамику разгона автомобиля на дорогах с любым покрытием, не требуют дополнительных усилий от водителя (название «самоблокирующийся» говорит само за себя) и взаимозаменяемы со стандартными дифференциалами.
Полной блокировки колес в таких дифференциалах не наступает, поэтому нагрузки на полуоси не столь критичные, как у дифференциалов с принудительной блокировкой.
Самоблокирующиеся дифференциалы автоматически снимают блокировку полуосей при сбросе газа при прямолинейном движении, когда выравниваются скорости полуосей.
Самоблокирующиеся дифференциалы не лишены и недостатков, среди которых можно отметить основные: ухудшается управляемость автомобиля (особенно если блокировка включена на переднем мосту), увеличиваются нагрузки на узлы и агрегаты трансмиссии (особенно на коробку передач, карданную передачу и полуоси).

Ниже описаны наиболее распространенные типы самоблокирующихся дифференциалов, применяемые в конструкции современных автомобилей.

***

Фрикционный дисковый дифференциал

Фрицкионный (дисковый) самоблокирующийся дифференциал включает пакет фрикционных дисков (фрикционную муфту), установленный между корпусом дифференциала и полуосевой шестерней. При прямолинейном движении автомобиля корпус дифференциала вращается синхронно с обеими полуосями, но как только возникает разница в скоростях вращения корпуса и одной из полуосей, на отстающее колесо подается дополнительный момент благодаря наличию трения в пакете дисков.
Другими словами, когда дифференциал пытается передать одной полуоси чрезмерный крутящий момент (колесо попало на лед и сопротивление кручению очень мало), сила трения между дисками препятствует возникновению большой разницы. Разумеется, если величина момента превысит силу трения в дисках, вращение все равно перераспределится на ось, которая вращается с меньшим сопротивлением.
Недостатком такого дифференциала является усиленный износ дисков и необходимость использовать специальные смазочные материалы, иначе диски быстрее засаливаются и блокировка перестает работать.

***

Вязкостная муфта

Вязкостная муфта (вискомуфта) состоит из набора близко расположенных друг к другу перфорированных дисков, одна половина которых соединяется с помощью выступов с внутренней ступицей муфты, а вторая наружными выступами с корпусом.
Между дисками находится силиконовая (кремнийорганическая) жидкость высокой вязкости. Валы муфты могут свободно вращаться с небольшой разницей в угловых скоростях, но, если разница в скоростях увеличивается, жидкость внутри муфты густеет, начинает действовать как твердое тело и предотвращает чрезмерное проскальзывание дисков. Возникающий блокирующий момент обусловлен свойствами вязкой жидкости. Если в качестве дифференциала использовать такую муфту, она будет перераспределять крутящий момент так, что большая его часть будет поступать на колеса, вращающиеся с меньшей скоростью.

К недостаткам вязкостной муфты следует отнести инертность ее блокировки — муфта срабатывает с запаздыванием. Неизбежный нагрев жидкости в муфте, который происходит при проскальзывании дисков, приводит к изменению ее характеристик. Существенным недостатком таких устройств является их влияние на процесс торможения, поскольку при резком торможении может произойти одновременное блокирование всех колес автомобиля.
При использовании вязкостных муфт в трансмиссиях автомобилей с антиблокировочными тормозными системами приходится применять дополнительные устройства для разблокирования муфт при торможении.

***



Гидророторный самоблокирующийся дифференциал

Гидророторный (героторный) самоблокирующийся дифференциал (Gerodisk или Hydra-lock) — конструктивно и принципиально похож на фрикционный самоблокирующийся дифференциал, только между шестерней полуоси и корпусом дифференциала имеется, помимо фрикциона, масляный насос с поршнем.
При возникновении разницы угловых скоростей полуоси и корпуса, поршень нагнетает масло и сжимает фрикцион, который, в свою очередь, блокирует шестерню полуоси с чашкой дифференциала, перераспределяя крутящий момент на отстающую полуось за счет возникшей силы трения.

***

Зубчатый (шестеренный) самоблокирующийся дифференциал

Такие дифференциалы еще называют червячными или винтовыми. Работа зубчатого самоблокирующиеся дифференциала основана на свойстве червячной пары расклиниваться и блокировать полуоси при определенном соотношении крутящих моментов. Дифференциал блокируется из-за разности крутящих моментов на полуосях.
Винтовой дифференциал Torsen (англ. «TORque SENsing» — чувствующий крутящий момент) представляет собой механический самоблокирующийся дифференциал, в котором используется сложный набор червячных шестерен.

Набор шестерен внутри дифференциала состоит из ведомых (полуосевых) червячных колес и ведущих (сателлитов) червячных шестерен. Основной особенностью такой конструкции является то, что червячные шестерни могут приводить во вращение другие шестерни, но сами не могут приводиться во вращение. Такая особенность приводит к появлению некоторой степени блокирования дифференциала.
При низких значениях входного крутящего момента шестерни дифференциала вращаются свободно и его действие напоминает работу обычного симметричного дифференциала. Когда входной крутящий момент увеличивается, набор червячных шестерен нагружается и в определенный момент два выходных вала блокируются, т. е. как только одно из колес теряет тягу, разница в крутящем моменте колес приводит к заклиниванию шестерен и частичной блокировке дифференциала.

Форма и размер зубчатых колес в этом дифференциале определяет коэффициент передачи крутящего момента. Например, если дифференциал конструкции Torsen сконструирован с передаточным числом 5:1, то он способен дифференцировать крутящий момент между колесами до 5-кратной величины.
Дифференциал конструкции типа Quaife отличается тем, что оси сателлитов параллельны полуосям автомобиля. Сателлиты расположены в специальных нишах чашки дифференциала. При этом парные сателлиты имеют не прямозубое зацепление, а образуют еще одну червячную пару, которая, расклиниваясь, так же участвует в процессе блокировки. Аналогичную конструкцию имеет дифференциал конструкции типа Eaton TrueTrac Differential.

***

Кулачковый самоблокирующийся дифференциал

Кулачковый самоблокирующийся дифференциал, срабатывает при разности угловых скоростей вращения полуосей.
Принцип работы кулачковых блокировок достаточно прост. Вместо классического шестеренчатого планетарного механизма используются кулачковые или зубчатые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке резко заклиниваются и полностью блокируют полуоси друг с другом.

Для этих блокировок характерны шумы и щелчки в редукторе, вызванные перескакивание механизма разблокировки дифференциала. Поэтому такая блокировка раньше в основном применялась применяется только в военной и специальной технике, где нужно большое тяговое усилие и долговечность в ущерб управляемости и комфорту.
В ведущих мостах современных автомобилей повышенной проходимости наиболее распространена конструкция кулачкового дифференциала типа Detroit Soft Locker со специальным демпфирующим устройством на каждой полуоси, частично поглощающим шумы, характерные для работы этой блокировки.
На отдельной странице приведено подробное описание кулачкового дифференциала повышенного трения, применяемого в конструкции автомобиля ГАЗ-66-11.

***

Межосевые дифференциалы



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

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.

Самоблокирующийся дифференциал на УАЗ: от А до Я

На чтение 8 мин. Просмотров 1.7k.

Назначение дифференциала

Самоблокирующийся дифференциал на УАЗ представляет из себя устройство, которое отвечает за распределение крутящего момента трансмиссионного карданного вала между колёсами автомобиля, задний, либо передней оси.

Основная функция этого механизма заключается в обеспечении вращения колёс без пробуксовки.

Так, если автомобиль двигается прямолинейно, по ровной дороге с хорошим и чистым покрытием, его колёса одинаково нагружены, имеет место одинаковая угловая скорость их вращения. В данном случае дифференциал выступает как передаточное звено от карданного вала.

В случае, если условия движения начинают меняться, в условиях поворота, пробуксовки, то нагрузка на колёса автомобиля неравномерна. Для продолжения управляемого движения машины возникает необходимость по распределению получаемого крутящего момента от карданного вала между колёсами в разном соотношении. В данном случае дифференциал выполняет эту задачу, обеспечивает безопасное маневрирование автомобиля.

Дифференциал машин может располагаться в трансмиссии тремя вариантами, которые зависят от типа привода, а именно:

• в переднеприводных автомобилях — в картере коробки передач;
• заднеприводные автомобили имеют дифференциалы в корпусе ведущего моста;
• полноприводные автомобили оснащаются дифференциалами в корпусах переднего и заднего моста, либо в раздаточной коробке.

История возникновения дифференциала

Дифференциалы на автомобилях были внедрены не сразу. Их рождение связано с тем, что на заре автомобилестроения конструкторы столкнулись с проблемой манёвренности первых машин. Колеса крутились с одинаковой угловой скоростью. Это приводило к утере управляемости на поворотах, манёврах на скользкой дороге. Быть надёжным средством передвижения оказалось не суждено.

Первый механизм, который отвечал за распределение вращательного момента между осями, изобретён французом Пеккёром.  Своё изобретение он представил миру в 1825 году. Известен изобретатель и тем, что создал первый в мире четырёхколёсный паровой грузовик.

Изобретённый французом механизм являлся устройством состоящем из валов и шестерён. Они способствовали передаче крутящего момента от мотора к колёсам. Однако агрегату проблему пробуксовки на поворотах полностью решить не удалось. Особенно недостатки проявляли себя при движении на в условиях гололёда, когда колёса теряли сцепление дорогой. Это приводило к частым авариям. Разбивать автомобиль в условиях бездорожья было обычным делом.

Конструкторы вынуждены были начать искать решение проблемы. Этот процесс занял достаточно длительное время. Сделать работоспособное устройство, устранить проблему удалось Фердинанду Порше, который изобрёл кулачковый механизм в дифференциале, исключающий проскальзывание колёс моста.

Исследование Порше закончил в 1935 году. Первые удачные экземпляры нового дифференциала были установлены на моделях Volkswagen скобка (Туре В-70).

Как устроен дифференциал

У стандартного дифференциала принцип работы редукторный, обеспечивающий передачу мощности от коленвала на колеса. Его устройство включает в себя ряд основных узлов, к которым относятся:

• шестерни полуосей с сателлитами, размещённые в чашке (корпусе). Каждая полуось имеет подшипник;
• чашка, жёстко соединённая с шестерней ведомой, предназначенной для передачи крутящего момента от шестерни главной передачи.

Работа дифференциала сводится к передаче вращения на полуоси, обеспечивая кручение, вращение колёс. Сателлиты предназначены для создания разной угловой скорости при неизменной величине крутящего момента.

Дифференциал самоблокирующий

Автономный самоблокирующий дифференциал — это самостоятельной агрегат, не требующих каких-либо внешних управляющих систем. Устройство предназначено исключительно для колёсного транспорта, техника гусеничная его не использует.

Принято «самоблоки» делить на 2 группы:

1. Дифференциалы, работающие от крутящего момента.
2. Дифференциалы, начинающие работать при наличии разницы угловых скоростей от ведомых шестерён.

К 1-й  группе относятся устройства с червячной, винтовой, дисковой блокировкой.

2-я группа представлена механизмами с центробежного автомата включения, имеющим вискомуфту, героторный гидравлический насос, обгонными муфтами.

Самоблоки на УАЗ Красикова  и т.н. кулачковые дифференциалы принято относить к промежуточным видам.

Принцип работы самоблокирующегося дифференциала на УАЗ

Стандартный самоблокирующийся дифференциал на УАЗ является симметричным межколесным (иное название — межосевой) дифференциалом Его работа осуществляется в трёх режимах:

• режим прямолинейного движения;
• маневрирование на поворотах;
• движение при скользкой дороге.

В первом режиме (прямолинейном) колеса уазика работают в условиях равного сопротивления дорожного покрытия. Тяга к дифференциалу без проблем поступает на его корпус, вместе с которой перемещаются сателлиты. Они обеспечивают нормальную работу шестерёнок полуосей, передавая тягловые усилия на колесо в равных пропорциях. Частота вращения шестерней полуосей равна частоте вращения главной передачи.

При втором режиме, при начале маневрирования, при движении в повороте, внутреннее колесо моста, начинает испытывать больше сопротивление чем наружное. При этом внутренняя шестерня полуоси начинает замедляться, что приводит к вращению сателлитов, которые увеличивают частоту кручение внешний шестерни полуоси. Ведущие колеса начинают крутиться с разными угловыми скоростями. Это позволяю осуществить манёвр без пробуксовки. Устройство дифференциала обеспечивает равномерную тягу, независимо от значения угловых скоростей, в равном соотношении к каждому колесу.

Когда УАЗ двигается по скользкому дорожному полотну, то одно из колёс, как правило, находиться в условиях большего сопротивления, второе проскальзывает —   буксует.  В данной ситуации самоблокирующий дифференциал обеспечивает вращение буксирующего колеса с более высокой скорости. Второе колесо, наоборот, начинает останавливаться.  Так как крутящий момент на буксирующим колесе незначителен, вследствие малого сцепления, тяга колеса также невелика. Такая работа дифференциала позволяет достаточно успешно преодолевать скользкие участки.

Однако имеет место тупиковая ситуация на уазике, снабжённым стандартным симметричным дифференциалом, когда автомобиль оказывается неспособным сдвинуться с места.

В стандартной, заводской комплектации блокирование дифференциала на УАЗе, в том числе и снабжёнными мостами «спайсер», может, при вхождении в поворот на скользкой дороге, создать эффект к т.н «чрезмерной поворачиваемости». При сильном разгоне машины, которое осуществляются в условиях смешанного дорожного покрытия, может начаться увод машины от траектории, по который направляет ее водитель.

Особенности устройства «самоблоков»

Решение вышеуказанной проблемы привело к появлению на свет различных видов самоблокирующихся механизмов. По своей конструкции — это автоматические и ручные.

Ручной тип блокировки подразумевает принудительную блокировку на УАЗ дифференциала водителем.

Каждый вид имеет свои достоинства и недостатки.

Ручной самоблок на автомобиле УАЗ управляется водителем. Включать и выключать его приходится самостоятельно. Это ведёт к отвлечению от контроля за автомобилем при движении. Более того, используемый в этом процессе тросик продолжает являться достаточно слабым звеном.

Автоматические не требуют внимания со стороны водителя, блокировать дифференциал они будут самостоятельно. Однако устройства отличаются дороговизной.

Но в большинстве случаев владельцы UAZ принимают решение о замене стандартного самоблокирующегося дифференциала на автоматические агрегаты.

Необходимо отметить, что автоматические самоблокирующиеся дифференциалы, несмотря определённые недостатки, являются самыми популярными устройствами, которые устанавливают в мосты внедорожника. Их конструкция позволяет монтировать их в любой мост. Однако будет наибольшая эффективность при установке «самоблока» в мост задний.

Установить устройство можно в домашних условиях, в гараже. Плюс такого решения — экономия средств. Но стоит помнить, что процесс этот сложный, трудоёмкий. Сборка требует повышенного внимания, чёткого соблюдения положений инструкций. Необходима тщательная регулировка зазоров (используется специальная шайба). Регулировочный процесс достаточно подробно описывается в  прилагаемых инструкциях, а так же в информации по монтажу конкретного устройства, которая доступна на полях Internet. Минус самостоятельной установки — наличие не малой вероятности нарушить нормальную работу ведущего моста.

Плюс монтажа самоблокирующих устройств специальными организациями (проводящих разбор и сбор мостов в специальных технологических условиях) очевиден. Зачем тратить на монтаж немало своего времени, когда можно поручить его специалистам. Более того, эти структуры обязаны давать гарантии и обеспечивать техническое сопровождение своих работ.

Виды изделий

В настоящее времени на рынке имеется достаточно количество разнообразных типов самоблокирующихся дифференциалов для автомобиля УАЗ. К основным из них относятся следующие:

• Самоблок на УАЗ винтовой, повышенного трения. На рынке известен давно. Его отличает простота конструкции. Водители отмечают, что наиболее эффективно он работает тогда, когда перед преодолением препятствий педалью газа увеличивают мощность двигателя, что исключает буксование. Однако к недостаткам работы таких устройств относятся ситуации если автомобиль попав в яму, вывешивается одним колесом, выбирается из нее с большим трудом.

Важно ! Ставить и применять на уазике данный тип самоблокирующегося дифференциала не рекомендуется если предстоит эксплуатировать автомобиль в суровом бездорожье.

• Дифференциал с кулачковым способом самоблокирования. Специалисты считают, что это надёжное устройство, которое способно решить абсолютно все проблемы по преодолению разнообразных препятствий. Оно относится к дифференциалам повышенного трения. Принцип работы механический, позволяющий без проблем выходить из ситуации когда одно колесо вывешено, второе всегда предпримет все возможное для «вытаскивания» машины.
• Принудительные устройство самоблокировки дифференциала. Появились на рынке достаточно недавно. Эти механизмы снабжаются полуосью на которой имеются дополнительные шлицы. Основной отличительной особенностью принудительного «самоблока» является то, что он пневматический, работает с пневмоприводном.
• Самоблокирующий дифференциал на УАЗ ДАК (дифференциал автоматический Красикова). Это устройство отличают высокие характеристики функционирования. Его можно монтировать как в передние, так и в задние мосты УАЗ. Высокую производительность обеспечивают специальные шнеки, которые обгоняют специальные шарики в пространстве, оказывая влияние на характеристики свободного хода. Так, когда колесо оказывается вывешенном, шарики распираются, зажимая шнеки. Дифференциал блокируется. Разблокируется при установлении одинакового углового вращения полуосей.

Основным предприятием на территории РФ, специализирующимся на выпуске  уазовских самоблокирующихся устройств, является завод ИЖ. Обычно реализация агрегатов осуществляется через дилера «ИЖТЕХНО». Пользуются популярностью и тольяттинское предприятие «АВТОСПРИНТЕР».

Известна своими решениями американская компания ЕАТОН, которая разработала и применяет электрический принцип блокирования. Электронный тип изделий которой (самоблоки, работающие на принципе — электроблокировки дифференциала) завоёвывает все большую популярность. Основным управляющим узлом в нем является электропривод.

Опытные водители, профи, констатируют, что выше описанные неприятные ситуации, возникающие при установке на уаз стандартного дифференциала, являются в основном частными неприятными моментами. Однако предлагаемые к установке самоблокирующиеся дифференциалы, при правильном их монтаже, могут существенно увеличить проходимость автомобиля, позволяя уверенно ехать по любому бездорожью.

Ваш путеводитель по шкафчикам, дифференциалам с ограниченным скольжением и катушкам

Первым автопроизводителям нужно было во многом разобраться, например, как передать мощность двигателя на колеса. С самого начала было обнаружено, что нельзя согласовать скорость двигателя со скоростью вращения колес. Бесчисленные часы инноваций и инженерии привели к появлению гениальных изобретений, таких как муфты и дифференциалы, которые могли бы правильно передавать мощность и использовать ее.Пришлось изобрести трансмиссии, которые умножили бы передаточные числа и позволили бы дифференцировать скорость определенных частей, чтобы обеспечить плавную работу системы.

С тех пор были написаны целые книги по технике, лежащей в основе дифференциалов и систем сцепления, но мы попытаемся дать вам основы дифференциалов мостов в этой статье. Хотя дифференциалы можно найти в других местах транспортного средства (например, в полноприводных раздаточных коробках), для практических целей мы будем иметь в виду только то, что находится внутри ваших осей.

В чем разница?

Дифференциалы находятся в ведущих мостах автомобилей. Энергия проходит через трансмиссию от двигателя к трансмиссии через раздаточную коробку и вниз по карданному валу, который вращает ведущую шестерню оси (или независимую центральную часть подвески в IFS или IRS). Ведущая шестерня этой оси вращает коронную шестерню, установленную на дифференциальной шестерне, которая поворачивает оба полуоси перпендикулярно оси вращения приводного вала благодаря наклонному сечению зубчатого колеса с зубчатым венцом.Кольцевая шестерня и ведущая шестерня не имеют передаточного числа 1: 1, а вместо этого делят скорость вращения приводного вала на любое передаточное число (например: передаточное число 4,10: 1 поворачивает полуоси примерно на 1/4 скорости Приводной вал.) Дифференциал не только является опорой зубчатого венца, передающей мощность, но и позволяет дифференцировать скорость вращения колес.

Соответствующим образом названный «дифференциал» в вашей оси делает именно это; он позволяет дифференцировать скорость вращения колес на обоих концах ведущей оси.Это сделано для того, чтобы трансмиссия не заедала и автомобиль не «подпрыгивал» при повороте, что обеспечивает плавность хода. Когда автомобиль поворачивает в одну или другую сторону, внутренняя шина в повороте вращается медленнее, чем внешняя шина. Если бы оба полуоси были заблокированы вместе, обеим колесам пришлось бы вращаться с одинаковой скоростью, несмотря ни на что. Хотя было бы неплохо ехать прямо по дороге, даже смена полосы движения на шоссе может немного изменить скорость колес. Это небольшое изменение скорости колес требует наличия дифференциала на каждой ведущей оси для плавного управления автомобилем.

Внедорожник

Но то, что делает дифференциал отличным, может испортить ему грязь. Учет разницы в скорости вращения колес означает, что одна шина может быть полностью остановлена, в то время как другая шина вращается (при открытом дифференциале). Следовательно, если одна шина теряет сцепление с дорогой, в то время как другая сторона имеет его (сцепление), только шина без сцепления будет вращаться. Вот как вы застряли. Вот почему нам нужны дифференциалы, улучшающие тягу.

Дифференциал, улучшающий тяговое усилие, — это дифференциал, который значительно снижает или устраняет любую разницу в скорости вращения колес.Существует два основных типа: дифференциалы повышенного трения или дифференциалы с блокировкой, также известные как локеры. Третий тип тягового устройства для оси — используемый только для внедорожных или гоночных целей — это шпуля; держатель зубчатого венца, который на самом деле не дифференциал, а представляет собой цельный кусок металла, который полностью блокирует оба полуоси вместе в центральной части вашей оси. Существует множество вариаций дифференциалов повышенного трения и рундуков, но пусть это будет ясно: шкафчик на 100 процентов блокирует оба полуоси одной оси вместе, что позволяет абсолютно не различать движения колес (в заблокированном состоянии), если только что-то не сломается.Все, что заблокировано менее чем на 100 процентов, следует рассматривать как открытый дифференциал, дифференциал с ограниченным скольжением или просто неработающий.

Что подойдет вам?

Это вопрос, на который вы должны ответить на основе полученной вами информации. Если вы каждый день водите свой 4×4, дифференциал повышенного трения или регулируемые блокираторы дифференциала всегда будут вашим лучшим выбором. Преимущество ограниченного скольжения перед шкафчиком в том, что он постоянно включен и может помочь даже на улице. Выбираемый блокиратор удобен тем, что он абсолютно блокирует обе шины (обе стороны оси) вместе при включении и позволяет полностью нормально работать на улице при отключении.Если вы 100% времени находитесь в бездорожье, вам может подойти несколько менее дорогой автоматический шкафчик. А если вас совсем не беспокоит износ шин или радиус поворота, можно просто запустить катушку.

Открытые дифференциалы

Открытый дифференциал — это дифференциал, который применяет одинаковый крутящий момент к обоим колесам, но позволяет различать скорость вращения (полуоси). Таким образом, хотя к обеим сторонам водила постоянно прилагается одна и та же сила, открытый дифференциал позволяет одному колесу вращаться медленнее, чем другому, или даже полностью останавливаться, в то время как другое колесо вращается быстрее.Открытые дифференциалы достигают этого за счет использования боковых шестерен и звездочек внутри водила.

Дифференциалы повышенного трения

Дифференциал повышенного трения (LSD) препятствует разнице в скорости вращения колес, чтобы предотвратить проскальзывание шины при уменьшении тяги на одной стороне оси. LSD по-прежнему будет позволять дифференцировать скорость колес, поэтому вы можете нормально ездить по асфальтированным дорогам с установленным одним из них, что делает его популярным для уличных грузовиков. Для целей этой статьи мы сосредоточимся на двух основных типах доступных LSD на вторичном рынке: с муфтой сцепления и с шестеренчатым ограниченным скольжением.

01. СЦЕПЛЕНИЕ ИЛИ КОНУС LSD

В дифференциале повышенного трения с муфтой сцепления используется пакет дисков сцепления или конусы. Сила зажима и трение используются для сведения к минимуму неравномерного вращения колес. Внутренние элементы водила LSD с муфтой похожи на открытый дифференциал, с всегда задействованным предохранительным усилием сцепления, готовым предотвратить пробуксовку колеса. Чем больше крутящий момент прикладывается, тем большее усилие будет приложено к муфтам (или конусам будет увеличиваться) и тем более сцепленными будут колеса.Эти типы дифференциалов могут иногда нуждаться в восстановлении и замене носимых предметов.

02. ПЕРЕДАЧА LSD

Редукторный дифференциал повышенного трения — это чувствительный к крутящему моменту механический LSD, не имеющий конусов или муфт. В нем используются косозубые червячные (или прямозубые) шестерни, которые прижимаются к водилу и создают трение для предотвращения пробуксовки колеса. Смещение крутящего момента применяется только к более медленно вращающемуся колесу, когда это необходимо, и в противном случае остается в «открытом» положении.Вы можете рассматривать этот тип как автомат ограниченного трения. Поскольку ограниченные проскальзывания с приводом от зубчатой ​​передачи только передают крутящий момент, когда это необходимо, они не создают каких-либо заеданий, как это могло бы быть у LSD с муфтой или шкафчика, поэтому их можно использовать в передних частях без отрицательного воздействия.

Дифференциалы с автоматической блокировкой

Автоматический блокиратор дифференциала переходит в разблокированное «открытое» положение при повороте, а затем повторно входит в зацепление для движения по прямой, блокируя оба колеса вместе. Это обнаружение разъединения и повторного включения осуществляется посредством полностью механической операции и оказалось надежным, сверхмощным, беспроблемным вариантом, который предпочитают многие энтузиасты бездорожья.Но некоторые пользователи обнаруживают, что автоматическое включение и выключение не всегда происходит точно, и иногда автоматический шкафчик внезапно выскакивает или слегка заходит в угол. Этот «хлопок» иногда может звучать так, как будто вы только что сломали полуось, и обязательно привлечет ваше внимание, когда это произойдет.

Шкафчик Drop-In

Менее дорогая опция блокировки дифференциала — это «вставной» рундук. Выдвижной шкафчик — это модернизация дифференциала, которая входит в ваш существующий открытый багажник и превращает его в дифференциал с автоматической блокировкой.Как правило, это самый дешевый тип вспомогательного средства тяги, которое вы можете добавить (помимо катушки) к своей оси, но иногда они не так сильны, как полный сменный ящик.

Выбираемые дифференциалы блокировки

Выбираемый шкафчик дифференциала — это тот, который идет от открытого дифференциала до полностью заблокированного дифференциала (который, по сути, действует как золотник). Включение и отключение выбираемого шкафчика чаще всего осуществляется с использованием сжатого воздуха или электричества для приведения в действие шкафчика.Когда выбираемый шкафчик заблокирован, не учитывается разница в скорости вращения с обеих сторон оси. Несмотря ни на что, обе шины повернутся вместе. При движении спереди будет очень сложно повернуть рулевое колесо с включенным фиксатором, если обе шины имеют сцепление с дорогой.

ПАКЕТЫ ДЛЯ ШКАФОВ

Пакеты шкафчиков с возможностью выбора часто продаются в комплекте со всем необходимым (за исключением установочного комплекта) для замены существующих дифференциалов на блокирующую.Дифференциалы с электрической блокировкой обычно имеют два провода, которые выходят из картера моста и идут к переключателю. В шкафчиках с пневматическим приводом используются воздуховоды и соленоиды, а иногда воздушные компрессоры продаются отдельно. Если вы торопитесь завершить установку перед поездкой, убедитесь, что у вас есть воздушный компрессор, включенный в вашу покупку, если вы используете воздушный шкафчик.

Катушки

Иногда лучший выбор — отсутствие дифференциала. В более экстремальных условиях бездорожья (например, в гонках) многие водители выбирают на задних осях золотник вместо дифференциала.Золотник блокирует оба полуоси вместе и позволяет не различать скорость вращения колес. С этим легче справиться, когда есть пробуксовка шины из-за разницы в сцеплении с грязью / грязью / песком. Нет более легкого, более прочного и более холодного варианта центральной секции, чем катушка. Катушки представляют собой цельный кусок обработанного металла без движущихся частей, поэтому они не только недорогие, но и чрезвычайно прочные, компактные и не нагреваются. Это неприемлемый вариант для уличного транспортного средства, равно как и не вариант для переднего дифференциала 4WD — ваша способность поворачиваться будет значительно ограничена.Золотники следует использовать только на задних осях.

Одна ось за раз?

Предполагая, что у вас полноприводный автомобиль, у вас есть два дифференциала: один передний и один задний. Добавляя шкафчик дифференциала, вам не нужно совмещать оба конца с шкафчиками. В то время как хардкорные внедорожники любят, чтобы на обеих осях были фиксаторы, вы все равно увидите значительное улучшение тяги с помощью только заднего фиксатора. Пока вы не меняете передаточные числа, вы можете работать с одной осью за раз без каких-либо последствий.

Dana 60 или Ford 9 дюймов?

Dana 60s и Ford 9-дюймовые оси — две самые популярные оси для внедорожников. Оба могут быть полуплавающими или полностью плавающими; Оба могут использовать 35- или 40-шлицевые полуоси, если они были модифицированы, и оба имеют множество доступных корпусов и дифференциалов послепродажного обслуживания. Dana 60 имеет зубчатое колесо диаметром 9,75 дюйма, а Ford 9 дюймов — зубчатое колесо диаметром 9 дюймов (внешний диаметр). Однако многие утверждают, что 9-дюймовый Ford такой же прочный, как Dana 60, потому что зубчатый венец 9-дюймового колеса толще из-за меньшего внутреннего диаметра зубчатого венца.Но эта разница во внутренних диаметрах коронной шестерни влияет на размер дифференциала. Дифференциал (слева) Dana 60 больше, чем 9-дюймовый Ford (справа) . Так что, если вы не используете катушку, Dana 60 — более сильный вариант, основанный на размерах дифференциала.

Dana 60 (слева) и Ford 9 дюймов (справа) — две самые популярные оси среди внедорожников.

Отличия вашей езды

Большинство стандартных полноприводных автомобилей производятся с открытым дифференциалом.Дифференциалы повышенного трения являются опцией в качестве модернизации при сборке автомобиля, но очень немногие автомобили собираются с шкафчиками дифференциала. Есть несколько исключений: Toyota предлагает дифференциал с электрической блокировкой на обеих осях своих Land Cruiser и в задней части Tundras и Tacomas. Jeep предлагает в своем автомобиле Wrangler Rubicon передние и задние шкафчики. А у Ford есть запасные задние электрические шкафчики даже для их грузовиков Super Duty. Следует отметить, что дифференциалы, улучшающие тяговое усилие (подобные описанным выше), могут быть частью электронных систем поддержки тягового усилия, имеющихся в VW Touaregs и многих более новых полноприводных автомобилях высокого класса, но не являются их частью.

Переключение передач

Говоря об изменении передаточного числа, магазин снаряжения будет взимать с вас примерно такую ​​же сумму за демонтаж вашей оси и установку шкафчика независимо от того, меняете ли вы передаточное число или нет. Если вы думаете о переключении передач, сейчас самое время. Конечно, вы потратите больше денег на покупку оборудования, но в конечном итоге вы сэкономите деньги, поскольку вам не придется платить за установку дважды.

Авто или

с возможностью выбора

Дифференциал с автоматической блокировкой использует поперечное вращение колес для указания того, блокировать ли его или нет.Он может определять ненужное или нежелательное пробуксовывание колес и мгновенно блокировать обе оси. Автоматический шкафчик теоретически разблокируется при повороте или повороте и блокируется обратно по прямой. В теории это звучит замечательно. И есть несколько высокотехнологичных OEM-систем автоматической блокировки, которые прекрасно работают. Но автоматический шкафчик иногда может слегка сработать, когда вы этого не хотите (например, при повороте). И по тем же причинам на них не всегда легко ездить по обледенелой дороге. Кроме того, износ шин может ускориться с помощью автоматического рундука.Поэтому многие энтузиасты часто выбирают шкафчик с возможностью выбора, если он предназначен для ежедневного использования 4 × 4. Возможность оставить дифференциал полностью открытым во время движения по дороге часто является самым простым и лучшим вариантом для использования на улице / шоссе. Но выбираемый шкафчик обычно дороже и добавляет к вашему шкафчику внешние элементы, которые могут выйти из строя за пределами оси (проводка, воздуховоды, соленоиды, реле, переключатели и т. Д.). По этой причине многие специализированные внедорожные установки будут оснащены автоматическими шкафчиками.

Примечание редактора: Версия этой статьи впервые появилась в печатном выпуске журнала Tread Magazine , осень 2016 г., за .

Pickup Trucks 101: что нужно знать о Traction

Отправленный Марком Уильямсом | 8 июня 2017 г.

Примечание редактора: Давние читатели PickupTrucks.com могут вспомнить название этой серии, появившееся несколько лет назад.Чтобы лучше обслуживать наших менее опытных читателей, мы воскрешаем его, обсуждая некоторые из наиболее важных тем о пикапах. Начнем с одной из самых основных проблем — особенно при движении по скользкой улице с пустой грядкой — тяги.

В ближайшие месяцы у нас будет больше этих статей, посвященных основам, так что следите за обновлениями. И не стесняйтесь добавлять свои два цента или предлагать темы для обсуждения в разделе комментариев под статьей. Если вы не зарегистрированы для добавления комментариев, потратьте несколько секунд и сделайте это сейчас.Мы хотим услышать, что вы хотите сказать.

Мэтью Барнс

Вы когда-нибудь пытались быстро разогнаться, чтобы выехать на скоростное шоссе в плохую погоду, и застряли в крутящемся одном колесе? Открытые дифференциалы важны при поворотах, поскольку они позволяют внешней шине двигаться быстрее, чем внутренней. К сожалению, они также позволяют передавать всю мощность на колесо с наименьшим тяговым усилием. В большинстве условий вождения это нормально, но при движении в ненастную погоду или по пересеченной или грязной местности автомобиль может застрять, раскручивая одну шину на скользком месте, в то время как остальные три имеют отличное сцепление с дорогой.Транспортировка или буксировка тяжелого груза может еще больше затруднить вождение в таких условиях с открытым дифференциалом.

Для борьбы с этим многие производители предлагают в той или иной форме средства защиты тяги. Они варьируются от торможения вращающегося колеса (колес) с помощью антиблокировочной тормозной системы до блокировки дифференциала, чтобы оба колеса вращались с одинаковой скоростью независимо от того, на какой поверхности находятся шины. Многие системы предлагают комбинацию, например Toyota Tacoma, которая имеет активную антипробуксовочную систему и электронную блокировку заднего дифференциала.

Антиблокировочная тормозная система

Многие производители предлагают стандарт антипробуксовочной системы ABS для своих пикапов и внедорожников. Некоторые производители выходят за рамки базовой антипробуксовочной системы с внедорожной версией. Эти типы систем можно найти на Toyota, Nissans, Jeep, Ford, GM, Rams и многих других. В автомобилях с ABS на каждом колесе есть датчики, которые определяют, заблокировано ли колесо, когда оно должно вращаться, и нужно ли активировать ABS для этого колеса. Эти же датчики и антиблокировочные тормозные системы используются для торможения колеса, которое вращается значительно быстрее, чем противоположное колесо на той же оси.Эти системы недороги, поскольку в них используется уже установленное оборудование. Недостатком этих систем является то, что они могут издавать громкие скрежетающие звуки, перегреваться при чрезмерном использовании и вызывать дополнительный износ тормозной системы. Многие можно включать и выключать нажатием кнопки. Они также чувствительны к нажатию педали газа и тормозов и требуют некоторого обучения, но после освоения сцепления с ABS может оказаться бесценным.

Дифференциал повышенного трения

Существует два основных типа дифференциалов повышенного трения: с приводом от зубчатой ​​передачи и с приводом от сцепления.В дифференциалах с зубчатым приводом, которые часто называют дифференциалами Torsen, используются червячные винты и червячные передачи для управления величиной крутящего момента, передаваемого на каждую ось. В дифференциалах повышенного трения с шестеренчатым приводом нет ударов или хлопков, потому что они всегда включены. Они также прочные и не требуют специальных добавок к трансмиссионному маслу. Дифференциалы с зубчатым приводом работают по системе увеличения крутящего момента. Если дифференциал имеет отношение смещения 3: 1, он умножит крутящий момент на шине с низким сцеплением на 3 и отправит этот большой крутящий момент на шину с высоким сцеплением.Если колесо с меньшим сцеплением имеет сопротивление крутящему моменту 40 фунт-фут, то на другую сторону будет передаваться крутящий момент 120 фунт-фут. Обратной стороной этой системы является то, что когда одна шина не имеет тяги, дифференциал не может передавать крутящий момент на шину с тяговым усилием, потому что любое число, умноженное на ноль, равно нулю. Во многих ситуациях одновременное включение тормозов и дроссельной заслонки позволяет передавать на шину достаточный крутящий момент с тягой, чтобы снова заставить автомобиль двигаться. Эти типы дифференциалов обычно используются в задних дифференциалах грузовиков и внедорожников, центральных дифференциалах полноприводных автомобилей и даже иногда в переднем дифференциале, например, в Ford F-150 Raptor, работающем по пустыне.

Дифференциалы с приводом от сцепления работают так же, как сцепление в механической коробке передач, но они используют ряд дисков сцепления, чтобы добавить крутящий момент к колесу с тяговым усилием. Часто они чувствительны к разнице скоростей между колесами, а это означает, что чем быстрее вращается одно колесо по сравнению с другим, тем больший крутящий момент передается на колесо с тягой. Эти дифференциалы могут передавать крутящий момент на колесо с тягой, даже когда противоположное колесо не имеет тяги. Обратной стороной дифференциалов с приводом от сцепления является то, что они со временем изнашиваются и нуждаются в ремонте.Они также требуют наличия фрикционных присадок в трансмиссионном масле для обеспечения их эффективной работы.

Блокировка дифференциала

Существует много типов блокировки дифференциалов, но все они работают, заставляя оба колеса вращаться с одинаковой скоростью, эффективно создавая распределение крутящего момента между колесами 50/50. Производители предлагают два основных типа блокировки дифференциалов: электронную блокировку и автоблокировку.

Дифференциалы с электронной блокировкой, или электронные шкафчики, работают с помощью электромагнита или соленоида для включения шкафчика.Они предлагаются во многих грузовиках и внедорожниках Toyota, Ford, Ram и Nissan. Они предсказуемы; водитель выбирает, когда включать или выключать механизм, но большинство из них может быть задействовано только тогда, когда автомобиль находится в режиме 4-Low, а не во время движения. Это может вызвать проблемы в нормальных условиях вождения, когда вы не хотите, чтобы дифференциал постоянно блокировался, но вы попадете в скользкое место, и автомобиль застрянет или значительно замедлится из-за пробуксовки одного колеса. Toyota Tacoma и 4Runner; Nissan Frontier; У Ford Raptor, F-150, F-250 и F-350 есть электронные шкафчики.Почтенный Ram 2500 Power Wagon имеет передний и задний дифференциалы с электронной блокировкой, а сзади — механизм повышенного трения с шестеренчатым приводом.

Автоблокировка дифференциалов активируется, когда одно колесо вращается примерно на 100 об / мин быстрее, чем другое колесо той же оси. Разница в скорости заставляет механизм активировать и блокировать оси вместе. Они могут зацепиться с треском и даже могут вызвать повреждение осей или дифференциала, если разница в сцеплении между двумя колесами велика.Они хорошо работают в большинстве условий. Eaton G80 от GM, используемый во многих его грузовиках и внедорожниках, является примером автоблокировки дифференциала. Автоматические запирающиеся шкафчики могут сработать, даже если одно колесо имеет нулевое тяговое усилие или оторвано от земли. Обратной стороной является то, что водитель не может выбирать, когда включать или отключать шкафчик.

Другие типы блокировки или блокировки дифференциалов включают пневматические, гидравлические, тросовые, храповые и золотниковые. Есть даже несколько сложных электрических над вакуумом над гидравлическими системами, как в Mercedes-Benz G-Class.Большинство из них доступны как опции послепродажного обслуживания, и все они работают по-разному. Пневматические, гидравлические и тросовые дифференциалы похожи на электронные шкафчики в том смысле, что водители могут блокировать и разблокировать дифференциал, когда захотят. Дифференциалы с храповым механизмом всегда включены и позволяют внешнему колесу вращаться быстрее, чем внутреннее колесо, но ни одно из них не может вращаться медленнее, чем коронная шестерня в дифференциале. Золотники исключают дифференциал, поэтому крутящий момент всегда распределяется 50/50.

Какой дифференциал лучше всего подходит для вас?

У каждого типа тягового устройства есть свои преимущества и недостатки.Каждый из них работает по-разному в разных ситуациях, и не существует одного типа, который лучше всего подходит для всех. При выборе тягового устройства важными факторами являются стиль вождения, предпочтительные виды деятельности, климат и местоположение. Ниже приводится краткое описание типов тяговых устройств, обычно используемых в конкретной ситуации. Однако то, что лучше всего подходит для одного человека, может не сработать для другого в той же ситуации. Те, кто любит ползать, оснащают свои автомобили выбираемыми шкафчиками, такими как электронный шкафчик или воздушный шкафчик, потому что они обеспечивают максимальный контроль и предсказуемость в ситуациях с низким сцеплением.

При движении по грязи, снегу или обледенению зачастую проще управлять устройством ограниченного скольжения или автоматическим запиранием, поскольку они включаются только при обнаружении скольжения. При транспортировке тяжелого груза или прицепа рекомендуется использовать дифференциал с зубчатым приводом, поскольку увеличенный вес на задней оси может создать большую разницу в сцеплении с дорогой между двумя колесами. В этой ситуации устройства типа сцепления будут изнашиваться быстрее, чем если бы они были слегка нагружены, а устройства автоматической блокировки будут задействованы сильнее, что также приведет к большему износу.Катушки используются только в особых случаях, так как ими сложно ездить по улице в любых условиях.

Еще важнее, чем какое тяговое устройство или система у вас есть, — это знать, что у вас есть и как им пользоваться. Блокировка и дифференциалы повышенного трения ведут себя по-разному. Ограниченное скольжение с приводом от зубчатой ​​передачи отличается от ограниченного скольжения с приводом от муфты, а автоматическое запирание отличается от выбираемого рундука. У средств увеличения тяги ABS также есть свои «сладкие места», в которых они работают лучше всего.Простое знание того, что есть у вашего пикапа и как его использовать в той или иной ситуации, позволит грузовику продолжить свой путь, несмотря на плохую погоду или пересеченную местность.

Cars.com фото Мэтью Барнса, Эван Сирс

Что такое блокирующий дифференциал?

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

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

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

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

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

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

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

Посмотреть все 6 фото Ящики для завтраков предлагают относительно недорогой и эффективный способ увеличения оборотов благодаря довольно простой установке. Отличное место для начала жизни со шкафчиками.

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

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

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

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

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

Самоблокирующийся дифференциал 1

ЯзыкиНемецкий-английскийАнглийский-немецкийИспанский-немецкий

Самоблокирующийся дифференциал 1 Их можно получить без постороннего влияния или с большим количеством электроники или гидравлики. Все самоблокирующиеся дифференциалы объединяет одно или два многодисковых сцепления. с обеих сторон шестерни полуоси. Базовая конструкция уже очень старая, поэтому она хорошо зарекомендовала себя. При необходимости, дисковый пакет в масле создает достаточное трение для удержания двух приводных поверхностей вместе с усилием прибл. От 25 до 70 процентов. Если возникают проблемы с тягой, например, между двумя сторонами ведомой оси, больший крутящий момент распределяется на колесо с лучшим сцеплением. Конечно, это касается не только дифференциалов между двумя колесами (поперечные), но и дифференциалов между двумя осями (продольных).Первоначально самоблокировка происходила механически, таким образом, когда через При натяжении различающихся скоростей колес две половины разделенного корпуса для смещенных конических зубчатых колес раздвигаются, затем приводится в действие сцепление. (см. рисунок 3). Даже во времена VW-Beetle этот тип блокировки дифференциала можно было заказать. Установленный непосредственно на заводе, он действительно работал хорошо, но с увеличением пробега терял часть своей эффективности. В настоящее время подобное решение больше не будет приемлемым.Тем не менее, как вы можете видеть на картинке выше, механика перенесена в наши дни. Итак, остались два многодисковых сцепления. Однако теперь они, когда это необходимо, управляются гидравлическим давлением. Конечно, за принятие решения отвечает большая часть электроники. Прежде всего, Есть колесные датчики, которые вызывают систему. Для этого необходимо создать достаточное гидравлическое давление с помощью подходящего насоса. Было бы идеально, если бы эту систему можно было использовать и для других целей. В случае срабатывания триггера к поршневому кольцу (см. Рис. 2) прилагается приличное давление, которое сжимает пакет из нескольких дисков. В отличие от сегодняшних систем, в прошлом это не могло быть модулируется и просто активируется, когда колеса достигают определенной разницы в скорости. Эти блокирующие дифференциалы были предназначены только для того, чтобы помочь вам выйти из неловкой ситуации, поэтому они были эффективны до адекватная скорость, скажем, 35 ​​км / ч. Между тем, этот тип блокировки дифференциала также поддерживает, например, гусеничную стабилизацию ESP в совершенно разных диапазонах скоростей. Они также имеют не только гидравлическое управление, но и магнитные муфты. Как продольная блокировка, фактическое смещение зубчатого колеса может быть устранено с помощью только одной муфты для соединения передней и задней осей друг с другом, что является дальнейшим развитием муфты Haldex. 07/13

Prometeo Meccanica Самоблокирующийся дифференциал для Abarth 500

Описание продукта

Как и любой спортивный автомобиль с передним приводом, Abarth 500 (или Abarth 595) может иметь низкое тяговое усилие из-за высокого крутящего момента, передаваемого на шины.

Такая ситуация обычно возникает на выходе из поворота, когда внутреннее колесо частично разгружено текущим весом из-за привода центробежной нагрузки; Таким образом, одно колесо способно передавать на землю крутящий момент, намного меньший, чем другое.

Обратите внимание, что свободный дифференциал отличается тем, что он всегда делит крутящий момент на две одинаковые доли; таким образом, максимальный крутящий момент, который может быть разгружен на землю, обусловлен сцеплением менее нагруженного колеса.

Abarth 500-595 обычно оснащен электронным устройством под названием TTC, которое ИМИТАЕТСЯ самоблокирующимся дифференциалом.Когда ведущее колесо теряет сцепление с дорогой, ЭБУ подает электрический импульс на тормозной суппорт пробуксовывающего колеса; отрицательный крутящий момент, добавленный к колесу, позволяет ввести в заблуждение нормальный («открытый») дифференциал, приводя к тому же самому крутящему моменту к колесу с более высоким сцеплением.

TTC — это значительная и безопасная система, которая позволяет хорошо контролировать автомобиль, но — мы настаиваем — это не самоблокирующийся дифференциал, и она не гарантирует характеристик, которые может дать только хорошо сделанный самоблокирующийся дифференциал. .

Если вы ездите на своем Abarth 500 в трек-дни или вас раздражает неприятное проскальзывание внутреннего колеса на каждом выходе из резкого поворота, настоящий самоблокирующийся дифференциал — ваше решение.

Самоблокирующийся дифференциал

Prometeo с косозубой шестерней (также называемый «дифференциал ограниченного трения»), испытанный на автомобилях с крутящим моментом двигателя более 30 кгм (~ 300 Нм), позволяет асимметрично распределять крутящий момент, исходящий от двигателя. Это означает, что колесо с большим сцеплением получит дополнительный крутящий момент по сравнению с другим (более ненагруженным) колесом. Степень блокировки дифференциала Prometeo при движении составляет около 35%. Мы предпочли не превышать эту скорость, потому что Abarth 500 или Abarth 595 является и остается дорожным автомобилем.

Дифференциал с косозубой шестерней работает очень прогрессивно и не вызывает неприятных ощущений при стандартном приводе. Частота блокировки в режиме торможения двигателем ограничена 25%, чтобы не влиять на торможение и прохождение поворотов.

Достигнутый эффект очень сложно объяснить словами, но ощущение, которое испытывается, когда вы открываете дроссель после вершины поворота и не чувствуете, что передняя часть уходит по касательной, но ведет во внутреннюю часть, — это что-то неизвестное. для стандартного дифференциала переднего привода.

Кроме того, дифференциальная работа Prometeo совместима с TTC.

Как работает самоблокирующийся дифференциал?
Прежде всего, рассмотрим открытый (= стандартный) дифференциал в переднем приводе.

Дифференциал — это устройство, способное разделить крутящий момент, исходящий от коробки передач, на две абсолютно идентичные половины, независимо от разницы в скорости вращения колес на одной оси.
Итак, как вы можете видеть на изображении, указано 100 (условные единицы) крутящего момента, поступающего на дифференциал, каждое колесо получит крутящий момент 50.

Есть еще один важный фактор, который следует учитывать: сцепление шин с землей. Крутящий момент можно разгружать на землю до предела сцепления колеса; этот предел пропорционален величине нагрузки, действующей на колесо, и коэффициенту сцепления, который, очевидно, строго зависит от состояния почвы и шин.

Итак, если одно из колес переднего привода проходит зону с меньшим сцеплением (например, скользкий асфальт) или оно имеет низкую нагрузку при движении по быстрому повороту (внутреннее колесо), крутящий момент, который это колесо может передать на землю уменьшается, поскольку достигает предела скольжения.Из-за упомянутой ранее стандартной функции дифференциала (механизм распределяет приходящий крутящий момент на равные части), такое же (низкое) значение крутящего момента будет передаваться на другое колесо, хотя оно будет иметь хорошее сцепление с землей.

Как вы можете видеть на предыдущей картинке, указанное 30 — это предел проскальзывания переднего левого колеса, правое колесо не может сделать ничего лучше, чем разгрузить 30 на землю. Таким образом, общая тяга передней трансмиссии снижается до 60, что значительно меньше, чем 100 в предыдущем примере.

Если установить самоблокирующийся дифференциал Prometeo без штатного, тяга улучшится.Посмотрим, как и сколько.

Прежде всего, при хорошем и равномерном сцеплении самоблокирующийся дифференциал ведет себя как открытый дифференциал, как показано на следующем рисунке.

Если колесо теряет сцепление с дорогой, по сравнению с открытым дифференциалом, дополнительный крутящий момент около 35% передается на другое колесо.
Итак, весь крутящий момент передней трансмиссии без нагрузки на землю выше, чем крутящий момент без нагрузки от открытого дифференциала.
Следующее изображение очень поясняет способ работы.

Коэффициент 35% — лучший компромисс, найденный в ходе множества тестов, проведенных в различных условиях. Не забывайте, что чрезмерная скорость блокировки может привести к недостаточной поворачиваемости автомобиля при нормальной езде и, как следствие, к проблемам для водителя. С другой стороны, слишком малая скорость блокировки снизила бы преимущества самоблокирующегося дифференциала, сделав его практически бесполезным.

Что такое дифференциал повышенного трения?

Если вы поклонник спортивных автомобилей или полноприводных автомобилей, то, возможно, вы слышали о дифференциале повышенного трения.Этот комплект, сокращенно называемый LSD, является частью системы привода автомобиля и предназначен для того, чтобы помочь двигателю более эффективно передавать свою мощность на дорогу, улучшая характеристики и управляемость автомобиля.

В общих чертах, дифференциал повышенного трения делает то, что он говорит, поскольку это устройство, ограничивающее количество пробуксовки, когда ведущие колеса теряют сцепление с дорогой при подаче мощности. LSD делает это путем перераспределения мощности двигателя на колеса с наибольшим сцеплением, либо с помощью механической системы, с помощью электроники, либо с помощью их комбинации.

• Что такое 4WD? Объяснение систем полного привода

Основным преимуществом оснащения автомобиля LSD является улучшение его управляемости, хотя это также полезная функция безопасности, поскольку она обеспечивает больший контроль над подачей мощности автомобилем. Вы часто найдете дифференциал повышенного трения, устанавливаемый на высокопроизводительные автомобили, которые обладают большой мощностью, которую в противном случае им было бы сложно добраться до дороги. Другие применения включают установку их на полноприводные автомобили, которые, вероятно, решат выезжать на бездорожье и нуждаются в дополнительном сцеплении, которое эти дифференциалы могут помочь создать.

Механические дифференциалы дорогие в разработке и установке, поэтому вы часто найдете их только на более дорогих моделях с высокими рабочими характеристиками и на моделях компактных семейных автомобилей с горячими хэтчбеками. Однако с развитием автомобильной электроники некоторые производители теперь предлагают электронные дифференциалы, которые выполняют работу, аналогичную LSD, за счет использования датчиков скорости вращения колес, которые сообщают электронике автомобиля о необходимости притормозить вращающееся колесо, чтобы контролировать мощность автомобиля.

Хотите узнать больше? Читайте дальше, чтобы узнать об истории дифференциалов с ограниченным проскальзыванием, различных типах дифференциалов и их работе.

История дифференциала повышенного трения

Как и многие разработки дорожных автомобилей, происхождение LSD восходит к автоспорту. В 1930-х годах Фердинанд Порше поручил немецкой инженерной фирме ZF создать дифференциал, который помог бы уменьшить пробуксовку колес автомобилей Гран-при Auto Union, поскольку их огромная выходная мощность легко превосходила сцепление, обеспечиваемое узкими шинами того времени.

Впоследствии преимущества этого типа дифференциала использовались во внедорожниках, но дифференциал повышенного трения снова получил известность в 1960-х годах и в эпоху Muscle Car в США.Эти машины были построены во время гонки вооружений высокопроизводительных автомобилей между американскими производителями American Motors, Chrysler (и ее брендами Dodge и Plymouth), Ford (плюс Mercury) и General Motors (с ее брендами Buick, Chevrolet, Oldsmobile и Pontiac).

• Как заменить автомобильный аккумулятор и выбрать подходящий аккумулятор для вашего автомобиля

Но из-за растущей выходной мощности двигателей V8 и невысокой сложности трансмиссии дифференциал повышенного трения (также известный как «posi», или positraction, diff) помогли автомобилям набрать тягу, когда другие просто раскрутили бы их в облаке дыма от шин, и это стало желательным квадратом, который нужно отметить при указании вашего маслкара.

С тех пор дифференциал повышенного трения стал более сложным и дополнен более совершенными электронными системами управления, а также предлагаются различные типы LSD в зависимости от того, для чего они вам нужны. Механический дифференциал по-прежнему является желательным дополнением к заднеприводным спортивным автомобилям, и хорошо разработанные системы по-прежнему будут предлагать лучшие отклики, чем любая электронная альтернатива.

На горячих хэтчбеках с передним приводом LSD помогает свести к минимуму нежелательное управление крутящим моментом, поскольку передние колеса должны справляться с рулевым управлением, а также с понижением мощности, в то время как внедрение более продвинутой электроники помогает передним колесам справляться с этим. мощность, о которой еще десять лет назад не было слышно.Для полноприводных автомобилей дифференциал повышенного трения выполняет особую задачу по передаче мощности в угол автомобиля с максимальным сцеплением с дорогой, а самые сложные системы могут использоваться в сочетании с блокировкой дифференциалов для повышения скорости автомобиля. дорожная способность.

Как работает дифференциал повышенного трения?

Принцип дифференциала повышенного трения заключается в том, что он обеспечивает больший контроль над подачей мощности, чем обычный «открытый» дифференциал. Открытый дифференциал использует шестерни, чтобы колеса вращались с разной скоростью при прохождении поворотов, но когда подается много мощности, открытый дифференциал легко преодолевается ее подачей.Когда мощность поступает на колеса, он ищет путь наименьшего сопротивления, что в данном случае означает шину с наименьшим сцеплением. Если вам тяжело управлять дроссельной заслонкой в ​​мощной машине, это может означать, что вся мощность испаряется в облаке дыма, когда ненагруженная шина вращается, а другая шина продолжает сцепление.

Добавьте LSD и дополнительные механизмы — обычно в виде узла сцепления, кулачков или даже системы вязкой жидкости, которая является частью дифференциала — противодействуют этому естественному потоку мощности, чтобы перераспределить крутящий момент двигателя на колеса с максимальной схватить.В результате уменьшается пробуксовка колес для ненагруженной шины, а мощность автомобиля передается более эффективно, что улучшает сцепление с дорогой и, следовательно, характеристики поворота и ускорения.

• Беспилотные автомобили: все, что вам нужно знать

Существуют различные типы дифференциалов повышенного трения, и какой из них использует автомобиль, будет зависеть от используемой системы привода. На заднеприводных и полноприводных автомобилях может использоваться двусторонний LSD. Это означает, что LSD будет иметь эффект при подаче мощности, а также при замедлении, что означает постоянное ощущение автомобиля.

LSD с односторонним движением лучше подходит для автомобилей с передним приводом, потому что это будет иметь ограничивающий эффект только при ускорении. При замедлении LSD неактивен, что помогает при отключении мощности, потому что двухсторонний дифференциал имеет тенденцию вызывать недостаточную поворачиваемость в системе привода.

Между этими двумя находится 1,5-позиционный LSD. Это дает эффект LSD при ускорении и при замедлении, но величина скольжения не одинакова в обоих направлениях, поэтому в одном направлении эффект меньше, чем в другом.Это может быть более полезным, чем односторонний LSD, потому что он по-прежнему позволяет автомобилю использовать торможение двигателем при замедлении.

Другой тип LSD — это чувствительный к крутящему моменту дифференциал. Это особый тип дифференциала, известный под названием «дифференциал Torsen», который используется полноприводными автомобилями для разделения мощности между передней и задней осями. Одним из первых серийных автомобилей, в которых использовался дифференциал Torsen, был Audi Quattro, и эта система помогла ему доминировать в ралли в начале 1980-х годов.

Другие типы LSD

Стремясь снизить производственные затраты, некоторые автопроизводители придумали альтернативы дифференциалу повышенного трения, которые обеспечивают аналогичный эффект. Вязкий LSD использует густое масло для создания эффекта ограниченного скольжения, хотя эта система может изнашиваться быстрее, чем механический LSD, при этом масло может нагреваться и терять свою эффективность.

Благодаря достижениям в области электроники автопроизводителям удалось имитировать действие LSD с помощью датчиков для достижения эффекта.Некоторые системы оснащены обычным дифференциалом со сцеплением в стиле LSD, но его действие контролируется компьютером. Это может быть адаптировано к требованиям, в том числе водителем с помощью переключаемых режимов движения.

Другой вариант — полностью электронный дифференциал или e-diff. У них будет обычный открытый дифференциал без компонентов LSD, и вместо этого электроника автомобиля будет полагаться на датчики скорости вращения колес и систему ABS автомобиля для обнаружения ранних стадий пробуксовки колес и использовать тормозную систему автомобиля для ограничения крутящего момента, передаваемого на колесо, которое теряет тягу.Это очень эффективная система, а ее усовершенствованием является векторизация крутящего момента, которая активно распределяет мощность на колеса с максимальным сцеплением.

Понравилась эта техническая деталь? Тогда почему бы не прочитать нашу подробную статью о ESP и ESC.

Характеристики и использование самоблокирующегося дифференциала

Содержание

— Самоблокирующийся дифференциал: контекст

— Характеристики самоблокирующегося дифференциала

— Использование самоблокирующегося дифференциала

— Цена дифференциала повышенного трения

Все автомобили оснащены дифференциалом для распределения мощности между двумя или четырьмя ведущими колесами.Поскольку колеса не вращаются с одинаковой скоростью при прохождении поворотов, потерю сцепления с дорогой можно компенсировать устройством, называемым «самоблокирующимся дифференциалом», которое улучшает поведение автомобиля и влияет на качество вождения. Мы вам все об этом расскажем!

Ведущие колеса автомобиля не вращаются с одинаковой скоростью при прохождении поворотов. Внутреннее колесо вращается медленнее, чем внешнее колесо, потому что ему нужно преодолеть меньшее расстояние, чем другому. Дифференциал позволяет двум колесам сохранять тягу, позволяя им вращаться с разной скоростью.

Недостатком обычного дифференциала является то, что он передает одинаковое количество силы на каждое колесо, что приводит к потере сцепления на скользкой поверхности и в поворотах, где тяга колеса с наибольшим сцеплением снижается до нуля, в то время как это другого колеса соответственно увеличивается.

Самоблокирующийся мост, а точнее самоблокирующийся дифференциал , решает эту проблему, предотвращая вращение двух ведущих колес с разной скоростью.Он распределяет крутящий момент двигателя между ведущими колесами, как только они теряют сцепление с дорогой, что предотвращает пробуксовку колес.

Точность: Дифференциал повышенного трения выполняет ту же функцию, ограничивая передачу крутящего момента двигателя на колеса при достижении определенного уровня скольжения. Это по-прежнему самая распространенная система, используемая на серийных автомобилях. Эти две системы различаются по своим техническим характеристикам и типам транспортных средств, на которых они используются.

В самоблокирующемся дифференциале используется винт со спиральной головкой для распределения крутящего момента между ведущими колесами.Однако это устройство очень шумное и затрудняет переключение передач.

С точки зрения технического обслуживания, при замене масла дифференциала необходимо добавить специальную «самоблокирующуюся» присадку. На рынке доступны автомобильные масла с добавкой. Кроме того, когда дифференциал теряет свою эффективность, диски сцепления в конечном итоге изнашиваются и должны быть заменены, чтобы поддерживать работу самоблокирующегося дифференциала.

Примечание: Дифференциал повышенного трения работает с использованием системы дисков сцепления, которые ограничивают проскальзывание и распределяют крутящий момент на колеса.Современные дифференциалы повышенного трения могут управляться датчиками и электронными блоками управления или быть полностью электронными.

Другое устройство, также продаваемое как «самоблокирующееся», использует датчиков ABS , которые воздействуют на тормоза, ограничивая мощность на одно колесо, не распределяя ее на другое.

Совет: При покупке нового автомобиля спросите продавцов или технических специалистов о точном характере и работе системы, установленной или предлагаемой в качестве опции.

Самоблокирующийся дифференциал в основном используется в гоночных автомобилях.Его почти мгновенная реактивность и жестокость требуют от водителя тренировок, чтобы научиться пользоваться им.

Дифференциал повышенного трения чаще используется на семейных автомобилях и мощных спортивных автомобилях. Это обеспечивает более безопасное использование за счет улучшения контроля тяги и передачи мощности на землю. Он менее эффективен с точки зрения вождения, чем самоблокирующийся дифференциал, особенно на низких оборотах. Его использование легче освоить, чем использование самоблокирующегося дифференциала, которое требует меньшего обучения для вождения. Таким образом, его характеристики будут оптимизированы при спортивном вождении, а не при повседневном вождении.Кроме того, его бесшумная работа подходит для серийных автомобилей.

Полезно знать: оба типа дифференциалов могут быть адаптированы к серийным автомобилям, которые ими не оборудованы, но в основном для использования в соревнованиях. Запланируйте замену подшипников дифференциала и подшипника первичного вала со стороны сцепления на выходе коробки передач, на которые напрямую влияет крутящий момент двигателя.

Диапазон цен на дифференциал повышенного трения составляет от 1100 до 2600 долларов, в зависимости от типа автомобиля, с которым он совместим.

Дилеры по продаже аксессуаров для гонок обычно распространяют эту продукцию. Вы можете купить их прямо в их магазинах или на их сайтах.

.