Как работает дифференциал на переднем приводе. Дифференциал как работает на переднем приводе


Принцип работы дифференциала и его устройство

Автоликбез28 января 2018

Крутящий момент, создаваемый двигателем внутреннего сгорания, передается колесам с помощью различных механизмов – валов, шлицевых и шестеренчатых передач, дифференциалов. Последние вызывают наибольший интерес у любителей экстремальной езды по бездорожью, поскольку принимают участие в распределении мощности. Многие автолюбители слабо представляют работу данного узла, поэтому стоит рассмотреть вопрос, что такое дифференциал в автомобиле, объяснить его устройство и принцип действия.

Назначение механизма

Чтобы понять роль дифференциала, применяющегося в транспортных средствах всех типов, нужно рассмотреть конструкцию обычного планетарного редуктора, передающего усилие от карданного вала двум полуосям. Алгоритм работы агрегата прост:

  1. Кардан вращает хвостовик с косозубой шестеренкой на конце.
  2. От хвостовика крутится большая планетарная шестерня, соединенная с двумя полуосями.
  3. Крутящий момент передается от планетарной шестерни полуосям и закрепленным на концах колесам.

Без дифференциала редуктор поровну распределяет крутящий момент на 2 оси, в результате колеса вертятся с одинаковой скоростью. Такое разделение вполне годится для прямолинейного движения, которое в реальности встречается довольно редко – даже при езде по ровным участкам трассы автомобиль отклоняется от прямой линии.

Чтобы машина идеально прошла поворот, колеса одного моста должны вращаться с разными скоростями, поскольку внешнее катится по более широкой дуге. Простой редуктор, обеспечивающий одинаковое вращение обеих полуосей, на повороте заставит одну шину скользить, вторую – буксовать, что заметно ухудшает маневренность авто.

Справка. Проблема весьма актуальна для внедорожников с постоянным полным приводом. В данном случае крутящий момент делится не только между колесами, но и между осями, вращающими редукторы переднего и заднего моста.

Совмещенный с планетарным редуктором дифференциал нужен для изменения угловых скоростей правого и левого колеса в зависимости от крутизны поворота. Механизм автоматически распределяет крутящий момент на полуоси, позволяя колесным покрышкам совершать разное число оборотов при движении автомобиля по дуге. Без дифференциала нормальная эксплуатация транспортного средства невозможна по таким причинам:

  • недостаточная управляемость;
  • быстрое истирание шин;
  • ускоренный износ деталей редуктора, валов и полуосей.

Как работает свободный дифференциал?

Механизмами данного типа оснащается подавляющее большинство машин с приводом на переднюю либо заднюю ось. В первом случае узел размещается внутри коробки передач, во втором является частью планетарного редуктора заднего моста.

Конструкция планетарной передачи подразумевает использование шестеренок конической формы. Существуют и другие разновидности автомобильных редукторов – цилиндрические, конусно-цилиндрические и червячные.

Устройство дифференциала свободного типа предусматривает совмещение с главной передачей. Механизм заднего моста включает следующие детали:

  • хвостовик с конической ведущей шестерней, соединенный с карданным валом;
  • ведомая планетарная шестеренка;
  • корпус ведомой шестерни оборудован двумя проушинами, куда вставляются оси сателлитов;
  • сателлитные шестеренки конической формы;
  • ведомые шестерни полуосей;
  • подшипники;
  • корпус редуктора.

В легковых авто устанавливается 2 сателлита, на грузовиках – четыре.

Изучить принцип работы свободного дифференциала предлагается на примере:

  1. Пока машина едет прямо, колеса крутятся с одинаковой скоростью. Хвостовик вращает «планетарку» вместе с закрепленными на ней сателлитами, причем последние остаются неподвижными и передают равный крутящий момент обеим осям за счет давления на зубья.
  2. Автомобиль входит в поворот. Крутящиеся вместе с большой шестерней сателлиты начинают вращаться вокруг собственной оси, причем в разные стороны.
  3. Мощность на валу делится не пополам, а в зависимости от крутизны дуги. Благодаря комбинированному вращению сателлитов полуоси и колеса совершают разное число оборотов, машина успешно преодолевает поворот без проскальзывания и пробуксовки резины.

Дифференциал получил название свободного, поскольку передает больший крутящий момент на колесо, которое вращается легче. Понятно, что на повороте шина внутри дуги сопротивляется вращению, поэтому дифференциал отдает больше мощности другой оси – противоположное колесо крутится быстрее.

Примечание. Полноприводные авто и внедорожники оснащаются тремя дифференциальными разделителями мощности – межосевым (ставится в раздаточной коробке) и двумя межколесными.

Свободный механизм решает главную проблему, но создает побочную. Когда одна покрышка начинает контактировать со скользким покрытием – льдом, укатанным снегом, грязью, начинается пробуксовка. Причина – дифференциальный механизм, отдающий максимум мощности в сторону наименьшего сопротивления. Для предотвращения подобных ситуаций на многих автомобилях задействована временная блокировка дифференциала.

Разновидности механизмов

Чтобы избавиться от пробуксовок на скользком дорожном покрытии либо в условиях бездорожья, производители комплектуют транспортные средства дифференциальными устройствами следующих конструкций:

  • механизм свободного типа с принудительной блокировкой от привода;
  • частично блокирующийся дифференциал повышенного сопротивления;
  • самоблокирующаяся червячная передача типа Torsen.

В первом варианте применяется рассмотренный выше шестеренчатый узел, дополнительно оснащенный блокировочным устройством. Система функционирует просто: в случае необходимости водитель активирует привод, фиксирующий сателлиты в неподвижном состоянии. Крутящий момент начинает делиться ровно пополам, оси вращаются с одинаковой скоростью и транспортное средство успешно преодолевает проблемное место.

Принудительная блокировка межосевого дифференциала включается с помощью различных приводов:

  • механический – от рычага раздаточной коробки;
  • электрический;
  • пневматический;
  • гидравлический.

Аналогичные приводные элементы применяются для остановки и удержания сателлитов переднего либо заднего моста.

Автомобили дорогой комплектации производители оснащают антипробуксовочной системой. Она «обманывает» дифференциальное устройство другим способом: по сигналу датчика, фиксирующего быстрое вращение одного колеса, электроника отдает команду его притормозить. Тогда сателлитные шестеренки начинают передавать больше мощности на другую ось и авто прекращает «грестись» на месте.

Устройство повышенного сопротивления

Помимо сателлитов, ведущих и ведомых шестерен, дифференциал повышенного трения включает такие элементы:

  • корпус, жестко прикрепленный к планетарной шестеренке;
  • пакет фрикционных дисков, установленных на каждой полуоси;
  • стальные диски, чьи выступы зафиксированы в корпусе;
  • распорная пружина, вставленная между коническими шестернями полуосей.

Стальные и фрикционные диски (похожие применяются в сцеплении) установлены поочередно, первые вращаются вместе с корпусом, вторые – с осями. Конусообразная шестеренка надета на шлицы оси и способна смещаться на определенное расстояние. Пружина поддавливает 2 противоположных осевых шестерни.

Частичная блокировка дифференциала происходит следующим образом:

  1. На прямолинейном сухом участке дороги сателлиты неподвижны, а диски вращаются друг относительно друга.
  2. При попадании одной шины на скользкий участок начинается пробуксовка. Благодаря конусной форме зубьев шестеренки со стороны остановившегося колеса начнут взаимно отталкиваться.
  3. Шестерня полуоси сдвинется и сожмет пакет дисков. Возникнет сила трения, заставляющая ось вращаться вместе с корпусом напрямую от «планетарки» в обход сателлитов.

Подобное устройство самостоятельно регулирует степень блокировки – чем медленнее крутится покрышка с хорошим сцеплением, тем сильнее сжимаются диски и подается больше крутящего момента.

Самоблокирующиеся передачи Torsen

Принцип работы данных механизмов базируется на одной особенности червячной пары: шестеренка способна передавать вращение сателлиту, но обратное действие невозможно. Все шестерни, включая сателлитные, сделаны в виде цилиндров с косыми дугообразными зубьями. Всего в механизме применяется 3 пары червячных сателлитов, установленных вокруг шестеренок полуосей.

Самоблокирующийся дифференциал работает так:

  1. Во время прямолинейного движения червячные сателлиты ведут себя аналогично конусным – не крутятся сами, но вращают оси от главной передачи.
  2. На повороте число оборотов одной полуоси вырастет и она придаст вращение парам сателлитов – мощность начнет распределяться по-разному.
  3. Поскольку каждая пара сателлитов связана между собой прямозубой передачей, пробуксовка одного колеса исключается. Ось способна крутить свой сателлит, тот вращает соседний, который уже не может поворачивать вторую полуось. Механизм блокируется автоматически.

Устройство Torsen – самое надежное и передовое, но слишком дорогое, поэтому ставится на машины максимальной комплектации. В остальных применяются более доступные механизмы повышенного трения.

В среде любителей экстремальной езды по бездорожью известен простейший способ избежать пробуксовок – блокировка заднего дифференциала с помощью сварки. Сателлиты намертво привариваются к осям и всегда находятся в неподвижном состоянии. Правда, подобные автомобили предназначены только для езды по грунту и снегу – эксплуатировать их на твердом покрытии чересчур неудобно и дорого.

autochainik.ru

Немного про блокировки дифференциалов. — бортжурнал Honda Torneo 1998 года на DRIVE2

Все привет !) Не спиться нынче ночью . Решил написать немножко про блокировки диффов заче мэто нужно и с чем едят и какие вообще бывают.В любом автомобиле стандартный дифференциал устанавливается для распределения энергии двигателя между ведущими колесами. Стандартный дифференциал передаёт энергию двигателя колесу, которое испытывает меньшее сопротивление кручению. Это позволяет ведущим колёсам в повороте вращаться с разной скоростью и тратить меньше энергии на сопротивление. Сопротивление возникает, так как колёса при повороте описывают разные окружности. Однако, при прохождении поворота, когда автомобиль кренится на внешнюю сторону, происходит ослабление сцепления колёс внутренней стороны с дорогой. Колёса внутренней стороны "вывешиваются" из-за перераспределения веса, что вызывает избыточное вращение. Такая пробуксовка делает бесполезной попытку ускорения до тех пор, пока колёса не войдут в нормальное сцепление с дорогой.Дифференциал повышенного трения призван минимизировать такой вид пробуксовки.

Дифф без блокировки. Обычная коробка VTS.

Дифференциал повышенного трения по строению аналогичен нормальному дифференциалу

Дисковая блокировка.

Ось сателлитов заключена в камеру, созданную парой нажимных колец. Нажимные кольца находятся в скользящем зацеплении с корпусом. Передача момента от двигателя к полуосям происходит через распорные кольца, посредством зацепления дисков "А" с дисками "В". При появлении крутящего момента ось сателлитов "распирает" нажимные кольца, которые в свою очередь прижимают диски "В" к дискам "А". Таким образом, обе полуоси ведущего привода равномерно распределяют момент между колёсами. Степень прижима (блокировки) зависит от величины переданного двигателем крутящего момента. Этот эффект ограничивает проскальзывание разгруженного в сильном повороте колеса. Обеспечивая блокировку при ускорении и торможении, дифференциал повышенного терния работает как обычный при отсутствии передаваемого двигателем момента.Дифференциалы в соответствии с режимом работы деляться на 1 way, 1.5 way и 2 way. Это деление зависит от вида разреза в камере под ось сателлитов. Форма разреза непосредственно влияет на работу ДПТ. 1 way означает, что из-за формы разреза блокировка дифференциала происходит только при ускорении. Дифференциал с индексом 2 way блокируется как при ускорении, так и при торможении. Дифференциал 1.5 way также как и 2 way блокирует и при ускорении и при замедлении, но блокировка при замедлении имеет более "мягкий" характер. Этот тип обеспечивает "щадящую" блокировку при торможении и лучше всего подходит для новичков, и менее эффективен, чем 2 way в профессиональном автоспорте. Самое эффективное применение данного типа — это ведущая ось переднеприводного автомобиля.

Червячные передачи евро-р и сир-т

Следующий тип — это червячные дифференциалы, в них используются свойства блокировки червячных передач. В частности в хондах используются именно червячные блокировки. Самыми распространенными являются дифференциалы Торсен и Квайф. Червячная передача состоит из червяка и червячного колеса. Червяк (сателлит) является ведущим звеном, колесо (шестерня полуоси) — ведомым. КПД передачи при прямом вращении намного больше, чем при обратном, и зависит от угла наклона витков червяка. Говоря проще, червяк легко вращает колесо, колесо же с трудом вращает червяк. При определенном угле витка червяка обратная передача становится вообще невозможной — то есть, колесо не сможет вращать червяк (происходит самоторможение). Таким образом, подбирая угол наклона витков червяка, регулируют степень блокировки дифференциала Торсен. Блокирующие свойства Торсена зависят также и от величины передаваемого крутящего момента. Существует три типа дифференциала Торсен. Типы Т1 и Т2 отличаются формой сателлитов и используются в качестве межколесных. Торсен Т3 используется в полноприводных автомобилях в качестве межосевого дифференциала.В дифференциале «Квайф» сателлиты не посажены на оси, а свободно расположены в гнездах корпуса. При возникновении разницы в скорости вращения полуосей сателлиты, блокируясь, сдвигаются в гнездах и прижимаются к корпусу. Возникающая при этом сила трения пропорциональна разнице скоростей вращения. Степень блокировки регулируют, подбирая сателлиты с различным углом наклона витков.Червячные дифференциалы по сравнению с дисковыми отличаются большей надежностью и коэффициентом блокировки, меньше боятся пробуксовки (но длительные и частые пробуксовки все равно не рекомендуются).Линейность и степень блокировки ДПТ зависит от ряда параметров. Форма разреза камеры, размер дисков, коэффициент трения, порог срабатывания, характеристики смазочного масла — всё это влияет на характеристики ДПТ.Виско-муфта, тип Торсена, винтовой тип — это типы ДПТ, которые устанавливают производители автомобиля. Эти типы широко распространены, так как имеют менее агрессивную степень блокировки и более просты в обслуживании, чем дисковые ДПТ. Однако, для достижения максимального контроля над автомобилем, например, в соревнованиях, производители автомобилей и тюнинг-ателье используют дифференциал дискового типа.Но как говориться есть и ложка дёгтя.Автомобиль с самоблокирующимся дифференциалом увеличивает тягу на колесах, тем самым повышая проходимость на бездорожье и на скользкой дороге (еще бы, а ради чего тогда было огород городить?). Также улучшается динамика разгона. Широко используются такие дифференциалы на мощных спортивных автомобилях и в тюнинге для более полной реализации мощности, прохождения поворотов в скольжении.Но то, что хорошо для спортивного автомобиля, не всегда благо для обычного. Ведь самоблокирующийся дифференциал, повышая проходимость, ухудшает управляемость. Например, при разгоне на скользкой дороге автомобиль сложнее удержать на прямой. Если блокировки нет, автомобиль, проскальзывая, просто теряет ускорение. Если же срабатывает блокировка, небуксующее колесо (или колеса) продолжают толкать автомобиль вперед, тем самым уводя его с прямолинейной траектории.Блокировки, установленные на передней оси, увеличивают недостаточную поворачиваемость (траектория в повороте стремится распрямиться), установленные в задней оси — повышают избыточную поворачиваемость (в повороте увеличивается склонность к заносу).Самоблокирующиеся дифференциалы еще называют дифференциалами повышенного трения. А повышенное трение приводит к увеличенному расходу топлива, снижению срока службы шин и деталей трансмиссии.

Лично я бы поставил себе дисковую блокировку фирмы KAAZ. Это не на правах рекламы. Просто это мировой лидер в производстве блокировок для автоспорта. Выпускает так же гражданские версии в том числе и для 6 аккорда. В той коробке которую я купил стояла именна такая 1.5 way, но я не потянул по финансам сильно дорого. Надеюсь кому-то будет полезно для общего развития, то что я здесь написал.

www.drive2.ru

Немного о полном приводе…

Полный привод, Haldex, Torsen…Действительно ли он настолько хорош, как говорят?  Зачем он нужен и как работает? На все эти вопросы отвечают инструкторы по вождению.

История дифференциала

Некоторые историки датой появления такого привода называют 1900 год. Но, по словам автоинструкторов, эпоха полной трансмиссии была открыта все-таки чуть позже, с появлением Audi quattro в 1980 году. А через пять лет в свет вышел Volkswagen Golf Syncro, на примере которого автопроизводители доказали, что межколесный дифференциал возможно легко заменить муфтой.

Дифференциал представляет собой элемент, который делит между полуосями колес (правого и левого) крутящий момент, идущий с трансмиссией от мотора. Благодаря работе данного устройства скорость вращения полуосей сохраняется на одном уровне. То есть, если одно колесо крутится быстрее (например, при пробуксовке на льду), второе начинает вращаться медленнее, пока полностью не остановится.

Для полного привода требуется как минимум три дифференциала: межосевой и два межколесных. Но вместо центрального можно поставить муфту, как на многих кроссоверах.

Отдельные полуоси можно заменить цельной осью, но тогда внутреннее колесо на любом крутом повороте будет проходить расстояние меньше. А ведь быстрота требуется внешнему. В противном случае из-за «подволакивания» пострадает устойчивость машины, ее управляемость, да и внутренняя покрышка будет изнашиваться намного активнее.

Устройство дифференциала

Чтобы создать простейший подключаемый полный привод, требуется по два дифференциала для каждой оси. Так водитель сможет «подрубить» передние колеса движением селектора или рычага при езде по бездорожью. Подобную схему называют «уазовской» (с чем производители Газа абсолютно не согласны) или part-time (то есть полный временный привод).

Классические дифференциалы для автомобилей базируются на планетарной передаче. Как это работает? Вращение от карданного вала идет на корпус дифференциала. Корпус в свою очередь крутит полуоси через шестерни (или сателлиты), которые друг от друга никак не зависят. Конечная скорость вращения постоянна, несмотря на то, что каждая полуось может крутиться со своей скоростью.

Для бездорожья такая схема подходит отлично, а вот для асфальта это даже вредно. Передние колеса, поворачивая, идут по большему радиусу и крутятся чуть быстрее задних.

Получается, что иногда передние колеса будут не то что помогать движению, а препятствовать ему, в частности когда тяговый момент меняется на тормозной.

К тому же может возникнуть циркуляция мощности, которая повышает нагрузку на трансмиссию буквально до критических значений.

Лучший вариант

Оптимальный вариант — три дифференциала: межосевой и два межколесных. С такой трансмиссией не страшна никакая дорога! Эта схема называется «нивовской», так как именно на Ниве впервые попробовали full-time.

Постоянный задний привод и подключаемый, когда это необходимо, «передок» — схема для многих внедорожников, например, для наших Hunter и Patriot.

Но постепенно full-time уходит в историю. Зачем таскать с собой раздаточную коробку, вторую основную передачу и второй кардан, если используются они только на труднопроходимой дороге?

Но для такого автомобиля характерна не только лучшая проходимость, но и отличная управляемость, в частности в поворотах. Расплата за такие удобства — немалые механические потери и высокий расход топлива. Да и закладывать «полноприводность» приходится уже на стадии проектирования из-за сложности и объемности конструкции.

Старый и привычный Torsen

Torsen способен плавно и быстро увеличивать степень блокировки, четко реагируя на малейшее изменение крутящего момента, который реализуется колесами.

Торсен, надо сказать, дорогое удовольствие, поэтому он используется только на моделях премиум класса.

Центральный дифференциал может блокироваться многодисковой муфтой, которой полностью управляет электроника. На переднем межколесном дифференциале стоит механическая блокировка, а задний ускоряет вращение одного из колес.

«Самоблок» работает лишь с разницей моментов. Если блокировкой «центра» будет заниматься многодисковая муфта, работающая от электроники… Блок управления муфтой для перераспределения момента между осями получает информацию от датчиков, вращения колес, поперечного и продольного ускорений, положения педали газа и руля и от поворачивающего момента.

Такая трансмиссия творит просто чудеса на гоночных и скоростных трассах. Но сейчас ее можно найти только на некоторых моделях, например, на Mitsubishi Lancer Evolution X и Subaru Impreza WRX STI. А вот массовое производство перешло на подключаемый полный привод.

Что такое Haldex?

Конструкция, где вместо вязкостной муфты применяется фрикционная, и где пакеты фрикционов сжимаются с помощью сервопривода, называется Haldex. Первые подобные муфты были реактивными, то есть они реагировали, когда ведущие колеса пробуксовывали.

Постепенно «реактивный» принцип сменился «превентивным», где муфта блокируется, не когда пробуксовка колес уже случилась, а заранее. Происходит это благодаря датчикам, которые передают данные на блок управления. А он в свою очередь уже решает, в какой момент и как сильно заблокировать муфту.

Так что неоднозначность реакций и задержки подключения остались в прошлом.

Эксперты уверены, что полный подключаемый привод (его еще называют полным с муфтой привода задних/передних колес) — отличный вариант для кроссоверов.

Однако здесь есть один минус: диски муфты на сильном бездорожье могут проскальзывать даже во время полного сжатия. А это чревато перегревом.

В итоге…

Эксперты считают, что количество муфт не имеет значение, как и платформа, задне- или переднеприводная. Проходимость и управляемость полностью зависят от проработки основных управляющих систем...

Видео о полном приводе авто и его разновидностях:

Удачи за рулем и ездите аккуратно!

В статье использовано изображение khtk.ru

spokoino.ru

Как работает дифференциал. » Хабстаб

Дифференциал выполняет две функции:
  •  передача энергии двигателя колёсам, позволяя им вращаться с разной скоростью;
  •  уменьшение передаточного числа от двигателя к колёсам;
Для чего нужен дифференциал.Когда Вы поворачиваете, колёса автомобиля вращаются с разной скоростью. Вы, можете убедиться в этом посмотрев анимацию, там же, видно, что колёса проходят разный путь, колесо, которое движется по меньшему радиусу проходит меньший путь. Это также можно видеть из формулы, которая описывает длину окружности L=2*pi*r, меньше радиус — меньше путь. Заметим также, что траектория передних и задних колёс отличается. Для переднеприводного автомобиля ведущие колёса передние, для заднеприводного соответственно задние. Ведущие колёса соединены друг с другом таким образом, что двигатель или трансмиссия могут вращать сразу оба колёса. Другая пара колёс, назовём их ведомыми, не связаны жёстко между собой и могут вращаться независимо друг от друга. Если бы на вашем автомобиле не было дифференциала, колёса вращались бы с одинаковой скоростью и поворачивать на таком авто было бы непросто. Одному колесу пришлось бы в таком случае скользить. При качестве современных дорог и шин, чтобы сделать это придётся приложить много усилий.Как работает дифференциал.Дифференциал — это устройство, которое разделяет вращающий момент двигателя, позволяя каждому колесу вращаться с разной скоростью. Дифференциал применяется во всех современных машинах и грузовиках, а также во многих полноприводных машинах. В полноприводных автомобилях дифференциал ставится на переднюю и заднюю пару колёс, так как каждая пара является ведущей. Некоторое время полноприводные системы не имели дифференциала между передними и задними колёсами. Открытый дифференциал.Мы начнём с самого простого типа дифференциала название которого — открытый дифференциал.Когда машина движется прямо по дороге, оба ведущих колеса вращаются с одинаковой скоростью. Ведущая шестерня вращает ведомое зубчатое колесо, на котором закреплены сателлиты. При движении автомобиля прямо ни один из сателлитов не вращается вокруг своей оси.Заметим что количество зубцов на ведущем валу меньше чем на зубчатом колесе. Возможно, Вы слышали такой термин, как передаточное число заднего моста. Если передаточное число равно 4 к 10, это значит что число зубцов на ведущей шестерне относится к числу зубцов на зубчатом колесе как 4 к 10. Когда автомобиль заворачивает колёса вращаются с разной скоростью. На анимации выше можно видеть что при повороте сателлиты начинают вращаться, позволяя колёсам двигаться с разной скоростью.Дифференциал и сцепление с дорогой.Открытый дифференциал всегда создает одинаковый крутящий момент на каждое колесо.Существует два фактора, которые определяют какой крутящий момент будет приложен к колесу:
  • сцепление колеса с дорогой;
  • мощность двигателя;
Когда дорога сухая и сцепление колеса с дорогой хорошее, вращающий момент, который будет приложен к колесу определяет двигатель и коробка передач. Если же сцепление колеса с дорогой плохое, предположим на льду, величина крутящего момента ограничится таким числом при котором колеса не будут проскальзывать. Таким образом, даже при достаточном вращающем моменте от двигателя, необходимо обеспечить хорошее сцепление с дорогой.На тонком льду.При управлении машиной на льду для того, чтобы колеса при старте не пробуксовывали, нужно трогаться со второй или даже с третьей передачи. При этом передается меньший вращающий момент на колеса.А что будет если одно ведущее колесо будет на земле, а второе на льду? Возникает проблема на машине с открытым дифференциалом.Надо помнить, открытый дифференциал передает одинаковый крутящий момент к обоим колесам. Максимальная величина крутящего момента будет ограничиваться моментом, который можно приложить к колесу, находящемуся на льду, а этот момент очень мал и колесо, имеющее хорошее сцепление с дорогой, получит такой же момент. В итоге автомобиль будет двигаться очень медленно.Внедорожник.Открытый дифференциал может создать много неудобств при движении по пересеченной местности. Если даже у машины все ведущие и установлен открытый дифференциал, она все равно может застрять. Если одно из передних или задних колес оторвется от земли и будет вращаться в воздухе и двигаться будет невозможно.Решение этой проблемы — это дифференциал повышенного трения. Дифференциал повышенного трения используют различные механизмы для обеспечения нормальной разности скоростей. Когда одно из колес скользит этот крутящий момент передается другому колесу.Вискомуфта.Вискомуфта часто находит применение в полноприводных автомобилях. Она обычно применяется для соединения передней и задней пары колёс, при этом если передние начинают проскальзывать крутящий момент передаётся на задние колёса и наоборот.Вискомуфта имеет два набора пластин внутри герметичного кожуха, который заполнен жидкостью, как показано выше. Каждый набор пластин соединён с валом. При нормальных условиях оба набора пластин в жидкости вращаются с одинаковой скоростью.Когда одна пара колёс начинает вращаться быстрее, это свидетельствует о том, что колёса проскальзывают. Набор пластин соответствующих этому колесу начинает вращаться быстрее, но за счёт свойств жидкости скорости пластин задних и передних колёс выравниваются. Прикладывается более высокий крутящий момент на колёса, которые не скользят.К примеру, когда у автомобиля происходит пробуксовка передних колёс, вискомуфта замыкается и передаёт момент на задний мост. Когда машина поворачивает разница скоростей меньше чем когда одно колесо проскальзывает. Чем быстрее вращаются диски относительно друг друга, тем больший крутящий момент передаёт вискомуфта. Муфта не мешает на поворотах, потому что величина крутящего момента во время поворота очень мала. Передача крутящего момента не будет происходить до тех пор, пока не начнётся скольжение. Простой опыт с яйцом поможет понять как работает вискомуфта. Если поставить яйцо на кухонный стол, скорлупа и желток будут неподвижны. Теперь если раскрутить яйцо, то желток будет стараться догнать скорлупу.Чтобы доказать что желток вращается, остановим быстро яйцо, а затем снова отпустим — яйцо будет вращаться(если, конечно, оно не вкрутую). В этом эксперименте мы используем силу трения между скорлупой и желтком. В вискомуфте усилие прикладывается между жидкостью и набором пластин аналогично яйцу.Самоблокирующийся дифференциал.Самоблокирующийся дифференциал состоит из тех же частей что и открытый, плюс к нему добавляется электрический, пневматический или гидравлический механизм для блокировки двух выходных шестерёнок вместе. Этот механизм обычно активируется вручную с помощью переключателя, после активации оба колеса будут вращаться с одинаковой скоростью. Если одно колесо оторвётся от земли второе будет продолжать вращаться, как будто ничего не изменилось.Дифференциал Torsen — чисто механическое устройство и не содержит электроники или вязких жидкостей. Как только одно колесо теряет сцепление с дорогой, система связывает колёса вместе. Например, если дифференциал Torsen разработан с отношением 5: 1, это позволяет в пять раз больше нагружать колесо, которое имеет хорошее сцепление. Torsen не уравнивает крутящий момент на колёсах, а направляет его на более ”загруженную” ось. 

hubstub.ru

Как работает дифференциал на переднем приводе

Блокировки дифференциалов | Автор топика: Myla

История 1-я...

В городе герое Ижевске тюнеры поставили дифференциал повышенного трения (без преднатяга). Покатавшись денек вынесли вердикт – не работает!!! Сняли диф. поставили спортивную блокировку. Самое то, просто супер!!!! История 2-я... В городе Астрахань поставили дифференциал повышенного трения (без преднатяга). Покатались денек вынесли вердикт – жестковато, подергивает руль, не комфортно, хоть и проходимость на высоте. Хотим комфортную, мягкую.

Народ хочет не ошибиться в выборе дифференциала. Самый распространенный вопрос, выбрать винтовую с натягом или без натяга. Если с натягом, то с каким? Данной статьей мы не станем описывать конструктивные особенности разных видов дифференциалов (в народе называемые БЛОКИРОВКАМИ). Самый правильный выбор – это пощупать перед покупкой… прокатиться на такой, на другой, на разной и выбрать то, что вам понравилось.

Виртуально мы попытаемся вам помочь разобраться в этом. У дифференциала пов. трения нет надобности полностью блокировать колеса (полной блокировки колес можно достичь сварочными работами над стандартным диф-лом).

Винтовая «Блокировка», создает дополнительное трение на колесе с лучшим сцеплением при пробуксовке противоположного колеса. Вопрос в кол-ве этого трения.

Простой доступный всем тест «винтовых блокировок». Тестируем три машины с винтовой без преднатяга и одну машину с преднатягом. Ваз 2110 (без натяга)У машины винтовая «блокировка» без преднатяга. Так мы протестим все машины…. Одно колесо на домкрате, под заднее подкладываем камушек. Данная машина пыжилась и не съехала. Убираем камушек, стоит сказать, что ногой его просто так не выпинуть, камушек сильно зажат колесом. Машина с трудом (на 4-й передаче) съезжает с домкрата. Попытки поддать «газку» ничего не дают, вывешенное колесо начинает быстро крутиться и не более. Именно при малом газе слышен и ощутим зацеп шуршащей «блокировки». На 1-й 2-й передачах съехать нам действительно не удалось. На 4-й передаче это получилось (малые обороты двигателя). Эта машина продемонстрировала наихудший из всех тестируемых результат.

Jajuan  ВАЗ2112 (преднатяг 17кг)

преднатягом. Преднатяг 17кг. Блокировке лет 5 наверное. Владелец порядком помучался с преднатяжными шайбами. Вместо одной поломанной шайбы стоит просто толстая шайба. «Поставишь 17кг. (это на самом деле полное блокирование колес), через время останется 10-ть… самое то», - т.е. клиент так сделал с ориентирами на будущее. Человек в поиске своей правды!!!

Такому экстрималу ставим целый кирпич под заднее левое колесо и маленький камень под правое. Оставив черный след букса от одного колеса машина легко справляется с поставленной задачей.

Пришла зима, та самая благодать, когда владелец машины с «блокой», чувствует существенное превосходство над тем у кого «блоки» нет. Прошло 5 месяцев. Посмотрим на нашего подопечного с 17-ю кг. преднатяга.

Машина на льду, поддомкрачена, кирпич сзади. Правое колесо крутиться, буксует, но воз и ныне там. Кирпич под задним колесом – это на самом деле не шутки. Попробуйте поставить пару кирпичиков себе под задние колеса на гололеде (домкратить не надо, буксуйте обоими колесами), думаю вы не съедите. Данная 12-ка своими шипами пробурила под правым колесом ощутимую рытвину.

Убираем порядком поджатый кирпич. Пытаемся съехать, не получается… рытвина создана такая, что уже и без камня машина бестолково буксует на одном колесе. Пришлось покрутить его в разные стороны и все получилось. Взглянув на происходящее, можно сказать, что натяг существенно не ослаб.

Jajuan  Ваз 2110 (без натяга)

У машины винтовая «блокировка» без натяга. Один в один как у первой тестируемой 10-ки. Машина обута в летнюю 15-ю резину. Машина выступала в прошедшем сезоне на драге именно с этой блокировкой. Водитель хвалит ее эффективность. Считает, что съехать с домкрата раз плюнуть! Домкратим замерзшую машину прямо на улице, на летней резине машина моментом спрыгивает с домкрата (переднее колесо стояло на укатанном снеге). Подобной прыти позавидует и полный привод!!! smile Оценка ВЕРИ ГУД. Загоняем машину в бокс, для фото сессии.

Не съехала. Камень зажат. Убираем препятствие. Машина уверенно Съехала. Наше резюме по поводу данного теста… Тестируя на улице, в КПП машины масло было замерзшее - подгустевшее, от этого так здорово на летней резине на снегу она справилась с домкратом (камень не ставили). В боксах густота масла уже была не та, что на улице и результат соответственно послабее (хотя на сухом покрытии).

На некоторых блокировках можно увидеть приклейку … «использовать только с маслом для дифференциалов повышенного трения» или «гипоидное масло». Бывалые построители КПП сразу говорят о неэффективности блокировки на жидких маслах, рекомендуют исключительно минералку!

Jajuan  ВАЗ 2112 (без преднатяга) Клиент доволен блокировкой всегда. При каждой встрече (зимой) обязательно упомянет в адрес создателей «БЛОКИРОВКИ» благодатные слова: «На моей заниженной машине, на наших дорогах … одним словом могу спеть гимн в адрес «БЛОКИ»». Это звучит как реклама из его уст, однако он потребитель, а не продавец. Он меня конечно заинтриговал… У данной машины было некоторое отличие, в КПП синтетическом масле КАСТРОЛ 75w140 (синтетика для машин оснащенных дифф. повыш. трения).

кирпич зажала, но не съехала.

без кирпича все произошло четко и быстро

Jajuan  Подведем итоги… Если Вы опытный тюнер, любитель погонять, ремонтируете (просто лазаете в нее) КПП минимум 1 раз в год. То берите «блоку». Проблема с обломом дистанционных шайб вас не пугает (т.к. ремонт КПП дело регулярное), выпрямление шайб (что ведет к ослаблению натяга) тоже вы готовы терпеть. Сторонникам преднатяжного варианта 17кг. преднотяга мы конечно не рекомендуем. Наш опыт подсказывает сделать выбор между 6-8 кг. Учитывая то, что преднатяг делается по сухому состоянию «БЛОКИ», в КПП ее смазывать будет масло (преднатяг снизится). Опят же какое масло, это тоже стоит учесть!!!

Безнатяжная «блока» отличный вариант. Работает. Неприхотлива. Руки не ломает. Если хотите перестраховаться от излишних проблем – этот выбор для Вас. Не забывайте про соответствующее масло.

Jajuan  ПОВЫШЕНИЕ ПРОХОДИМОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ1. Общие сведения.

При движении автомобиля в повороте и по неровностям дороги колеса ведущей оси проходят путь разной длины. Для обеспечения колесам ведущей оси возможности вращаться с разными скоростями применяется дифференциал. В трансмиссии автомобилей с одной ведущей осью дифференциал устанавливается между приводами колес (межколесный дифференциал). В полноприводных автомобилях он может находиться и между ведущими осями (межосевой дифференциал). Сила тяги на колесе зависит от подводимого к нему крутящего момента и ограничивается силой сцепления с дорогой. Обычный дифференциал с коническими шестернями, получивший широкое распространение в легковых автомобилях, называют также симметричным, так как он поровну распределяет крутящий момент между колесами - сателлит работает как равноплечий рычаг и передает равные усилия к шестерням полуоси и, соответственно, к ведущим колесам. Если сцепление с дорогой недостаточно (лед, грязь) и одно колесо на оси буксует (или одно колесо вывешено и на него нет нагрузки), то сила тяги на этом колесе мала или отсутствует. Симметричный дифференциал подведет такое же усилие к другому колесу, т.е. сила тяги на втором колесе будет также незначительна и автомобиль не сможет продолжить движение. Для улучшения проходимости применяют полную, либо частичную блокировку дифференциала. Степень блокировки дифференциала оценивают коэффициентом Кб - соотношением крутящего момента на отстающем колесе к моменту на забегающем. Если его величина для симметричного дифференциала всегда равна 1, то для дифференциалов повышенного трения - от 1 до 5. Чем больше величина Кб, тем выше проходимость автомобиля. При коэффициенте блокировки, например, Кб=3, момент на отстающем колесе будет в три раза больше, чем на буксующем (забегающем), а при Кб=5 - в пять раз. Практически крутящий момент составляет 20 … 70% от максимально возможного, в зависимости от конструкции блокирующего механизма.

2. Дифференциалы с полной блокировкой.

Это, например, блокировка межосевого дифференциала на ВАЗ "Нива" и "Шеви-Нива" (в колесных дифференциалах применяется редко). Приводится в действие водителем. Окружные скорости колес при этом всегда принудительно равны. Используется только при езде по бездорожью. На твердом покрытии приводит к износу резины и ухудшению управляемости.

3. Многодисковые дифференциалы.

Симметричные дифференциалы, имеющие в своей конструкции подпружиненные пакеты фрикционных дисков. Обычно имеют статический преднатяг от 2 до 12 кгм. Используются в основном в спорте, быстро изнашиваются, практически после каждой гонки требуют восстановления своих рабочих характеристик.

4. Вискомуфты.

Полностью герметичный агрегат с фрикционными дисками, одни из которых имеет жесткую кинематическую связь с корпусом, другие - с валом. Все это внутри заполнено силиконовой жидкостью, которая обладает высокой вязкостью и заполняет корпус на 80 … 90%. Диски имеют отверстия и каналы для увеличения вязкостного трения. Узел непригоден к ремонту, при утечке жидкости муфта подлежит замене.

5. Дифференциалы "Торсен".

Получили свое название от англ. "Torque" (крутящий момент) и "Sensing" (чувствительный), т.е. чувствительный к крутящему моменту. Сателлиты расположены в корпусе перпендикулярно его оси и объеденены между собой попарно с помощью прямозубого зацепления, а с полуосевыми шестернями связаны червячным зацеплнием. В повороте полуосевая шестерня, связанная с отстающем колесом, поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит, который, в свою очередь, вращает второй сателлит и шестерню полуоси. Эта жесткая кинематическая связь позволяет колесам автомобиля вращаться с разной скоростью. Силы трения, возникающие в червячном зацеплении от разности моментов на колесах, осуществляют ту самую блокировку дифференциала. Недостаток конструкции - сложность в изготовлении сателлитов и корпуса, а также сборки агрегата, его ремонта и обслуживания.

Jajuan  6. Дифференциалы "Квайф" ("Quaife").

Сателлиты расположены в два ряда, параллельно оси вращения корпуса. Причем они крепятся не на осях, а находятся в закрытых с обоих сторон отверстиях корпуса. Правый ряд сателлитов (их количество может быть различно, в основном от 3 до 5) входит в зацепление с правой шестерней полуоси, левый - с левой. Кроме того сателлиты левого и правого рядов зацепляются между собой через один. Полуосевые шестерни и сателлиты имеют винтовые зубья. Когда одно из колес начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня начинает вращаться медленнее корпуса дифференциала и поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит. Он передает движение связанному с ним сателлиту, а тот, в свою очередь, другой полуосевой шестерне. Так обеспечиваются разные скорости вращения колес в повороте. Вследствие разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые силы, прижимающие полуосевые шестерни и сателлиты торцами к корпусу или крышкам. Возникающие при этом силы трения осуществляют блокировку дифференциала и увеличивает силу тяги на колесах, повышая проходимость автомобиля. Величина коэффициента блокировки Кб зависит от угла наклона зубьев шестерен. Применяя разный угол наклона зубьев, изменяют Кб в зависимости от вида автомобиля и условий его эксплуатации.

"ОКБ Двигатель" предлагает межколесные дифференциалы повышенного трения (типа "Quaife") для автомобилей ВАЗ "классика", "Нива" и "Шеви-Нива".

Угол наклона---------Коэф.---------Кол-во зубьев----Назначение зубьев шестерен, ----блокировки--(шлиц) полуоси град. --20---------------------2, 8-------------24------------------Для передней оси ВАЗ "Нива", "Шеви-Нива" --35---------------------4, 5-------------22------------------Для задней оси ВАЗ "Нива", "Шеви-Нива" и ВАЗ "классика"

Рекомендуемые трансмиссионные масла: Castrol 75W140 ; Mobil1 75W120 ; Castrol SAE90 LS ; BP SAE90 LS /GL5

Jajuan  Межколесный самоблокирующийся дифференциал

Эффект от использования блокировки различной конструкции примерно одинаков: когда возникает проблема в крутящем моменте между полуосями (одно из ведущих колес продбуксовывает), включается блокировка, и пполуоси приобретаютжесткую связь. Колеса, имеющие хорошее сцепление с дорогой, начинает вращаться. Как только крутящий момент выравнивается, блокировка выключается, и дифференциал работает в обычном режиме. Присутствие блокировки позволяет проходить повороты на большой скорости. Когда вы входите в поворот на пределе возможностей резины, разгружается или дажевывешивается колесо, находящееся внутри поворота. В этой ситуации на обычной машине начинает работать дифференциал, и скорость резко падает, поскольку вывешенное колесо получает момент и крутится, а загруженное наружное колесо лишается крутящего момента. На автомобиле с блокировкой дифференциала, даже если полностью вывешено одно из колес, другое колесо не теряет крутящего момента. По мнению профессиональных спортсменов, наличие самоблокировки дифференциала позволяет лучше чувствовать автомобиль идорогу на прямых участках.

Винтовая, или "червячная" блокировка

В обычном режиме винты ("червяки" - из-за формы винтов) свободно обкатываются вокруг центральной шестерни. В случае изменения момента винты проскальзывают в крайнее положение и фиксируются в эксцентричных пазах. Когда момент выравнивается, винты возращаются в исходное положение. Как и дисковые винтовые блокировки обладают возможностями преднатяга. Винтовые блокировки наиболее пригодны для использования на обычном автомобиле. Из производящихся в России они наиболее долговечны и просты в эксплуатации. Все их элементы износоустойчивы (ресурс винтовой блокировки порой превышает ресурс коробки передач, не говоря уже о ресурсе редуктора моста). Установка СБД отностится к сфере "глубокого" тюнинга. Так назыают мероприятия, проводимые в том случае, когда клиент хочет, чтобы машина не столько выглядела оригинально, сколько ехала лучше, чем ей подобные. Такие услуги оказывают исключительно в профессиональных тюнинговых центрах. Рядовому автолюбителю специалистя рекомендуют установить винтовую блокировку. Она надежна (сопоставима по ресурсу с коробкой передач), имеет наиболее сглаженные моменты включния-выключения и широкие возможности по блокировке.

Дифференциалы "Квайф"

Сателлиты данного механизма расположены в два ряда параллельно оси вращения корпуса, причем крепятся не на осях, а находятся в закрытых с торцов отверстиях корпуса. Правый ряд сателлитов входит в зацепление с правой полуосевой шестерней, левый - соответственно с левой. Кроме того, сателлиты из раных рядов зацепляются между собой попарно. Когда одно из колес начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня вращается медленнее корпуса и поворачивается входящей с ней в зацепление сателлит. Он передает движение связанному с ним сателлиту из другого ряда, а тот, в свою очередь, - на полуосевую шестерню. Так обеспечиваются разные угловые скорости колес в повороте. Благодаря разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни и сателлиты торцами к корпусу. Последние также прижимаются вершинами зубьев к поверхности отверстий, в которых они расположены. За счет этого и возникают силы, осуществляющие частичную блокировку. Величина коэффициента блокировки зависит от угла наклона зубьев сателлитов и шестерен. Устанавливая в корпус комплекты сателлитов и шестерен с различным углом наклона зубьев, можно изменять коэффициент блокировки

Jajuan  Дифференциалы "Торсен"

Получили свое название от англ. torque- "крутящий момент" и sensing - "чувствительный". Под этой маркой выпускаются два типа конструкций. В первом сателлиты расположены в корпусе перпендекулярно его оси и объединены между собой с помощью прямозубогозацепления, а с полуосевыми шестернями связаны червячным зацеплением. В повороте полуосевая шестерня, связанная с отстающим колесом, поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит, а он, в свю очередь, вращает второй ателлит и полуосевую шестерню. Эта "цепочка" позволяет колесам вращаться с разной скоростью. Силы трения, возникающие в червячном зацеплении от разности моментов на колеса, и осуществляют частичную блокировку дифференциала. Применение комплектов сателлитов и шестерен с различным профилем червячного зацепления дает возможность изменять коэффициент блокировки. Второй тип "Торсена" отличается тем, что в нем сателлиты расположены параллельно оси корпуса дифференциала в отверстиях и соединены попарно между собой и полуосевыми шестернями винтовым зацеплением. Работа механизма на поворотах и частичная блокировка осуществляется так же, как у "Квайфа". Этот вариант конструкции менее сложен, кроме того, позволяет уменьшить диаметр корпуса дифференциала.

Jajuan  Типы дифференциалов Всем известно что в на ведущей оси есть дифференциал, всем известно что они бывают с блокировкой. В сатье приведены типы блокируемых дифференциалов, и примеры их конструкций. Также описаны особенности управления автомобилем с блокировкой дифференциалов.Все, что вы хотели узнать о дифференциалах, но боялись спросить...

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

Что такое дифференциал

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

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

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

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

Jajuan  Принудительная блокировка

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

Jajuan  Самоблокирующиеся дифференциалы

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

Дисковая блокировка

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

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

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

Вязкостная блокировка

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

Jajuan  Винтовая блокировка

Принцип ее действия таков: в обычном режиме винты (или червяки, как их называют из-за характерной формы) свободно обкатываются вокруг центральной шестерни. В случае изменения момента винты проскальзывают в крайнее положение и фиксируются в эксцентричных пазах. Когда момент выравнивается, винты возвращаются в исходное положение. Момент срабатывания винтовых блокировок определяется профилем винтов. Такие дифференциалы мало подвержены износу (срок службы сопоставим со сроком коробки или классического дифференциала), а масло используется обычное трансмиссионное.

Jajuan  Кулачковая блокировка

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

Jajuan  Особенности управления

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

Межосевой дифференциал и его блокировки

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

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

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

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

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

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

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

Tags: Как работает дифференциал на переднем приводе

3d модели механизмов в движении.

На ниве постоянный полный привод это понятно. Тогда для чего предназначен рычаг блокировки в салоне? | Автор топика: Светлана

Станислав Блокировка раздатки, блокирует передний и задний мост, а без неё можно и прикурить в каком нибудь овраге.

Эдуард для блокировки межосевого дифференциала.

Вячеслав А рычаг чтоб дифферинциал блокировать в особо трудно проходимых местах . 2. Блокировка дифференциала

Одно из типичных заблуждений в отношении Нивы - это назначение передней Алексей ручки раздатки. Почему-то думают, что она "подключает передок". На самом деле "передок", т. е. передний привод у Нивы включен всегда, так же, как и задний - она имеет постоянный полный привод на все четыре колеса. А эта ручка управляет работой дифференциала раздатки. При нормальном положении - вперед - дифференциал в раздатке работает. Переключение ручки назад блокирует дифференциал.

При включенной блокировке выходы раздатки на передний и задний приводы соединяются между собой специальной муфтой. Тем самым принудительно приравниваются скорости этих приводов: сумма скоростей колес передней оси будет равна сумме скоростей колес задней оси. Распределение тягового усилия при включенной блокировке принципиально меняет свой характер. Теперь оно передается в сторону наибольшего сопротивления: например, если снять передний кардан, при заблокированной раздатке Нива поедет на заднем приводе - все тяговое усилие будет передано на заднюю ось.

Если буксует одно колесо - допустим, заднее, нужно включить блокировку. Тогда в сторону переднего привода будет передана бОльшая доля тягового усилия, и передние колеса могут вытащить машину. Но если забуксовало еще и одно из передних колес - Нива сама выбраться не сможет.

Блокировку дифференциала можно включать и выключать при выжатой педали сцепления, как на ходу, так и на стоящей машине. При некотором навыке это можно делать без выжима сцепления при сбросе газа.

Существуют подобные, блокируемые дифференциалы и для мостов, в том числе с автоматической блокировкой. Теоретически с ними застрявшая Нива сможет выбраться в том случае, если хотя бы одно колесо имеет достаточное сцепление с почвой. Такие устройства довольно дорого стоят, обычно имеют небольшой срок службы и используются преимущественно в спортивных машинах.

Евгения с какого это он постоянный, там перед откл.

Максим В смысле, РЫЧАГ БЛОКИРОВКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛА? Это очень нужная веСЧь. Если дифференциал заднего моста не блокировать, то крутиться на заднем мосту будет только то колесо, которое легче проворачивается. На практике это выражается вот в чем. Предположим, Вы завязли в снегу. Все колеса, кроме одного заднего, допустим, прорыли снег до льда. А одно заднее до нормального грунта, т. е. ему проворачиваться сложнее, но у него лучше зацепление и оно может вас вытянуть. Если бы не было блокировки дифференциала, то все колеса у вас бы прокручивалось, а самое нужное стояло на месте: так уж устроен дифференциал. Если вы его заблокируете, то крутиться будут оба колеса одно оси Лидия , даже если одно зависло в воздухе. Так вы и выберетесь. Рычаг нужен, чтобы блокировать дифференциал, только в нужный момент- на бездорожье. Если включить блокировку дифференциала навсегда, то будет быстрее снашиваться резина на этой оси. В современный авто, кажется, дифференциал блокируется электроникой в нужный момент

Инна Тама два рычага - блокировка дифференциала межосевого Елизавета и пониженная передача.

Пётр Блокировка раздатки, блокирует передний и задний мост, а без неё можно и прикурить в каком нибудь овраге.

svistun.info


Смотрите также