КАК РАБОТАЮТ ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ
В этой статье мы расскажем о работе дифференциалов, а также зачем он необходим автомобилю и о его недостатках.
Что такое дифференциал?
Дифференциал – это устройство, которое распределяет крутящий момент по двум направлениям, допуская вращение каждого выхода с разной скоростью. Он используется во всех современных автомобилях и грузовиках, а также на машинах с постоянным полным приводом. Причем в последних - между каждой парой колес, потому что передние проходят разный путь в повороте по сравнению с задними. Системы непостоянного полного привода не имеют дифференциала между передними и задними колесами; вместо этого во время механической блокировки передние и задние колеса вынуждены вращаться с одинаковой средней скоростью. Вот почему такие системы полного привода не рекомендуют использовать на сухом асфальте: с включенным полным приводом машина тяжело поворачивается на асфальте.
В этом случае он также несет ответственность за то, чтобы поворот изменил направление на 90 ° по отношению к оси колес, через систему шестерни и коронки. Раньше зубы сердца и шестерни были прямыми, которые передавали механизмы на большие усилия, так как все силы применялись только по одному зубу за раз. В настоящее время зубы являются спиральными, уменьшая усилие, потому что всегда имеется более одного зуба при одновременном контакте.
Принцип блокировки и ее виды
Однако многие из них уже доказали на практике, что у обычных есть определенные неудобства в определенных ситуациях. Представьте, что у вас есть только один из тяговых колес вашего автомобиля, застрявший в грязи. Это колесо окажется ложным, а другое будет остановлено, и из-за дифференциальной операции у него не будет крутящего момента для перемещения автомобиля, даже если он имеет адгезию. По этой и другим причинам другие типы.
Дифференциал выполняет сразу 3 функции:
Направляет мощность двигателя на колеса;
Является последним этапом понижения передачи в машине, замедляя частоту вращения трансмиссии перед тем, как мощность пойдет на колеса;
Направляя мощность на колеса, позволяет им вращаться с разными скоростями (это свойство дало имя дифференциалу).
В этих автомобилях, в частности, обычно обнаруживаются три набора дифференциалов, по одному для каждой оси и одна центральная, что отвечает путем распределения крутящего момента между каждой осью. В основном состоит из набора дисков, перемежающихся на конце каждого полуваса и заключенного в жидкость с высокой вязкостью. В ситуации, когда одно колесо оказывается ложным, например, и другое останавливается, сопротивление, создаваемое дисковой сборкой вращающегося колеса, заставляет колеса неподвижного колеса двигаться путем перетаскивания вязкой среды.
Зачем нужен дифференциал
Колеса машины вращаются с разными скоростями, особенно в поворотах - внутренние колеса проходят меньший путь, чем наружные, а значит, и с меньшей скоростью. При этом передние колеса проходят разное расстояние по сравнению с задними. Если бы машина не имела дифференциалов, то колеса вращались бы с одной и той же скоростью. Это сильно затруднило бы повороты: чтобы поворачивать, одно колесо должно было бы проскальзывать, т.е. буксовать. Усилие от одного колеса через ось переходило бы, серьезно нагружая ее компоненты.
Блокировка дифференциала. Ее назначение
Когда транспортное средство движется по прямой, его колеса движутся одинаково, и поэтому число оборотов для колес одинакового диаметра равно. Однако, когда автомобиль делает поворот, колеса не делают тот же маршрут. Существует меньшая окружность, которую нужно покрыть, и более крупную. Давайте посмотрим на задний привод. Мы видим, что нам нужно было найти способ переноса силы двигателя на полуоси каждого колеса, учитывая тот факт, что эти колеса имели разные траектории.
Это изобретение было названо тем, что, когда человек понимает его действие, он воспринимается как нечто действительно простое, доброе, восхитительное. Обратите внимание, что коронка не прикреплена непосредственно к валам. Солидарными к короне являются спутники, которые затем передают движения в полуоси. Поэтому, когда автомобиль движется по прямой, колеса имеют одинаковый поворот и замечают, что спутники остановлены. Они не вращаются по своим осям. Они передают круговое движение короны в полуоси.
Открытые дифференциалы
Начнем с простейшего варианта, называемого открытым дифференциалом. Когда машина едет по прямой, оба ведущих колеса вращаются с одинаковой скоростью. Первичная шестерня вращает коронную шестерню и корпус дифференциала, при этом ни одна из шестерен в корпусе не вращается – обе полуосевые шестерни заблокированы, так как движение идет по прямой. Обратите внимание, что пара “первичная шестерня и коронная шестерня” - это последнее передаточное число в машине, которое часто называют передаточным числом моста или передаточным числом главной передачи. Если оно составляет 4,10, тогда число зубьев коронной шестерни в 4,10 раза больше числа зубьев первичной шестерни. При повороте подключаются полуосевая и ведущая шестерни, обеспечивая разные скорости для колес.
Если автомобиль не сделал кривые, вал трансмиссии и головка позаботятся о сообщении. Когда транспортное средство начинает кривую, спутники начинают вращаться, заставляя внутренние и внешние колеса вращаться с разной скоростью, чтобы компенсировать разницу между радиусом, который внутреннее колесо перемещается относительно радиуса, по которому проходит внешнее колесо. Если двигатель работает и на земле поддерживается только одно колесо, оно не будет двигаться, а другое будет ускорено.
Что такое дифференциал автомобиля?
Если колесо, подвешенное, затем повернуто - безопасно видеть, что колесо, покоящееся на земле, будет тянуть. Когда одно из колес теряет контакт с землей, резкое ускорение колеса, потерявшего контакт с землей, запустит систему блокировки, передав тягу на противоположное колесо.
Дифференциал в разрезе. Классические автомобильные дифференциалы основаны на планетарной передаче. Карданный вал (1 ) через коническую зубчатую передачу вращает ротор (2 ). Ротор через шестерни (3 ) вращает полуоси (4 ). Такое зацепление имеет не одну, а две степени свободы, и каждая из полуосей вращается с такой скоростью, с какой может. Постоянна лишь суммарная скорость вращения полуосей
Если скорость автомобиля остается постоянной на кривых, а внутренняя скорость колеса падает до 90%, внешнее колесо будет иметь свою скорость, поднятую до 110%. Если скорость равна нулю, другая скорость будет 200%. Дифференциал - это равновесный фактор, делящий усилие на поворот между двумя колесами одинаково, это влечет за собой неудобство: когда по какой-либо причине колесо привода теряет сцепление, развитая мощность передается на этом колесе, увеличивая его вращение. Этот раскол в равных частях приводит к тому, что одно из колес становится ложным, а другое не имеет достаточного крутящего момента для смещения всего веса транспортного средства.
Бездорожье
Это еще одна ситуация, когда простой дифференциал может привести к проблеме. Допустим, у вас полно¬приводный внедорожник или «паркетник» с открытым дифференциалом на передней и задней оси. Как мы упоминали ранее, открытые дифференциалы подают всегда одинаковый крутящий момент на оба колеса. Если одно из передних и одно из задних колес повиснут в воздухе одновременно, то они будут беспомощно крутиться в воздухе, а автомобиль вообще не сможет двигаться вперед. Решение этой проблемы – дифференциалы повышенного трения (limited slip differential (LSD)). Они используют различные механизмы, чтобы работать, как обычные дифференциалы при поворотах. При скольжении одного колеса дифференциалы повышенного трения позволяют подавать больше крутящего момента на колесо с тягой.
Затем необходимо применять самоблокирующиеся устройства. Самоблокировка является ограничителем дифференциальной активности. Когда колесо становится ложным, даже на мгновение, происходит интегральная передача силы на противоположное колесо, удваивая его вращение и поглощая весь крутящий момент, в то время как противоположный отключается, он, например, создает неудобную ситуацию на кривой. Включение самоблокирующегося блока предотвращает потерю тяги. Наиболее известным и применяемым, благодаря своей эффективности и низкому содержанию, является то, что касается фрикционных пластин.
Дифференциалы с постоянным моментом блокировки
Этот вид дифференциалов повышенного трения использует все элементы открытого дифференциала, добавляя пружины и набор сцепления. В некоторых используется конусообразное сцепление, подобно синхронизаторам механической КПП. Пружины толкают полуосевые шестерни, которые закреплены на корпусе дифференциала, на сцепление. Сцепление срабатывает при возникновении разницы в скоростях вращения колес оси, например в повороте. Сцепление сопротивляется разнице в скорости вращения колес. Если одно колесо пытается вращаться быстрее другого, ему сначала надо преодолеть сцепление. Жесткость пружин и трение сцепления определяют значение крутящего момента на преодоление сопротивления. Вернемся к ситуации, когда одно колесо имеет сцепление с дорогой, а второе находится на льду. Дифференциалы с постоянным моментом блокировки даже при нахождении одного колеса на льду без тяги позволяют передать крутящий момент на другое колесо. Крутящий момент, идущий на колесо не на льду, равен максимальному усилию на преодоление сопротивления сцепления внутри дифференциала. В результате автомобиль продолжает движение с ограниченной мощностью.
Как работает дифференциал?
Соединяет выходной вал коробки передач с двумя полувалами, которые перемещают задние колеса. Эта относительная свобода передвижения между двумя полуоси может быть недостатком в пределе захвата: одно колесо может потерять сцепление, в то время как другое получает тягу и начинает вращаться не так.
Этого можно избежать, используя один с дополнительной связью между двумя полувалами. Жесткость муфты можно регулировать в зависимости от типа цепи и стиля езды. Все дифференциалы, когда автомобиль не делает поворот, удерживают правое и левое колеса автомобиля с одинаковой скоростью. В это время внутренние шестерни останавливаются, то есть приводные шестерни вращаются с той же скоростью, что и жесткий вал, будучи самоблокирующимся или нет.
Вискостная муфта
Вискостная муфта часто применяется в полноприводных автомобилях для соединения передней оси с задней. Когда передняя ось начинает буксовать, крутящий момент идет на заднюю. Вискостная муфта представляет собой набор дисков внутри закрытого корпуса, заполненного тягучей жидкостью. Каждый набор дисков соединен с выходной полуосью. В нормальных условиях оба набора дисков и жидкость вискомуфты вращаются с одинаковой скоростью. Когда один из мостов пытается вращаться быстрее, например при пробуксовке, соответствующий ему набор дисков начинает вращаться быстрее, чем другой. Вискостная жидкость, которая находится между дисками, пытается догнать ускорившиеся диски, увлекая за собой медленные диски, передавая больший крутящий момент на медленные колеса, то есть на те, которые не буксуют. Чем больше разница в скорости вращения между дисками, тем больший крутящий момент передает вискостная муфта. Она не вмешивается в повороты, потому что получаемый крутящий момент очень мал. Кстати, в этом состоит ее основной недостаток: крутящий момент не передается, пока колесо не начнет буксовать.
Когда одно из колес передней оси или задней оси теряет контакт с землей, колесо на противоположной стороне того, которое потеряло контакт с землей, полностью не тянет. Когда одно из колес теряет контакт с землей или уменьшается его нагрузка на пружину, резкое ускорение колеса, потерявшего контакт с землей, заставляет систему запирания работать и передает тягу на противоположное колесо. Когда колесо постоянно вращается, система перестает функционировать и имеет характеристики обычного.
Если, пройдя через это место, мы ускоряемся, чтобы подняться по склону, колеса правой стороны будут кататься, потеряет сцепление. Последствия этой потери тяги и дисбаланса, с которым страдает автомобиль, могут быть смешными и действительно серьезными, в зависимости от обстоятельств. В лучшем случае мы не сможем покинуть место; В худшем случае мы откажемся от склона. Эта потеря удельной тяги со стороны транспортного средства может быть ослаблена благодаря электронной блокировке дифференциала.
Блокирующийся дифференциал и Торсен (Torsen®)
Блокировка дифференциала используется для внедорожников. Она добавляет к свободному дифференциалу электрический, пневматический и гидравлический механизм, чтобы жестко соединить шестерни между собой. Этот механизм включается водителем вручную, и во включенном режиме оба колеса вращаются с одинаковой скоростью. Если одно из колес окажется в воздухе или на льду, это никак не влияет на второе. Оба колеса продолжают вращаться с одинаковой скоростью, как будто ничего не случилось. Дифференциал Torsen (означет – чувствующий момент – Torque Sensing) – это чисто механическое устройство; в нем нет электроники, сцеплений и вискостных жидкостей. Дифференциал Torsen – это несколько червячных передач, вращающихся внутри герметичного цилиндрического корпуса. От углов наклона червяков и применяемых материалов зависит коэффициент блокировки. Он определяет, когда и какой дополнительный момент должен перейти на ось, имеющую лучшее сцепление с дорогой. Но как только одно из колес теряет тягу, разница в крутящем моменте колес вынуждает зацепляться шестерни Torsen. Форма шестерен в этом дифференциале определяет коэффициент передачи крутящего момента. Например, если конкретный дифференциал Torsen сконструирован с передаточным числом 5:1, то он способен увеличивать вплоть до 5 раз крутящий момент на колесо с хорошей тягой. Дифференциал Torsen часто находит применение в спортивных полноприводных машинах. Подобно вискомуфте, он используется для передачи крутящего момента между передней и задней осью. В этом случае дифференциал предпочтительнее вискомуфты, потому что передает крутящий момент на колеса до того момента, как начинается пробуксовка. Определяющей характеристикой Torsen стало передаточное соотношение крутящего момента TBR (Torque Bias Ratio). Типичные значения – от 2 до 6.
Словарь систем безопасности автомобилей
Это может означать только одно: отсутствие сцепления и что-то необходимо сделать, чтобы как можно скорее восстановить контакт с ландшафтом.
Электронная блокировка дифференциала
Позволяет автомобилю поддерживать тягу на участках с разными уровнями сцепления, передающими крутящий момент на колесо, поддерживающее сцепление.Принцип работы автомобильного дифференциала
Электронный контроль тяги может также служить в качестве своего рода блокировки дифференциала или дифференциала повышенного трения? Лучшие автомобили - один из лучших автомобильных сайтов в Бразилии, с очень полными материалами. Да, это возможно, но это зависит от каждой модели и от того, как она была откалибрована. Блокировка дифференциала на 100% заставляет два колеса вращаться с одинаковой скоростью, не завися от каких-либо других факторов.
Дифференциалы и тяга
Открытый дифференциал всегда подает одинаковый крутящий момент на каждое колесо. Существуют два фактора, от которых зависит количество крутящего момента на колеса: мощность и тяга. На сухой дороге, когда тяга в избытке, количество крутящего момента ограничено возможностями двигателя до колес; в условиях слабой тяги, например при езде по льду, количество максимального крутящего момента равно тому значению, при котором колесо начинает проскальзывать в данных условиях. Итак, даже если машина может произвести больше крутящего момента, необходима тяга, чтобы передать его к дороге. Если дать больше газа в момент пробуксовки, колеса просто начнут больше проскальзывать.
Ограниченное скольжение следует тому же принципу, но только до определенного предела разности крутящего момента между колесами. Автомобили с этим устройством обладают интересной особенностью, особенно задним приводом. На медленной кривой в сухом асфальте разница не замечена, но в замкнутой кривой на поверхности небольшой адгезии - как земля или гравий - колесо внутри кривой буквально пропускает из-за действия самоблокирующегося дифференциала, что заставляет два колеса вращаться вместе, Эти системы могут улучшить сцепление с дорогой, но имеют недостатки, такие как увеличение расхода топлива и износа шин по углам.
На льду
Рассмотрим, что происходит, если одно колесо буксует, а другое имеет хорошее сцепление со льдом. Вот тут проявляется слабость открытых дифференциалов. Дело в том, что открытые дифференциалы подают всегда одинаковый крутящий момент на оба колеса, а его максимальное значение – это момент начала пробуксовки. На льду не надо иметь большой крутящий момент, чтобы заставить колеса пробуксовывать. Когда колесо с хорошей тягой получает лишь тот ограниченный крутящий момент, который может быть направлен на колесо с меньшим сцеплением, машина не может быстро ехать.
Электронный контроль тяги происходил из антиблокировочной тормозной системы. Чувствуя, что одно колесо оси вращается больше, чем другое, система прикладывает тормоз к этому колесу, чтобы он равнялся вращению обоих. Если вы заметили, что два приводных колеса вращаются больше, чем без привода, управление может еще уменьшить крутящий момент, создаваемый двигателем.
В конце концов, при сильном внедорожном использовании электронный контроль заканчивается тем, что играет роль дифференциала с блокировкой, но пассивно: он действует только тогда, когда одно колесо поворачивается больше, чем другое, торможение и перенос большего крутящего момента на колесо С большей тягой. Такая же ситуация может возникнуть в замкнутой кривой с большим крутящим моментом, вплоть до того, что внутреннее колесо потеряет сцепление. Но эта система ограничена и медленна, потому что она всегда будет реактивной, а не активной.
В повороте любой автомобиль (не важно, полно- или моноприводный) двигается так, что все его колеса проходят разное расстояние и поэтому должны вращаться с разными угловыми скоростями. В противном случае возникают два негативных эффекта:
- высокие «внутренние» нагрузки на трансмиссию и колеса — по сути, разница энергий каждого из колес при их жесткой связи должна как-то утилизироваться внутри трансмиссии (в лучшем случае — расходоваться на преждевременное разрушение шин);
- риск потери управляемости ввиду резкого снижения сцепления колес с дорогой (особенно передних, поворотных) и появления у авто сильной недостаточной поворачиваемости («эффект плуга»).
Т.о., в повороте при прочих равных:
Поэтому нельзя сказать, что он будет иметь тот же эффект, что и блокирующий или самоблокирующийся дифференциал. Тем не менее, несколько изготовителей приняли новое круговое векторное или векторное решение крутящего момента, в котором используются такие функции, как акселерометр, датчики угла поворота рулевого колеса и скорости вращения колеса. С помощью этих параметров система понимает, что в этом состоянии внутреннее колесо может потерять сцепление или даже потерять его - и действует очень быстро, чтобы заблокировать его, чтобы удержать его на пределе скорости и тяги И передавать больше крутящего момента на колесо за пределами кривой.
- внешнее колесо всегда вращается быстрее внутреннего (проходит большее расстояние);
- передняя ось всегда вращается быстрее задней (проходит большее расстояние);
- попытка заставить колеса вращаться с равными угловыми скоростями приводит к срыву колес в скольжение и потере контроля над машиной.
Обеспечение вращения в повороте всех колес машины с разными скоростями требует применения на машине по одному дифференциалу на каждой ведущей (т.е. цельной) оси, а для машин требует и межосевого дифференциала. Если межосевого дифференциала нет — полный привод ненастоящий и не может называться постоянным.
Таким образом, векторизация достигает огромного преимущества перед механической системой блокировки, которая всегда «заставляет» два колеса вращаться с одинаковой скоростью. Новая система также создает разницу крутящего момента между колесами той же оси, которые механическая система не может. Больше крутящего момента, передаваемого на внешнее колесо, создает силу, которая помогает транспортному средству обходить кривую, буквально подталкивая ее внутрь.
Но обе системы имеют ограничение. В переднеприводном автомобиле без какой-либо системы для этой цели при ускорении вглубь замкнутой кривой может случиться, что внутреннее колесо начинает скользить, так как крутящий момент на обоих колесах одинаковый, но нормальная нагрузка на внутреннюю шину Меньше, то есть меньше адгезионной способности.
Принцип действия «открытого» дифференциала
Простейшим типом дифференциала является т.н. «открытый» дифференциал . Его задачей является распределение момента между механически связанными колесами так, чтобы каждое колесо вращалось с максимально возможной скоростью. При этом, если одно из колёс теряет опору на твердую поверхность (например, проваливается в снег или яму), то весь момент передается именно на него и оно вращается впустую, а второе, стоящее на твердой опоре, остается неподвижным и не способно сдвинуть автомобиль с места.
Почему так происходит?
Планетарный механизм дифференциала (в данном случае — симметричного, т.е. рассчитанного на передачу равного момента на оба колеса) вращает шестерни полуосей через сателлиты. Сателлит передает равный крутящий момент одновременно на обе полуоси, так как является рычагом с равными плечами относительно собственной оси вращения, через которую сателлит и получает тяговое усилие от чашки дифференциала.
1 - шестерни полуосей; 2,3 - ведомая и ведущая шестерня главной передачи; 4 - сателлиты; 5 - корпус.
При прямолинейном движении с хорошим дорожным сцеплением обоих колес, сателлиты не вращаются вокруг своей оси и передают максимальный крутящий момент с чашки дифференциала на полуоси. Чашка дифференциала, планетарный механизм и полуоси вращаются с равной угловой скоростью как единое целое.
При повороте автомобиля, сателлиты начинают поворачиваться вокруг своей оси, приводя в действие планетарный механизм и обеспечивая разницу в угловых скоростях полуосей, однако продолжают передавать оптимальный крутящий момент на обе полуоси, так как дорожное сцепление обоих колёс остается высоким.
Как только одно из колес начинает терять сцепление с дорогой, усилие, необходимое для его вращения, сразу снижается, и крутящий момент на его полуоси падает. Так как сателлиты могут свободно вращаться вокруг своей оси, уравнивая тем самым крутящий момент на обеих полуосевых шестернях, крутящий момент упадет и на полуоси колеса с хорошим дорожным сцеплением, а так же и на чашке дифференциала, и на всей трансмиссии в целом. В этой ситуации упавшего крутящего момента уже недостаточно для вращения колеса с хорошим дорожным сцеплением, зато вполне достаточно для вращения «свободного» колеса, которое и продолжает вращаться (буксует) благодаря осевому вращению сателлитов. При этом планетарный механизм выполняет роль редуктора, увеличивающего угловую скорость вращения буксующего колеса. В результате, колесо с хорошим дорожным сцеплением останавливается (как и авто в целом), а буксующее колесо вращается с удвоенной угловой скоростью относительно угловой скорости чашки дифференциала. При этом суммарное усилие (крутящий момент) падает на всей трансмиссии, и двигатель работает практически без нагрузки.
Помимо проблем с проходимостью, «открытый» межколёсный дифференциал несет в себе существенные риски управляемости под тягой, т.к. по мере появления под тем или иным ведущим колесом участков с низким коэффициентом сцепления (лед, грязь, вода, песок) вся тяга будет немедленно перебрасываться именно на это колесо, и машину будет резко (часто непредсказуемо) бросать в сторону. К слову — именно на устранение этого отвратительного и опасного явления направлен постоянный полный привод (full-time 4WD) на обычных дорожных машинах.
Блокируемые дифференциалы
В борьбе с бесполезным вращением незагруженного колеса (оси) техническая мысль шла следующими принципиальными путями:
- блокировать дифференциал вручную, в том числе с использованием дистанционного привода (в настоящее время применяется только на дешевых и морально устаревших машинах, либо крайне редко на специальных машинах для сверхтяжелых условий эксплуатации);
- блокировать дифференциал автоматически, в том числе с переменным усилием блокировки (в эту же категорию попадают так называемые «самоблоки», они же «дифференциалы повышенного трения», «LSD»);
- притормаживать свободные колеса с помощью штатных тормозных механизмов (электронно по датчикам ABS).
Перечисленные решения часто применяются в синтезе. Так, на тяжелых полноприводных внедорожниках Mercedes и Toyota применяются и жесткие ручные межколесные блокировки, и автоматическая + принудительная ручная межосевые блокировки, и подтормаживание колес электроникой. Рассмотрим эти решения подробнее.
Дифференциалы с полной ручной (принудительной) блокировкой
Дифференциалы с полной принудительной блокировкой фактически имеют только два состояния — распущенное (свободное) и заблокированное. При блокировке дифференциал превращается в простую муфту, жестко связывающую полуоси (или карданы) между собой и постоянно передающую вращение с равной угловой скоростью.
Блокировка достигается либо блокировкой возможности осевого вращения сателлитов, либо жестким соединением между собой чашки дифференциала с одной из полуосей. При этом планетарный механизм блокирован и не распределяет крутящий момент по осям. Передаваемые на полуоси крутящие моменты зависят непосредственно от сцепления каждого из колес с дорогой.
Ниже изображена схема блокировки компании ARB для мостового дифференциала, в которой сателлиты блокируются дистанционным приводом. В основном в таких дифференциалах используются пневматические, электрические, гидравлические или механические приводы. Данный тип блокировки применяется как для мостовых, так и для межосевых дифференциалов.
Ввиду того, что полностью блокированный дифференциал не распределяет полученный крутящий момент поровну между осями, в случае резкой потери сцепления одного из колес, передаваемый крутящий момент на полуоси колеса с хорошим сцеплением также резко возрастет. Поэтому пользоваться такими блокировками надо аккуратно, т.к. усилия мотора может вполне хватить для того, чтобы «сорвать» механизм блокировки или поломать полуось. Применять такие блокировки желательно только на небольших скоростях для передвижения по труднопроходимой местности, так как при их применении в мостах (особенно в рулевых) автомобиль очень сильно теряет в управляемости. Включать такие блокировки можно только на неподвижном автомобиле.
Кулачковые и зубчатые автоматические блокировки
В таких блокировках вместо классического шестерёнчатого планетарного механизма используются кулачковые или зубчатые пары, которые при небольшой разнице в угловых скоростях полуосей имеют возможность взаимно проворачиваться (перескакивать), а при пробуксовке заклиниваются и блокируют полуоси друг с другом. Поскольку такие блокировки срабатывают очень резко, а также способны выдерживать очень большую нагрузку, их в основном ставят на военную и специальную технику. На некоторых моделях таких дифференциалов реализовано отключение одной из полуосей в момент возникновения небольшой разницы скоростей (за счет использования обгонных муфт).
Блокировка Detroit E-Z Locker (компания Tractech):
Блокировка Detroit Locker:
Кулачковая блокировка БТР-60:
Дифференциалы повышенного трения (LSD)
Limited Slip Differentials — дифференциалы с ограниченным «забеганием» (дословно — «проскальзыванием») забегающей полуоси относительно отстающей, они же самоблокирующиеся дифференциалы («самоблоки») и дифференциалы повышенного трения . Чем выше внутреннее трение в дифференциале, тем выше коэффициент его блокировки – т.е. тем больше крутящего момента дифференциал может перераспределить в пользу небуксующего колеса. По принципу действия самоблоки можно подразделить на два основных типа:
- speed sensitive – срабатывающих при возникновении разницы в угловых скоростях вращения полуосей;
- torque sensitive – срабатывающих при падении усилия (крутящего момента) на одной из полуосей.
Данные дифференциалы очень популярны в автоспорте и часто устанавливаются штатно в качестве как межосевых, так и межколесных дифференциалов (например, у Toyota — легковые автомобили Supra, Celica, Rav4, Lexus IS300, внедорожники Hilux Surf, Land-Cruiser, Lexus GX470, автобусы Coaster Mini-Bus). Они не требуют применения специальных присадок к маслу (в отличии от friction-based LSD), однако в них лучше использовать качественное масло для нагруженных гипоидных передач.
«Электронные» блокировки — системы контроля тормозных усилий
Идея данных систем крайне проста. Раз все машины всё равно в обязательном порядке оснащены системой ABS, которая контролирует с высокой точностью вращение каждого колеса, то почему бы не поручить штатной тормозной системе выборочно подтормаживать колеса, имитируя «настоящие» дифференциальные блокировки. Теоретически, в этом случае можно ограничиться обычными свободными дифференциалами, а работу сложных блокировок возьмет на себя электроника и тормозные механизмы.
На практике вышло несколько сложнее. Обычные тормозные механизмы недостаточно эффективны для самостоятельного сдерживания колес автомобиля в тяжелых внедорожных условиях, быстро изнашиваются и перегреваются от такой нагрузки. Поэтому после периода первоначальных экспериментов (Mercedes ML, BMW X5) роль «электронных блокировок» свели к вспомогательной — т.е. дополнительной, «тонкой» блокировке при имеющихся обычных блокируемых дифференциалах.