Блокировкой дифференциала оснащается большинство новых авто. Некоторые из старых моделей тоже имеют данный механизм, но, в основном, это внедорожники и грузовые автомобили. Зато на сегодняшний день каждый уважающий себя производитель для большей проходимости автомобиля по пересеченной местности и в плохих погодных условиях, дополняет систему привода данным механизмом.
В аварии мы держим внешнее колесо в первую очередь, а внутреннее колесо ограничивает крутящий момент, и мы уверены, что для этого велосипеда будет некоторый запас для передачи боевых сил. С высоты письменности очевидно, что часто бывает целесообразно уменьшить ее функцию. Самое простое решение - это устройство, называемое дифференциатором. Обычно это механическая муфта, механически, гидравлически или электромагнитно соединенная для соединения любых двух дифференциальных элементов. Наиболее распространенным является соединение одного колеса с дифференциальной клеткой.
Как правило, она устанавливается на заднюю ось, но все чаще можно встретить авто с блокировкой передних и задних колес. Модной тенденцией стала электронная блокировка дифференциала. Пользу системы переоценить невозможно, не зря многие автолюбителя устанавливают ее на автомобили, изначально не оборудованные механизмом. Чтобы загореться этой идеей, достаточно на своем опыте ощутить разницу езды с ограничением крутящего момента и без него. Или хотя бы увидеть, как будут эти автомобили вести себя в сложных дорожных условиях.
Такое простое и надежное решение особенно подходит для бортового автомобиля, помогая спасти или преодолеть трудное место. И наоборот, он не подходит для более высоких скоростей и закаленных поверхностей, хотя в спорте есть исключения. Как более уместно, это похоже на устройство, которое будет работать в режиме между свободным и полностью закрытым дифференциалом, и, наконец, мы дойдем до конца дифференциалов.
Или несколько слов до абсурда. Чаще всего на самом деле это вводит в заблуждение название эгоцентричной дифференциации, которая вызывает идею самосознания, как мы ее знаем из теории машин. Простой случай самоисключения - это ключ, например, блокировка открытой двери. Мы кладем ключ между дверью и полом, так что мы создаем силы реакции между дверью и полом. Клан удерживается на месте, даже если мы удаляем силу силы, благодаря силовому равновесию, которое происходит под небольшим углом ключа, благодаря трем силам.
Но для начала следует более подробно узнать о том, что такое блокировка дифференциала, и какую роль она играет в осуществлении привода от коробки передач к колесной оси.
Что такое дифференциал
Не многие из водителей знают, что правое и левое колесо проходят разное расстояние при езде. Обусловлено это явление тем, что при поворотах колеса прокручиваются под разным углом по отношению к полуоси. Внешнее на повороте проходит большее расстояние, чем внутреннее. Дифференциал распределяет крутящий момент между обоими колесами в зависимости от движения каждого из них. Если одно из колес по каким-то причинам перестает совершать обороты, его нагрузка идет на соседнее.
Это самоблокирующийся, и именно так самонесущие дифференциалы не работают. Для блокировки необходим определенный входной параметр, который исчезает, если блокировка исчезает. Как раз в соответствии с входным параметром, который вызывает блокировку, мы можем разделить дифференциальные дифференциалы на дифференциалы, реагирующие на входной крутящий момент, на разницу колес или на полуактивный и активный дифференциал, реагирующие на электронную команду. Начнем с объяснения систем, реагирующих на входной крутящий момент.
Идея довольно проста: дифференциал предназначен для того, чтобы показать довольно большой разрыв между его отдельными членами. Эта третья мощность или лучший крутящий момент больше, с более высоким входным крутящим моментом. Этот третий крутящий момент действует против нечетного перемещения выходных валов. Точное название - «дифференциал с повышенным уровнем шума» или «дифференциал с пониженной производительностью».
Неведущие оси не имеют между собой никакой связи, потому колеса вращаются независимо друг от друга. Соединены между собой полуоси ведущих колес. Привод устроен таким образом, что одна полуось и трансмиссия могут прокрутить оба колеса. На ровной дороге с хорошим покрытием - это практически не ощущается. А вот на пересеченной местности, скользкой или мокрой дороге отсутствие системы равномерного распределения крутящего момента дает знать о себе сразу. Дифференциал без блокировки вращает только ту полуось, на которой находится меньшее сопротивление.
Теперь Милая может неохотно жить в реальном мире, и каждая разница должна показать какую-то дерьмо. Хорошие новости: Выжившие правы, и у всех нас есть автомобиль с дифференциацией. Плохая новость: крушение обычного открытого дифференциала слишком низкое, и зимой это не поможет.
Системы роста полумесяца в основном три. Один из них - использовать муфты сцепления между дифференциальными элементами. В Разностной корзине два камня помещаются на углубления. Эти камни имеют свои отполированные плоские грани, в которых сателиты подходят. Со вторым лицом касание каждого из камней на пластине сцепления. Если мы поразим корзину крутящим моментом, она передается по камням камни и за пределы маяков спутника. Эффекты приводят к силе кручения, которая сжимает пластины сцепления и увеличивает массу.
Грубо говоря, дифференциал - это узел агрегата, распределяющий крутящий момент на колеса по полуосям.
Принцип действия
Система ограничения имеет следующие основные составляющие:
- непосредственно сам дифференциал;
- планетарная шестерня или, в простонародье, планетарка;
- хвостовик, который подходит к карданному валу.
Деталь соединяется с полуосью. Как правило, она устанавливается именно в задней части автомобиля. Конечно, в самом дифференциале имеется набор шестеренок и других деталей, но данного списка будет достаточно, чтобы понять, как работает механизм.
Преимущество этого решения заключается в широком диапазоне настроек, изменяя угол угла или изменяя количество пластин сцепления. Кроме того, можно использовать другой угол для крутящего момента от двигателя к колесам, а другой для противоположного направления, то есть для тормозного двигателя. Вот почему этот дифференциал используется для гонок, но мы также можем найти его на спортивных автомобилях с задним приводом.
Другим способом увеличения разрыва в дифференциале является использование зубчатых колес с наклонными зубьями, с усилением их спиралей. Очень большой угол подъема зуба вызывает увеличение крушения на коленях колес. Здесь возможность дифференциальной настройки ограничена, потому что необходимо переключать шестерни на другую с другим наклоном зубов, чтобы изменить силу зажима. Максимально достижимый момент тяги ниже, чем в предыдущем решении.
Если изначально дифференциал не оснащен ограничителем, буксирующее колесо будет брать на себя всю нагрузку, вращающий момент при этом не будет передаваться на второе.
Важно! Если автомобиль не оснащен системой блокировки, при пробуксовке одного колеса машина становится полностью обездвиженной, так как второе колесо ведущей оси тоже прекращает вращение. Установка блокировки дифференциала данную проблему полностью решает. Как результат - колесо, на которое возлагается основная нагрузка, позволяет продолжить движение автомобиля.
По этим причинам этот дифференциал не особенно подходит для гонок, но он сравнительно популярен в производстве серий для всех типов дисков. Последний способ поднятия грунта - это так называемый торфяной дифференциал. Здесь крутящий момент передается между левым и правым колесами с помощью двух круглых барабанов, между которыми в своей направляющей имеются стальные пни. Протирание между платочками и их направляющим усиливает потери и вызывает дифференциацию. Эта система не является, по крайней мере, насколько мне известно, в настоящее время используемой в серийном производстве.
Блокировка может активироваться вручную или автоматически. В любом случае колеса, оснащенные системой, будут при активации иметь одинаковую скорость вращения, что упрощает движение автомобиля.
Можно установить самостоятельно либо ручную, либо автоматическую систему. Главное, что процесс не займет много времени. С ним сможет справиться любой автолюбитель, обладающий базовыми навыками в ремонте автомобилей.
Опишем, что происходит зимой с этими типами дифференциалов. Представим себе, что мы смотрим в поток под газом, то есть с крутящим моментом, протекающим через дифференциал от двигателя к колесам. Как только мы начнем загружаться, колесо внутри замедляется и ускоряется снаружи. Однако это сильная дифференциация автомобиля, и через крушение крутящий момент от более быстрого колеса замедляется. Дифференциал теперь посылает больше крутящего момента на внутреннем колесе и увеличивает недостижимость автомобиля!
Только в следующие моменты, когда мы просто сделаем диск для возвращения, внутреннее колесо начинает удлиняться из-за вращающихся сил и имеет тенденцию вращаться быстрее, чем внешнее колесо, начинается более чем на секунду на внешнем колесе, которое начнет работать. Точно так же торможение позволит дифференцировать дифференциацию неравномерного распределения сил на колесах. Эти эффекты могут использовать опытный гонщик, неопытный водитель может быть очень доволен. Спортивная поездка бесспорна, потому что прямое рулевое управление позволяет ускорить и ускорить быстрее, чем рывок.
Где устанавливать
Если автомобиль заднеприводный, блокировку лучше устанавливать именно на заднем приводе. Но что делать в случае, когда внедорожник имеет полный привод. Эксперты утверждают, что и в этом случае блокировка будет более уместной именно на задней оси.
Но давайте просто прекратим спорт, преимущество хорошего парня, конечно, также будет отражено в условиях ухудшения адгезии. Прилагаемая диаграмма показывает влияние дифференциального дифференциала на тяговые возможности автомобиля. На горизонтальной оси тяговое усилие находится на велосипеде с более низкой адгезией. На вертикальной оси тяговое усилие колеса находится на другой стороне автомобиля, где адгезия не ограничена. Для открытого дифференциала мощность на велосипеде с более высокой адгезией такая же, как у велосипеда с клеем ниже.
Но для увеличения сцепления колес с дорожным покрытием в наиболее сложных условиях, устанавливается блокировка заднего и переднего дифференциала.
Какой тип выбрать
Если вы решили установить блокировку дифференциала на свой автомобиль, следует определиться с ее типом. Существует два вида блокировки:
- полная;
- частичная.
Полная блокировка может осуществляться как вручную, так и автоматически. Частичная - только автоматически.
Для дифференциального дифференциации колесо с более высокой адгезией приносит большую мощность. Наклон кривой выше с увеличением консистенции. Как вы можете видеть, этот тип дифференциала не имеет отношения к ситуации, когда на одном из колес имеется нулевое сцепление, а общая тяговая сила транспортного средства равна нулю, точно так же, как с открытым дифференциалом. Этот тройной момент также помогает в ситуациях с нулевой адгезией. Вы наверняка подозреваете, что дифференциальный коэффициент отклика не является идеальным решением.
Прежде всего, эта дифференциация уже находится в прямом прыжке, а не в тот момент, когда раскол левого и правого колес начинает заканчиваться. Вот почему дизайнеры придумали идею дифференциации только для того, чтобы зависеть от этого отклонения кривошипов. Системы, реагирующие на разницу колес, а также системы активных, будут рассмотрены на втором этапе схемы. На второй день у вас есть большая уверенность в разнице в потенциале дифференциального дифференциала для вашего автомобиля.
Частичная блокировка
Она является оптимальной для водителей со спокойной манерой езды по нормальным дорогам. Данный тип является более щадящим и для самого автомобиля, так как при его использовании осуществляется меньшая нагрузка на трансмиссию, нежели в случае с полной блокировкой. Она более удобна при езде, ведь в нужный момент включается самостоятельно без участия водителя.
Сегодня мы собираемся кое-что сказать о технике, используемой в автомобилях, которые являются отличиями, как они работают и какие различия у нас есть. Дифференциал - это своего рода механизм, который позволяет передавать крутящий момент от одного вала к двум другим, даже когда их скорость вращения изменяется. Дифференциал - типичная часть автомобильного привода, которая позволяет разным скоростям поворачивать колеса при поворотах. Это важно, потому что, когда автомобиль поворачивается, внутреннее колесо перемещается на более короткое расстояние, чем снаружи, что означает, что он вращается быстрее.
Такая система может осуществляться при помощи следующих деталей:
- фрикционных дисков;
- косозубных шестерен.
Частичная блокировка имеет некоторые преимущества. Дело в том, что на бездорожье будет отмечаться некоторая степень пробуксовки колес. На ровной дороге полная пробуксовка будет приводить к преждевременному износу резины. К тому же придется дополнительно устанавливать еще и систему привода, которая будет принудительно приводить механизм в действие.
Мы очень кратко описали функцию дифференциала, и теперь мы будем использовать дифференциальное распределение дифференциальных типов. Начнем с простого открытого дифференциала. При движении по прямой линии оба ведомых колеса вращаются так же быстро, момент передается через входную звездочку, а центральные колеса находятся на той же скорости, что и дифференциальная клетка, оставляя боковые спутники в покое. При вращении колеса вращаются с разной скоростью, так что внутреннее медленнее, чем входная скорость, до дифференциала, а снаружи быстрее и в то же время сила, необходимая для поворота внутреннего колеса, меньше, чем входное колесо, и, следовательно, неиспользуемая сила передается от внутреннего колеса к внешний вид.
Данная система позволит частично увеличить сцепление при сложных дорожных условиях. Полная блокировка обеспечивает одинаковую скорость вращения полуосей. Кнопка будет обеспечивать управление блокировкой. После ее нажатия активизируется внешний источник, входящий в сцепление с замком.
В такой ситуации происходит движение спутников. Вы кружа и вращаетесь на своих контактах. Как мы уже говорили, если два ведомых колеса автомобиля находятся на дороге или на другой поверхности с такой же адгезией, дифференциал равномерно распределяет крутящий момент на оба колеса. Но как только один из колес приходит, чтобы уменьшить адгезию, проблема в мире. Дифференциал обеспечивает больший крутящий момент на скользком колесе и меньше на колесе, которое занято на твердой поверхности, и автомобиль останавливается.
Если вы добавите больше газа, велосипед будет вращаться быстрее, но автомобиль ускорится совсем немного или вообще не будет. Поэтому, например, лучше, чтобы снег или лед использовали два или три, чтобы начать, так что колеса имеют небольшой крутящий момент и не скользят.
Ручная блокировка
Преимущества ручной системы заключаются в том, что при обычном режиме с выключенным механизмом езда никак не изменяется. Водитель сам решает, когда ему включать систему ограничения крутящего момента. Это позволяет управлять автомобилем более точно в сложных дорожных условиях.
К недостаткам можно отнести следующие факторы:
Обычный самоблокирующийся дифференциал с коническими или передними колесами и прямыми зубьями имеет относительно высокую эффективность и поэтому может разделить крутящий момент в пропорции, немного отличающейся от одного. Он используется, например, если автомобиль, в котором установлен дифференциал, построен, например, на дрифтах. Для передачи значительно более 50% крутящего момента, подаваемого с одной стороны, он должен иметь более низкий КПД, более высокий допуск, и это достигается с помощью других дифференциальных конструкций, таких как винтовые колеса, к которым мы позже придем.
Автоматическая блокировка
Автоматическая система блокировки имеет свои нюансы, в частности - это необходимость настраивать ее под индивидуальною манеру езды водителя. Но отмечаются и следующие преимущества данного типа блокировки дифференциала:
- при включении механизма обе руки будут находиться на руле, при этом вождение осуществляется в обычном режиме, а блокировка работает только в нужные моменты без участия водителя;
- самостоятельная установка блокировки дифференциала будет осуществляться проще, чем в случае с ручной системой.
Но стоит отметить и наличие минусов такой системы. К ним относится лишний шум на дороге во время прохождения поворотов, а также, присутствие определенного щелчка каждый раз, когда срабатывает блокировка.
Какой тип выбрать
Если вы ездите в основном по городским дорогам, достаточно будет купить вискомуфту или дисковую муфту. Если езда часто является экстремальной и приходится продвигаться по пересеченной местности - нужно устанавливать принудительную полную блокировку. Этот вариант является наиболее дорогим. Но самостоятельная установка системы поможет значительно сэкономить средства.
Установка
Помимо самой системы блокировки придется покупать дополнительные аксессуары, а также некоторые изношенные детали, если речь идет об установке системы на не новое авто. Но каждый автолюбитель, у которого есть навыки в ремонте машины, сможет установить блокировку самостоятельно, что снижает стоимость примерно в два раза.
Для начала потребуются следующие инструменты:
- регулировочные кольца разных диаметров;
- измерительный инструмент для автомобиля.
- Устанавливаем машину над ямой и закрепляем домкратами.
- Откручиваем колеса.
- Снимаем барабаны.
- Откручиваем и вытягиваем полуоси.
- Затем - кардан.
- Демонтируем редукторы.
- Устанавливаем блокировку и проделываем все действия в обратном порядке.
Является то, что при пробуксовке одного колеса (ведущей оси) на другое передается крутящий момент, недостаточный для движения. Блокировка дифференциала предназначена для увеличения крутящего момента на колесе (оси) с лучшим сцеплением.
Для того, чтобы заблокировать дифференциал необходимо выполнить одно из двух действий:
- соединить корпус дифференциала с одной их полуосей;
- ограничить вращение сателлитов.
В зависимости от степени блокирования блокировка дифференциала бывает полной или частичной. Полная блокировка дифференциала предполагает жесткое соединение частей дифференциала, при котором крутящий момент может полностью передаваться на колесо с лучшим сцеплением.
Частичная блокировка дифференциала характеризуется ограниченной величиной передаваемого усилия между частями дифференциала и соответствующего ей увеличения крутящего момента на колесе с лучшим сцеплением.
Величина повышения крутящего момента на свободном колесе оценивается коэффициентом блокировки. Другими словами, коэффициент блокировки выражает отношение крутящего момента на отстающем (свободном) колесе к моменту на забегающем (буксующем) колесе. Для симметричного свободного дифференциала коэффициент блокировки 1, т.к. крутящие моменты на каждом из колес всегда равны. В заблокированном дифференциале коэффициент блокировки может находится в пределе 3-5. Дальнейшее увеличение коэффициента блокировки нежелательно, т.к. может привести к поломке элементов трансмиссии.
Блокировка дифференциала применяется как на межколесных дифференциалах, так и на межосевых дифференциалах. Блокировка переднего межколесного дифференциала полноприводного автомобиля обычно не производится, чтобы не снижать управляемость.
Блокировка дифференциала может осуществляться принудительно и автоматически. Принудительная блокировка дифференциала производится по команде водителя, поэтому другое ее название ручная блокировка. Автоматическая блокировка дифференциала выполняется с помощью специальных технических устройств – самоблокирующихся дифференциалов.
Принудительная блокировка дифференциала
Принудительная блокировка дифференциала производится, как правило, с помощью кулачковой муфты, обеспечивающей жесткое соединение корпуса дифференциала и одной из полуосей.
Замыкание (размыкание) кулачковой муфты производится с помощью механического, электрического, гидравлического или пневматического привода.
Механический привод объединяет рычаг и тросы или систему рычагов. Блокировка дифференциала производится водителем путем перемещения рычага в определенное положение на неподвижном автомобиле.
Гидравлический привод блокировки дифференциала включает главный и рабочий цилиндры. Исполнительным элементом пневматического привода является пневмоцилиндр (пневмокамера). В электрическом приводе для замыкания муфты используется электродвигатель. Включение блокировки дифференциала (инициация привода) производится путем нажатия соответствующей кнопки на панели приборов.
Жесткая принудительная блокировка применяется для преодоления автомобилем труднопроходимых участков, а при их прохождении обязательно выключается. Применяется в межколесных и межосевых дифференциалах полноприводных автомобилей.
Самоблокирующийся дифференциал
Самоблокирующийся дифференциал (другое название – дифференциал повышенного трения , Limited Slip Differential, LSD) по своей сути является компромиссом между свободным дифференциалом и полной блокировкой дифференциала, т.к. позволяет реализовать при необходимости возможности и того и другого.
Различают два вида самоблокирующихся дифференциалов: блокирующиеся от разности угловых скоростей колес и блокирующиеся от разности крутящих моментов.
К первым относятся дисковый дифференциал, дифференциал с вязкостной муфтой, а также т.н. электронная блокировка дифференциала. Блокируется в зависимости от разности крутящих моментов червячный дифференциал.
Простейший дисковый дифференциал представляет собой симметричный дифференциал, в который добавлены один или два пакета фрикционных дисков. Часть фрикционных дисков жестко связана с корпусом дифференциала, другая часть – с полуосью.
Принцип действия дифференциала повышенного трения дискового типа основан на силе трения, возникающей вследствие разности скоростей вращения полуосей.
При прямолинейном движении корпус дифференциала и полуоси вращаются с одинаковой скоростью, фрикционный пакет вращается как единое целое. При увеличении частоты вращения одной их полуосей, соответствующая ей часть дисков в пакете начинает вращаться быстрее. При этом между дисками возникает сила трения, препятствующая увеличению частоты вращения. Крутящий момент на свободном колесе увеличивается, чем достигается частичная блокировка дифференциала.
Степень сжатия фрикционных дисков может быть фиксированной (реализуется с помощью пружин постоянной жесткости) или переменной (осуществляется с помощью гидравлического привода, в т.ч. с электронным управлением).
Дисковый дифференциал LSD применяется в качестве межколесного дифференциала спортивных автомобилей, а также межосевого дифференциала автомобилей повышенной проходимости.
Вязкостная муфта (другое наименование – вискомуфта ) представляет собой набор близко расположенных друг к другу перфорированных дисков, часть из которых жестко соединяется с корпусом дифференциала, другая часть – с приводным валом. Диски помещены в герметичный корпус, заполненный силиконовой жидкостью высокой вязкости.
При вращении корпуса дифференциала и приводного вала с одной скоростью блок перфорированных дисков вращается как одно целое. При увеличении скорости вращения приводного вала, соответствующая ему часть дисков начинает вращаться быстрее и перемешивает силиконовую жидкость. Жидкость твердеет, дифференциал блокируется. На другом приводном валу происходит увеличение крутящего момента. При восстановлении равенства скоростей жидкость теряет свои свойства и муфта разблокируется.
В связи с большим геометрическим размером вискомуфта применяется, как правило, для блокировки межосевого дифференциала. Вязкостная муфта также может использоваться и самостоятельно (вместо межосевого дифференциала) в системе полного привода , подключаемого автоматически.
В силу своей конструкции вискомуфта обладает инерционностью, склонна к нагреву и при торможении конфликтует с антиблокировочной системой тормозов, поэтому в настоящее время на автомобили практически не устанавливается.
Электронная блокировка дифференциала (или просто электронный дифференциал) является функцией антипробуксовочной системы . Реализуется путем автоматического подтормаживания буксующего колеса, сопровождаемого увеличением на нем силы тяги. Соответственно на колесе с лучшим сцеплением увеличивается крутящий момент.
Червячный самоблокирующийся дифференциал обеспечивает автоматическую блокировку в зависимости от разности крутящих моментов на корпусе и полуоси (приводном вале). При проскальзывании колеса, сопровождаемом падением крутящего момента, червячный дифференциал блокируется и перераспределяет крутящий момент на свободное колесо. Блокировка при этом частичная, а ее степень зависит от величины падения крутящего момента.
Известными конструкциями червячных дифференциалов являются дифференциал Torsen (от сокращенного Torque Sensing - чувствительный к крутящему моменту) и дифференциал Quaife . Конструкции данных дифференциалов представляют собой планетарный редуктор, состоящий из червячных шестерен: ведомых (полуосевых) и ведущих (сателлитов). Сателлиты могут располагаться параллельно полуосям (Quaife, Torsen Т-2) или перпендикулярно полуосям (Torsen Т-1).
Особенностью червячной шестерни является то, что она может приводить во вращение другие шестерни, а сама не может вращаться от других шестерен. При этом говорят, червячная шестерня расклинивается. Данное свойство используется для частичной блокировки червячного дифференциала.
Червячные самоблокирующиеся дифференциалы широко применяются как в качестве межколесных, так и межосевых дифференциалов.