Самоблокирующийся дифференциал принцип работы: Что такое самоблок

Содержание

Что такое самоблок

21.02.2017 08:00

Что такое самоблокирующийся червячный дифференциал?

 самоблокирующийся 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»

самоблокирующийся дифференциал 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

как работает самоблок

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: как работает?

Термин «блокировка дифференциала», или «самоблокирующейся дифференциал» (самоблок), слышали многие автомобилисты, а вот как этот процесс выглядит на практике, знают лишь некоторые. И если раньше такой «опцией» автопроизводители оборудовали преимущественно внедорожники, то сейчас ее можно встретить и на вполне городском автомобиле. Кроме того, зачастую владельцы машин не оборудованных самоблоками, поняв, какую пользу они приносят, устанавливают их самостоятельно.

Но прежде чем разбираться с тем, как работает самоблокирующийся дифференциал, нужно понять, как он функционирует без блокировки.

Дифференциал, как работает

Что такое дифференциал

Дифференциал (дифф) по праву можно считать одним из главных элементов конструкции трансмиссии автомобиля. С его помощью происходит передача, изменение, а также распределение выдаваемого двигателем крутящего момента между парой потребителей: колесами, расположенными на одной оси машины или же между ее мостами. Причем сила потока распределяемой энергии при необходимости может быть различной, а значит, и скорость вращения колес — разной.

В трансмиссии автомобиля дифф может быть установлен: в картере заднего моста, КПП и в раздаточной коробке, в зависимости от устройства привода(ов).

Те диффы, которые установлены в мосту или КПП, называются межколесными, а который находится между осями машины, соответственно – межосевым.

Назначение дифференциала

Как известно, автомобиль во время движения совершает различные маневры: повороты, перестроения, обгоны и т. д. Кроме того, поверхность дороги может содержать неровности, а это значит, что колеса автомобиля, в зависимости от ситуации, в одно и то же время могут проходить различное расстояние. Поэтому, например, при повороте, если скорость вращения колес на оси будет одинаковой, то одно из них неминуемо станет пробуксовывать, что приведет к ускоренному износу покрышек. Но это не самое страшное. Гораздо хуже то, что у транспортного средства значительно снижается управляемость.

Как работает межосевой дифференциал

Вот для решения подобных проблем и придумали дифференциал – механизм, который будет перераспределять энергию, поступающую от двигателя, между осями автомобиля в соответствии с величиной сопротивления качению: чем оно меньше, тем больше будет скорость вращения колеса, и наоборот.

Механизм дифференциала

На сегодняшний день существует множество разновидностей диффов, и их устройство довольно сложное. Однако принцип работы в целом одинаков, поэтому будет проще для понимания рассмотреть самый простой тип – открытый дифференциал, который состоит из следующих элементов:

Как работает самоблокирующейся дифференциал

  1. Шестеренок, закрепленных на полуосях.
  2. Ведомой (коронной) шестерни, выполненной в виде усеченного конуса.
  3. Ведущей шестерни, закрепленной на конце ведущего вала, которая в совокупности с коронной образует главную передачу. Так как ведомая шестерня по размерам больше ведущей, то последней придется сделать несколько оборотов вокруг своей оси, прежде чем коронная выполнит только один. Следовательно, именно эти два элемента дифференциала снижают величину энергии (скорости), которая в итоге дойдет до колес.
  4. Сателлитов, которые образуют планетарный механизм, играющий ключевую роль в обеспечении необходимой разности в скорости вращения колес.
  5. Корпуса.

Как работает дифференциал

Во время прямолинейного движения автомобиля его полуоси, а значит, и колеса, вращаются с такой же скоростью, как и ведущий вал со своей косозубой шестерней. Но во время поворота воздействующая нагрузка на колеса становится различной (одно из них пытается крутиться быстрей), и за счет этой разницы освобождаются сателлиты. Теперь энергия двигателя проходит через них, а так как пара сателлитов – это две отдельные, независимые шестерни, то к полуосям передается разная по величине частота вращения. Таким образом, мощность, вырабатываемая двигателем, распределяется между колесами, но неравномерно, а в зависимости от действующей на них нагрузки: то, что двигается по внешнему радиусу, испытывает меньшее сопротивление качению, поэтому дифф передает на него больше энергии, раскручивая быстрее.

Разницы в том, как работает межосевой дифференциал и межколесный, нет: принцип действия аналогичен, только в первом случае распределенный крутящий момент направлен к осям автомобиля, а во втором — к его колесам, расположенным на одной оси.

Потребность в межосевом диффе особенно становится заметна во время движения машины по пересеченной местности, когда ее вес давит на ту ось, которая находится ниже другой, например, на подъеме или спуске.

Проблема дифференциала

Несмотря на то что дифференциал, безусловно, играет большую роль в конструкции автомобиля, его работа иногда создает проблемы для водителя. А именно: когда одно из колес оказывается на скользком участке дороги (грязи, льду или снегу), то другое, находящееся на более твердом грунте, начинает испытывать повышенную нагрузку, дифф старается это исправить, перенаправляет энергию двигателя на скользящее колесо. Таким образом, выходит, что оно получает максимальное вращение, в то время как другое, имеющее плотное сцепление с грунтом, попросту остается неподвижным.

Как работает дифференциал на "Ниве"

Вот именно для решения подобных проблем была придумана блокировка (отключение) дифференциала.

Принцип блокировки и ее виды

Поняв принцип работы дифференциала, можно заключить, что если заблокировать его, то увеличится крутящий момент на том колесе или оси, которое имеет лучшее сцепление. Это можно сделать, если соединить его корпус с одной из двух полуосей или же остановить вращение сателлитов.

Блокировка может быть полной – когда части дифференциала соединяются жестко. Осуществляется, как правило, при помощи кулачковой муфты и управляется водителем через специальный привод из кабины автомобиля. Или же она может быть частичной, в этом случае на колеса передается только ограниченное усилие – так работает самоблокирующийся дифференциал, которому участие человека не требуется.

Как работает самоблокирующийся дифференциал

Самоблокирующийся дифференциал, по сути, представляет собой компромисс между полным блоком и свободным диффом и позволяет снизить пробуксовку колес машины в случае возникновения между ними разницы в коэффициенте сцепления с грунтом. Таким образом, значительно повышается проходимость, управляемость на бездорожье, а также динамика разгона автомобиля, причем независимо от качества дороги.

Самоблок исключает полную блокировку колес, что защищает полуоси от критических нагрузок, которые могут возникнуть на дифференциалах с принудительным выключением.

Блокировка с полуосей снимается автоматически, если при прямолинейном движении скорости вращения колес выравнивается.

Самые распространенные типы самоблоков

Дисковый самоблок – это набор фрикционных (трущихся) дисков, установленных между корпусом диффа и шестерней полуоси.

Понять, как работает дифференциал с таким блоком, несложно: пока машина едет по прямой, корпус диффа и обе полуоси крутятся вместе, как только в скоростях вращения появляется разница (колесо попало на скользкий участок), между дисками возникает трение, снижающее ее. То есть колесо, оставшееся на твердом грунте, продолжит вращаться, а не остановится, как в случае свободного дифференциала.

Вискомуфта, или иначе вязкостная муфта, так же как и предыдущий дифф, содержит два пакета дисков, только на этот раз перфорированных, установленных между собой с небольшим зазором. Одна часть дисков имеет сцепление с корпусом, другая – с валом привода.

Как работает блокировка дифференциала на "Ниве"

Диски, помещены в емкость, заполненную кремнийорганической жидкостью, которая при равномерном их вращении остается в неизменном состоянии. Как только между пакетами появляется отличие в скорости, жидкость начинает быстро и сильно густеть. Между перфорированными поверхностями возникает сопротивление. Чересчур раскрутившийся пакет таким образом притормаживается, и скорость вращения выравнивается.

Зубчатый (винтовой, червячный) самоблок. Его работа базируется на способности червячной пары расклиниваться и тем самым блокировать полуоси при возникновении на них разницы в крутящих моментах.

Кулачковый самоблок. Чтобы понять, как работает дифференциал такого типа, достаточно представить открытый дифф, в котором вместо планетарного шестеренчатого механизма установлены зубчатые (кулачковые) пары. Кулачки проворачиваются (перескакивают), когда скорости вращения колес практически одинаковы, и жестко блокируются (заклиниваются), как только какое-то из них начинает пробуксовывать.

Разницы в том, как работает блокировка межосевого дифференциала и межколесного, нет – принцип действия одинаков, отличия только в конечных точках: в первом случае – два моста, во втором – два колеса, установленных на одной оси.

Отечественная «Нива» и ее дифференциалы

В линейке отечественных ВАЗов «Нива» занимает особенное место: в отличие от своих «родственников» по конвейеру, эта машина оборудована не выключаемым полным приводом.

Дифференциал Нестерова, как работает

В трансмиссии ВАЗовского внедорожника установлено три дифференциала: межколесные – в каждом мосту, и межосевой – в раздатке. Несмотря на такое количество, разбираться заново в том, как работают дифференциалы на «Ниве», не придется. Все точно так же, как описывалось выше. То есть, во время прямолинейного движения машины, при условии отсутствия пробуксовок на колесах, тяговое усилие между ними распределено равномерно и имеет одинаковую величину. Когда какое-то из колес начинает буксовать, то вся энергия от двигателя, пройдя через диффы, направляется к этому колесу.

Блокировка дифференциалов «Нивы»

Прежде чем говорить о том, как работает блокировка дифференциалов на «Ниве», следует отметить один момент, а именно уточнить назначение передней (маленькой) ручки раздаточной коробки.

Как работает дифференциал мотоблока

Некоторые водители полагают, что с ее помощью у машины включается передний привод – это не так: и передний, и задний приводы у «Нивы» задействованы всегда, а этой ручкой осуществляется управление дифференциалом раздатки. То есть пока она установлена в положении «вперед», дифф работает в штатном режиме, а когда «назад» – отключается.

А теперь непосредственно о блокировке: при выключении дифференциала валы раздаточной коробки замыкаются между собой муфтой, тем самым принудительно выравнивая скорости их вращения, то есть суммарная скорость колес передней оси приравнивается к суммарной скорости задней. Распределение тяги происходит в сторону большего сопротивления. Допустим, буксует заднее колесо, если включить блокировку, тяговое усилие уйдет на переднюю ось, колеса которой вытянут машину, но если одновременно с задним забуксует и переднее колесо, то самостоятельно «Нива» уже не выберется.

Чтобы такого не случалось, автолюбители в мосты устанавливают самоблоки, которые помогут вытянуть застрявшую машину. На сегодняшний день самым популярным среди владельцев «Нивы» является дифференциал Нестерова.

Самоблок Нестерова

Именно в том, как работает дифференциал Нестерова, и заключен секрет его популярности.

Как работает блокировка межосевого дифференциала

Конструкция дифа позволяет не только оптимально регулировать угловую скорость колес машины при совершении маневров, но и в случае пробуксовок или вывешивании колеса устройство отдает ему минимальное количество энергии от двигателя. Причем реакция самоблока на изменение дорожной ситуации практически мгновенная. Кроме того, дифференциал Нестерова значительно улучшает управляемость машины даже на скользких поворотах, повышает курсовую устойчивость, повышает динамику разгона (особенно в зимний период), снижает расход горючего. А монтаж устройства не требует никаких изменений в конструкции трансмиссии и устанавливается точно так же, как классический дифф.

Дифференциал нашел применение не только в автомобильной технике, он оказался весьма полезен и на мотоблоках, значительно облегчив жизнь его владельцам.

Дифференциал для мотоблока

Мотоблок — агрегат довольно тяжелый, и, чтобы его просто повернуть, требуется немало усилий, а при нерегулируемой угловой скорости вращения колес это становится еще сложнее. Поэтому владельцы этих машин, если диффы не предусматривались изначально конструкцией, приобретают и устанавливают их самостоятельно.

Как работает дифференциал мотоблока? По сути, он лишь обеспечивает легкий разворот машины, останавливая одно из колес.

Другая его функция никак не связанная с перераспределением мощности – это увеличение базы колес. Конструкция дифференциала предусматривает его использование как удлинителя осей, что делает мотоблок более маневренным и устойчивым к опрокидываниям, особенно на поворотах.

Словом, дифференциал – вещь весьма полезная и незаменимая, а его блокировка в разы повышает проходимость автомобиля.

Самоблокирующийся дифференциал — принцип работы (видео)

Самоблокирующийся дифференциал

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

Червячные самоблокирующиеся дифференциалы

Червячный самоблокирующийся дифференциал

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

Схема дифференциала Torsen

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

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

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

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

Самоблокирующийся червячный дифференциал типа «Квайф»
Самоблокирующийся червячный дифференциал типа Квайф

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

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

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

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

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

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

Винтовая, или «червячная» блокировка мостов

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 возвращаются в исходное положение. Как и дисковые винтовые блокировки обладают возможностями преднатяга.

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

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

Самоблокирующиеся дифференциалы «Квайф»

Дифференциалы Квайф

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

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

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

Когда одно из колес начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня вращается медленнее корпуса и поворачивается входящей с ней в зацепление сателлит.

Он передает движение связанному с ним сателлиту из другого ряда, а тот, в свою очередь, — на полуосевую шестерню.

Так обеспечиваются разные угловые скорости колес в повороте.

Благодаря разности крутящих моментов на колесах в винтовом зацеплении возникают осевые и радиальные силы, прижимающие полуосевые шестерни и сателлиты торцами к корпусу. Последние также прижимаются вершинами зубьев к поверхности отверстий, в которых они расположены. За счет этого и возникают силы, осуществляющие частичную блокировку. Величина коэффициента блокировки зависит от угла наклона зубьев сателлитов и шестерен. Устанавливая в корпус комплекты сателлитов и шестерен с различным углом наклона зубьев, можно изменять коэффициент блокировки

Самоблокирующиеся дифференциалы «Торсен»

Дифференциалы Торсен

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

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

Эта «цепочка» позволяет колесам вращаться с разной скоростью.

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

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

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

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

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

5 Преимущества дифференциала повышенного трения (принцип работы и недостатки)

Транспортное средство может иметь три типа дифференциалов; открытые дифференциалы, блокирующиеся дифференциалы и дифференциалы повышенного трения (LSD). Функция любого дифференциала — передавать мощность двигателя на колеса. Так колеса могут вращаться с разной скоростью.

В то время как открытый дифференциал по-прежнему будет приводить в движение любые колеса, теряющие сцепление с дорогой, дифференциал повышенного трения (также известный как дифференциал повышенного трения) будет обеспечивать дополнительный крутящий момент колесу, имеющему сцепление с дорогой, и уменьшать крутящий момент колеса, которое буксует.

У этого могут быть свои плюсы и минусы, в зависимости от типа местности, по которой вы управляете транспортным средством.

Преимущества дифференциала повышенного трения

1) Тяга на бездорожье

off road

off road

По сравнению с открытым дифференциалом сцепление на бездорожье с дифференциалом повышенного трения будет лучше. Это происходит из-за дифференциала повышенного трения, передающего мощность на колеса, которые имеют тягу к ним.

2) Поверхности с покрытием

BMW driving on windy road

BMW driving on windy road

Дифференциалы повышенного трения не только хороши для бездорожья, но и лучше работают на асфальтированных покрытиях.Производительность будет отличной, так как тяга почти идеальная.

Вот почему многие из современных высокопроизводительных автомобилей, таких как BMW M3, Ford Mustang, Chevy Camaro, Dodge Challenger и Subaru WRX, оснащены дифференциалами повышенного трения.

3) Меньший износ шин

worn tire treads

worn tire treads

Поскольку дифференциал повышенного трения может отбирать мощность у колеса, теряющего сцепление с дорогой, и передавать больше мощности другим колесам с тяговым усилием, это помогает предотвратить чрезмерный износ шин.В противном случае шина с ограниченным сцеплением будет просто вращаться на месте и изнашиваться с большей скоростью.

4) Меньший износ полуоси.

Полуоси не будут подвергаться слишком большим нагрузкам и давлению во время поворотов, потому что они могут вращаться с различной скоростью. Это означает, что они не так сильно изнашиваются.

5) Не слишком дорого

Дифференциал повышенного трения не будет очень дорогостоящим обновлением для вашего автомобиля, если таковой имеется. Для тех, кто переходит на дифференциал с ограниченным скольжением, большинство тратит где-то в диапазоне от 600 до 1200 долларов, чтобы сделать это, что не так много, если подумать.

Недостатки дифференциала повышенного трения

1) Отсутствие полной мощности на колесах

rear axle

rear axle

Если есть колесо с тяговым усилием, дифференциал повышенного трения не сможет передать ему всю мощность.

Ему всегда придется передавать небольшую мощность на колесо, которое не имеет тяги, даже если оно забирало у него много мощности. Следовательно, он не может передать 100% мощности только на одно колесо.

2) Трудно управлять сцеплением с дорогой

how limited slip differential works

how limited slip differential works

Вы не всегда сможете предсказать, что будет делать сцепление, когда вы едете по пересеченной местности с камнями, грязью и песком на ней.В то время как дифференциал повышенного трения будет передавать некоторую мощность на колеса, теряющие сцепление с дорогой, он не будет постоянным источником мощности.

Как только другие колеса начинают терять сцепление с дорогой, дифференциал передает им большую часть мощности. В результате автомобиль может быть оттянут только в одну сторону.

3) Не все одинаковы

Дифференциал повышенного трения не будет одинаковым в каждом автомобиле, в котором он есть. В дополнение к фиксированному значению LSD существуют варианты LSD, чувствительные к крутящему моменту, скорости и с электронным управлением.Некоторые смогут по-разному управлять различными элементами.

Поэтому не следует привыкать к одному типу дифференциала повышенного трения и думать, что он будет таким же и в другой машине, у которой он есть, потому что этого не произойдет.

Читайте также: 5 основных преимуществ и недостатков трансмиссии с двойным сцеплением

Как работает дифференциал повышенного трения

Дифференциал предназначен для того, чтобы группа колес могла вращаться с отдельными скоростями. Большинство автомобилей имеют один дифференциал на передней или задней оси, в зависимости от того, переднеприводный это автомобиль или заднеприводный.Однако у полноприводного автомобиля будет два отдельных дифференциала для передней и задней оси.

Основное назначение дифференциала — помочь автомобилю совершать стабильные повороты. Но есть разные типы дифференциалов, которые действуют по-своему.

Двумя наиболее распространенными дифференциалами являются дифференциалы открытого типа и дифференциалы повышенного трения. Первый отлично подходит для поворота на более чистых дорогах, а второй лучше для дорожных условий, которые, вероятно, вызовут пробуксовку ваших колес.

В дифференциале повышенного трения крутящий момент двигателя равномерно распределяется на каждое колесо оси. В идеале с этим дифференциалом лучше ездить по чистым дорогам. Но если вы едете по грязи или льду на дороге, одно из ваших колес может потерять сцепление с дорогой при вращении.

Чтобы предотвратить проскальзывание этого колеса на дороге, дифференциал повышенного трения забирает часть энергии крутящего момента от проскальзывающего колеса.

В результате вы можете намного легче выполнять крутые повороты и уменьшать проскальзывание в процессе.Если бы у вас был более распространенный открытый дифференциал, он не смог бы уменьшить проскальзывание при резких поворотах.

Вот почему использование дифференциала повышенного трения является огромным преимуществом, если вы живете в районах, где обычно бывает снег, дождь, грязь, лед и другие неприятные дорожные условия.

Дифференциал повышенного трения содержит разные диски сцепления, которые фиксируются пружинами. Когда колесо пробуксовывает, напряжение между разными дисками сцепления увеличивается. Это вызовет большее сопротивление между двумя колесами оси, что приведет к ограниченному проскальзыванию.

Этот тип дифференциала требует большего обслуживания, чем открытый дифференциал. Обязательно периодически заменяйте жидкость дифференциала, потому что это поддерживает нормальную работу дисков сцепления.

Автомеханик выполнит все необходимые работы по обслуживанию и ремонту. Но важно, чтобы вы понимали потенциал дифференциала повышенного трения и почему он является хорошей инвестицией, если вы живете в районе с определенными дорожными условиями, которые этого требуют.

.

Как восстановить заводской дифференциал повышенного трения

Основная причина наличия дифференциала повышенного трения на задней оси — это максимизация тяги на скользких поверхностях, таких как снег, лед или грязь, что может усугубиться при открытом дифференциале. Еще одна важная причина — помочь распределить крутящий момент между колесами от высокопроизводительного двигателя и трансмиссии. Дифференциал повышенного трения передает крутящий момент на оба колеса, даже если одно колесо пробуксовывает. Это огромное улучшение по сравнению с открытым дифференциалом с ограничением тяги.Дифференциалы повышенного трения также увеличивают ускорение автомобиля.


Этот технический совет взят из полной книги, ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛОВ, МОСТОВ И ПРИВОДОВ. Подробное руководство по этому вопросу вы можете найти по этой ссылке:
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ

ПОДЕЛИТЬСЯ СТАТЬЕЙ: Пожалуйста, не стесняйтесь поделиться этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, в которых вы участвуете. Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https: // musclecardiy.ru / performance / how-to-rebuild-factory-limited-slip-дифференциалы /


Определение ограничения проскальзывания и открытого дифференциала

Определить, есть ли у вашего автомобиля дифференциал повышенного трения или открытый, — это одна из самых простых проверок трансмиссии. Первый шаг — поставить автомобиль на ровную и ровную поверхность, заблокировать передние колеса и приподнять задние колеса над землей с помощью домкрата. Как всегда, прежде всего позаботьтесь о безопасности и поставьте автомобиль на домкраты.Включите нейтральную передачу и убедитесь, что стояночный тормоз отпущен. Теперь просто поверните одно заднее колесо вперед и обратите внимание на направление вращения другого колеса.

Если он вращается в том же направлении (вперед), задний конец имеет дифференциал повышенного трения. Если другое колесо вращается в обратном направлении, то задний конец имеет открытый дифференциал. Это так просто.

Однако есть одно исключение: чрезвычайно изношенный дифференциал повышенного трения с диском сцепления может действовать как открытый дифференциал, поскольку диски очень сильно изношены.Так что это не совсем надежный тест. Но этот метод работает в большинстве случаев.

Вы можете задаться вопросом, почему одно колесо вращается в противоположном направлении. Для этого есть длинная инженерная причина, но ее можно описать следующим простым уравнением:

2 x N несущая = N слева + N справа

Где:

N водило = частота вращения водила дифференциала

N слева = скорость левой шестерни, которая вращается с той же скоростью, что и левая шина

Н правая = скорость правой шестерни (или правой шины)

Если несущая скорость равна нулю, что в основном означает, что ведущая шестерня и карданный вал не вращаются, левая часть уравнения равна нулю.

Вы поворачиваете одну сторону; скажем слева, со скоростью 10 оборотов в минуту. Чтобы это уравнение работало, другое колесо, в данном случае правое, должно вращаться с той же скоростью, но в противоположном направлении:

2 х 0 = 10 + (-10)

0 = 10–10

0 = 0

Уравнение выполнено. В основном шестерни дифференциала могут свободно вращаться относительно друг друга внутри корпуса дифференциала, в то время как корпус дифференциала неподвижен.

Если в задней оси транспортного средства установлен дифференциал повышенного трения, между боковыми шестернями должен быть приложен предварительный натяг, который заставит обе шестерни вращаться в одном направлении (до тех пор, пока не будет преодолен крутящий момент, создаваемый трением предварительной нагрузки).Может случиться одно из двух. Диски сцепления могут проскальзывать относительно дифференциала, и корпус дифференциала не вращается. Если корпус дифференциала не вращается, гипоидная коронная шестерня и шестерня не будут вращаться. По сути, это был бы путь наименьшего сопротивления. Будем надеяться, что крутящий момент вращения кольца и шестерни ниже, чем крутящий момент для проскальзывания сцеплений, и, следовательно, шестерня вращается.

Если это вас сбивает с толку, не волнуйтесь. Это немного сложно для понимания и предназначена только для дополнительной информации.Самое главное — понять, как проверить наличие открытого или повышенного трения дифференциала.

With the wheel adapter tool you can rotate the torq.

Шкафчики, ограниченное скольжение и другие объяснения различий

Дифференциал
Отличия
Шкафчики, ограничители скольжения, дифференциалы и спорт
бездорожья.

Обзор стандартных носителей, Positraction и Limited
Слипы,
Блокировка дифференциалов, золотников и мини-золотников




Получил
Тяговый?

В внедорожном спорте почти неизбежно
разговор переходит на повышение производительности.Когда на бездорожье
важное ключевое слово — тяга. Лучшее сцепление с дорогой обычно сводится к
к четырем компонентам, ваши шины. Качественные шины для бездорожья
измените мир к лучшему в своей способности находить поддержку и получать удовольствие.
Но если шина не вращается из-за нехватки мощности,
шины, лучшие шины в мире вам не помогут. Вот где
правильный дифференциал имеет значение. Эта статья будет
попытайтесь объяснить, какую роль ваш дифференциал играет в сцеплении и
различные типы дифференциалов, доступные на рынке, и как они будут
влияют на тяговые характеристики и управляемость вашего автомобиля.


Дифференциал

Дифференциал в автомобиле расположен в
иногда называется «тыква», или центральная часть передней или
задний мост, который пересекается с приводным валом. В этом центре
Часть оси содержит дифференциал.

В автомобиле
дифференциал, обычно состоящий из набора шестерен,
что позволяет вращать каждое из ведущих колес.Шестерни конвертируют
вращательное движение карданного вала или трансмиссии и разделение мощности на
каждый из валов ведущей оси этой оси. В приводе на 4 колеса
автомобили имеют два дифференциала, один в задней оси и один в
передний мост.


дифференциал имеет три рабочих места. Он направляет мощность двигателя на колеса.
Он действует как последняя передача в автомобиле, замедляя вращение.
скорость трансмиссии (и раздаточной коробки полноприводных автомобилей)
прежде, чем он ударится по колесам.Дифференциал также передает мощность
к колесам, позволяя им вращаться с разной скоростью, таким образом,
термин «дифференциал».


Основное назначение дифференциала — позволить каждой половине оси (каждая
шину), чтобы вращаться с разной скоростью, подавая равное количество
сила к каждому колесу в этой оси. Потребность в

колеса для вращения
на разных скоростях это особенно заметно при поворотах.
При прохождении поворотов внутреннее колесо проходит меньшее расстояние, чем внешнее.
рулевое колесо. С открытым дифференциалом они оба приводят автомобиль в движение.
вперед с равной силой, пока оба колеса остаются в контакте с
дорога и есть тяга. Однако если одно колесо пробуксовывает, например
на льду крутящий момент передается на вращающееся колесо. Если это поскользнется
колесо полностью теряет сцепление, вся мощность будет передана на это колесо и
у вас нет поступательного движения.

На бездорожье это
где общий открытый дифференциал не может оставаться эффективным.
На бездорожье есть много ситуаций, когда колесо будет свободно вращаться.
В большинстве стандартных автомобилей 4×4 обычный открытый дифференциал можно найти в
как передняя, ​​так и задняя оси. Когда колесо впереди И колесо
в спине разрешено вращаться бесплатно из-за открытых дифференциалов, которые
4×4 — это, по сути, двухколесный автомобиль.Одно переднее колесо и одно
заднее колесо. Вот где другие типы дифференциалов сделают
радикальное улучшение тяги.

Типы
Дифференциалы

Дифференциалы можно вообще
разделены на 4 категории. Открытые дифференциалы, ограниченное скольжение
Дифференциалы, блокирующие дифференциалы и золотники. Катушки действительно
просто устранение дифференциала, так что на самом деле есть три
категории.

Помимо открытого дифференциала,
различные типы «неоткрытых» дифференциалов обеспечат разную степень
ограничение вращения или скольжения открытого дифференциала. Что также
меняется ощущение этих различий, что приводит к изменению
степени управляемости на дороге и бездорожье.

Открытый / стандартный носитель
Дифференциал

Стандартный дифференциал или то, что называется открытым водилом, является
что поставляется с большинством автомобилей OEM.Открытый держатель держит кольцо
шестерня на месте и внутри открытого носителя обычно представляет собой набор
шестерен, называемых звездообразными шестернями. Эти зубчатые колеса несут ответственность за
позволяя транспортному средству преодолевать поворот и позволяя внешнему колесу
путешествовать дальше
и поворачивается быстрее, чем внутреннее колесо. Этот тип открытой конструкции
отлично подходит для большинства автомобилей на дороге сегодня. Однако когда
автомобиль с открытым дифференциалом встречает недостаточную тягу, он направляет
мощность на колесо с наименьшим сопротивлением.В результате
колесо на не тянущей поверхности вращается свободно, в то время как противоположное колесо
эта ось на поверхности с лучшим сцеплением обеспечивает небольшую мощность или ее отсутствие.

Ограниченное скольжение
Дифференциалы,

Posi-Traction (Posi, Posis)

Ограниченное скольжение и позиционные дифференциалы
разработан, чтобы «ограничить» тенденцию открытого дифференциала передавать мощность на
колесо, которому не хватает тяги, и перенаправьте мощность в некоторой степени на
другое колесо оси.Ограниченное скольжение и позитракция
дифференциал будет передавать мощность на оба колеса одинаково во время движения
прямо, однако, когда одно колесо вращается из-за отсутствия тяги,
дифференциал автоматически передает крутящий момент на другое колесо с
тяги. Ограничение дифференциала скольжения и позитракции (posi)
потеря крутящего момента на проскальзывающем колесе через различные механизмы, такие как
как муфты, зубчатые колеса и другие способы в зависимости от агрегата.
Ограниченное скольжение и позиционирование не обеспечивают стопроцентной блокировки
дифференциал в экстремальных ситуациях, например, когда колесо полностью
теряет сцепление.Ограниченное скольжение и позитракция (позиция)
дифференциалы рекомендуются для автомобилей с повседневной ездой и используются в
многие приложения, где иногда требуется тяга, например, в экстренных случаях
транспортные средства. Они также идеально подходят для передних осей автомобилей 4×4, которые
не оборудованы передними ступицами, которые можно отсоединить. Семестр
«позитракция» (сокращенно «posi») использовалась
General Motors много лет назад за свой дифференциал повышенного трения и
с тех пор используется для обозначения ограниченных промахов.

СЦЕПЛЕНИЕ LIMITED SLIP
GEAR-DRIVEN LIMITED SLIP

Шкафчики,
Блокировка дифференциала

Блокировка дифференциала или «Локер»
использует механизм, который позволяет левому и правому колесу «блокироваться» относительно
друг друга и поворачиваются с одинаковой скоростью независимо от того, на какой оси
тяги и независимо от того, насколько мало тяги у буксирующего колеса.
В этом состоянии ось действует скорее как «шпуля». Это означает
тяга может передаваться на колесо, которое может прочно стоять на земле
в то время как другое колесо оси полностью оторвано от земли. В
в этой ситуации открытый дифференциал будет вращать свободное (поднятое) колесо
не передает никакого крутящего момента на колесо в земле. Ограниченный
скольжение в этой ситуации передаст некоторый крутящий момент на колесо на земле
но, возможно, недостаточно, чтобы придать импульс.

Шкафчики используют различные механизмы для
обеспечивают блокировку и могут быть разделены на две категории: автоматические
Шкафчики и шкафчики по команде, или шкафчики на выбор.

Автоматические шкафчики:

Автоматическая блокировка дифференциалов
предназначен для автоматической блокировки обоих колес оси при превышении крутящего момента.
применяется так, чтобы оба колеса обеспечивали мощность. Когда крутящий момент не
применяется, например, когда сцепление нажато, дифференциал
разрешено разблокировать, что позволяет изменять скорость вращения колес во время переговоров
витки.Автоматические шкафчики имеют тенденцию создавать странные особенности обращения
на улице, когда они запираются и отпираются, и нужно немного привыкнуть.

Детройтский шкафчик —
Автоматические шкафчики


Замок-правый шкафчик

Детройт
Шкафчик EZ

Австралийский шкафчик

Шкафчики для ланчбоксов — что такое шкафчики для ланчбоксов?

Что такое шкафчики Lincoln Locker и Fozzy Lockers?


Запирающиеся шкафчики
(
по выбору,
с ручным управлением ):


По команде
шкафчики — лучшее из обоих миров, обеспечивая преимущества запирания
дифференциал и открытый дифференциал.Шкафчик по команде
использует электродвигатель с переключателем или
вакуумная диафрагма или трос / рычаг для включения рундука. Когда
шкафчик по команде не задействован, действует как стандартный открытый
дифференциал без изворотливых характеристик управляемости
автоматический шкафчик. Когда шкафчик по команде задействован,
дифференциал блокирует полуоси вместе, где теперь он больше похож на
шпуля без разницы скоростей между колесами этой оси.
Некоторые конструкции шкафчиков OEM доступны на рынке, включая
1998 г. и новее Toyota Tacoma и Land Cruiser и Jeep TJ и JK
Rubicons.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
ВЫБИРАЕМЫЙ шкафчик:


Шкафчик Toyota TRD
Auburn Gear
Электронный шкафчик ECTED

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ
ВЫБИРАЕМЫЙ шкафчик:


ARB Air
Шкафчик — О шкафчиках ARB Air


Как ARB Air Locker
Работы

МЕХАНИЧЕСКИ
АКТУАЛЬНО:


Ox Locker — О шкафчиках OX
Как работает OX Locker

Катушки,
Мини-катушки


Золотники на самом деле отсутствие дифференциала.Катушки на 100%
блокировка между обоими колесами оси все время. Катушки
обычно используется для гонок и серьезного бездорожья, где мало или совсем нет
Автомобиль видит уличное вождение, а задняя часть автомобиля становится сильнее и легче.
необходимо.



Другие источники оси
информация о дифференциале:


Глоссарий по осям
Условия —

Термины и определения, связанные с осью
составные части.

Detriot EZ
Локер Установить

WWW.ringpinion.com

en.wikipedia.org/wiki/Differential_(mechanical_device)

Введение в зацепление по менее посещаемым маршрутам


www.houseofthud.com/differentials.htm

www.drivingfast.net/technology/Differentials.htm

авто.howstuffworks.com/differential.htm

.

В чем разница между дифференциалами ограниченного трения с редуктором и гальваническим покрытием?

Эти два вида ЛСД предназначены примерно для одного и того же, но действуют совершенно по-разному и по-разному влияют на впечатления от вождения.

В то время как дифференциалы повышенного трения с редуктором и LSD с металлическим покрытием используются в целом для выполнения одной и той же задачи, каждый из них действует по-своему.У обоих есть свои плюсы и минусы, и чтобы понять, что разделяет эти два типа различий, с кем лучше поговорить, чем с Куайфом? В конце концов, фирма производит и то, и другое. Вот что мы узнали, изучив их мозги во время недавнего тура по факторам.

Для чего нужен ЛСД?

Прежде чем мы продолжим, мы должны понять, зачем вам вообще может понадобиться ЛСД. И для этого нам нужно взглянуть на открытые дифференциалы, такие как те, которые подходят для большинства обычных автомобилей.

Открытый дифференциал позволяет изменять величину крутящего момента, передаваемого на любое ведомое колесо. Обычно крутящий момент находит путь наименьшего сопротивления. Это простая и экономичная установка, но в автомобиле, ориентированном на производительность, не идеально иметь дифференциал, который имеет тенденцию отдавать предпочтение одному колесу при резком ускорении, лишает сцепление и тягу и приводит к ужасному «пожару одной шины»

Дифференциал повышенного трения решит эти проблемы, но каждый тип подходит к распределению крутящего момента по-своему.Дисковые дифференциалы и дифференциалы с зубчатой ​​передачей находятся в значительной степени на противоположных концах спектра, поэтому давайте подробнее рассмотрим эти два.

Редукторный дифференциал со смещением крутящего момента

Дифференциал ATB (автоматическое смещение крутящего момента)

Quaife работает по тому же принципу, что и дифференциал Torsen, но есть больше планетарных «червячных» передач, по сравнению с которыми они повернуты на 90 градусов.Солнечные шестерни расположены по обе стороны от дифференциала, которые входят в зацепление с карданными валами.

Обычно он будет работать как открытый дифференциал, но когда вы начинаете жадничать с дроссельной заслонкой и крутящий момент ищет путь наименьшего сопротивления, ATB отправляет его обратно в обратном направлении, передавая его на противоположную солнечную шестерню и ведущий вал через косозубые шестерни.

Плюсы

После установки ATB вам больше не нужно прикасаться к нему — в нем нет ничего, что могло бы износиться за весь срок службы автомобиля.

ATB также по своей сути прочен из-за количества используемых шестерен — Quaife протестировал его в «военном применении», где он выдержал крутящий момент в 13 000 фунт-фут. В этот момент испытательный стенд сломался. Ой.

Все, что до 80% крутящего момента, может быть передано на одно ведомое колесо с помощью ATB, поэтому в случае применения переднеприводного дифференциала возникает ощущение, будто нос тянут в линию под действием мощности.Система VAQ от VW (которая технически представляет собой половину системы полного привода Haldex, а не полноценный дифференциал), тем не менее, работает лучше, поскольку может передавать до 100 процентов на одно ведущее колесо.

Минусы

Главный недостаток любого редукторного дифференциала — Quaife, Torsen или любого другого — в том, что если вы поднимете колесо, оно просто раскрутится, как если бы у вас был установлен открытый дифференциал. Это проблема? Зависит от того, чем вы занимаетесь. В автоспорте это может быть проблематичным (мы вернемся к этому позже, когда будем говорить о пластинчатых дифференциалах), но мнение Quaife для пользователей дорожных автомобилей таково: «если вы поднимаете колесо, вам необходимо отсортировать подвеску. на твоей машине.”

Это справедливо, но также стоит отметить, что редукторный дифференциал также имеет тенденцию раскручивать одно колесо в условиях низкого сцепления с дорогой, например, когда вы находитесь на обледенелой поверхности.

Дифференциал с покрытием

Дисковый дифференциал называется так потому, что внутри кожуха находятся фрикционные диски.На каждом есть «пандус» с поперечными штифтами внутри корпуса, которые пытаются подняться по пандусу и сцепить пластины вместе. Крутизна углов определяет условия, при которых он будет блокироваться и разблокироваться.

Вы можете услышать, что эти дифференциалы называются односторонними, полутораходовыми или двусторонними, и это все об углах рампы. Двусторонний имеет углы 45 градусов как для фазы блокировки, так и для разблокировки, что позволяет ему применять силу блокировки при замедлении, односторонний — 45/90 градусов и блокируется только при включении питания, в то время как 1.5-ходовой — это 45/60 и не так агрессивно блокируется на фазе замедления.

Плюсы

В отличие от ATB, дифференциал с покрытием блокируется , но только до 50/50. Это делает его удобным для дрифта, когда обычно требуется, чтобы скорость колес оставалась прежней. Он также блокируется независимо от того, находятся ли два колеса на земле или нет, что очень полезно для ралли. Это также удобно для кольцевых гонок, когда вы можете обнаружить, что автомобиль поднимается на два колеса после того, как на высокой скорости подрезал бордюр.

Минусы

В то время как ATB можно вставить и забыть, вам не повезет с LSD с покрытием. Это изнашивающийся дифференциал, который требует технического обслуживания, обычно связанного с установкой регулировочных пластин и заменой, если зашло слишком далеко.

Это также гораздо более агрессивный дифференциал из-за способа блокировки — нет прогрессивной передачи между разблокированным и заблокированным состояниями. Он более шумный из-за использования прямозубых шестерен, а не винтовых, а маневрирование на низкой скорости может быть неуклюжим и неприятным.

Заключение

Дисковый дифференциал — это гораздо более специализированная, бескомпромиссная деталь. Учитывая агрессивный характер его работы и его основные преимущества, связанные с автоспортом, неудивительно, что большинство OEM-производителей вместо этого выберут альтернативу, такую ​​как редукторный дифференциал, вязкий LSD или что-то еще.

Когда дело доходит до модификации дорожного автомобиля, то, вероятно, будет правильным выбором, если у вас нет очень специфического набора обстоятельств, которые оправдывают выбор в пользу покрытия.

Вы установили на свой автомобиль вторичный дифференциал? Если да, то какой вид вы выбрали и почему? Дайте нам знать об этом в комментариях.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *