Дифференциалы. блокировки, lsd

Что такое дифференциал?

Итак, основная тема данного материала – LSD-дифференциал: что это такое, как это работает и так далее. Но сначала вам стоит все же узнать о том, что вообще представляет собой дифференциал

Многие автолюбители уже знают определение этого понятия, но если вам оно все еще неизвестно, то данная информация станет очень важной для вашего дальнейшего изучения темы

Дифференциал в автомобильной терминологии – это механизм, который составляет часть трансмиссии. Он служит для передачи мощности, однако у него есть одна интересная особенность, из-за которой он и получил такое название. Дело в том, что мощность в дифференциале делится в процессе вращения либо на два дифференциально связанных потока, либо же два потока мощности суммируются в один

Стоит обратить внимание на то, что два потока мощности связаны между собой именно дифференциально, то есть в сумме они дают сто процентов мощности, однако при этом у них нет конкретного показателя. Другими словами, они могут давать как 50 на 50 процентов мощности, так и 70 на 30 процентов, и 100 на 0 процентов и, наоборот, 0 на 100 процентов мощности

Что ж, это базовая информация, касающаяся дифференциала как такового. Однако тема статьи является немного другой, поэтому стоит перейти к рассмотрению соответствующего вопроса. Тема статьи – LSD-дифференциал, что это такое, как действует этот механизм и какие бывают у него виды. Именно об этом и пойдет речь далее.

Заводские названия

В 1950-х и 1960-х годах многие производители начали использовать торговые марки для своих LSD-устройств. Компания Студебеккер-Паккард первой изобрела LSD под торговой маркой Twin Traction в 1956 году, став одним из первых производителей. Другие заводские названия LSD включают:

• Alfa Romeo : четвертый, второй квартал
• Audi : Quattro , Quattro со спортивным дифференциалом (задний мост)
• Американские моторы : Twin-Grip
• Бьюик : Положительная тяга. В моделях Gran Sport используется термин «ограниченное скольжение (дифференциал)».
• Cadillac : управляемый
• Chevrolet / GMC : Позитракция
• Chrysler : надежное сцепление
• Dana Holding Corporation : Trak-Lok или Powr-Lok
• Феррари : E-Diff
• Fiat , Lancia : Viscodrive
• Ford : Equa-Lock и Traction-Lok
• Hyundai : HTRAC
• Международный : Trak-Lok (только сцепления) или Power-Lok (сцепление и процесс включения в рампе)
• Jeep : Trac-Lok (механическое сцепление), Tru-Lok (зубчатое механическое) и Vari-Lok (героторный насос), Power Lok
• Линкольн : направленная сила
• Maserati : Equ-Tor
• Nissan : GT LSD
• Oldsmobile : Anti-Spin
• Понтиак : Safe-T-Track
• Porsche : PSD (электрогидравлический механический), Porsche Torque Vectoring / Plus (PTV / Plus, комбинированный электрогидравлический механический и тормозной тип; только задний мост)
• Saab : Saab XWD eLSD
• Студебеккер-Паккард Corporation : Twin Traction
• Toyota : LSD
• TVR : Hydratrak
• Шестерня и ось Yukon : Duragrip
• Mercedes : ASD, AMG Блокировка дифференциала заднего моста (активный дифференциал на некоторых моделях AMG / S на базе FR; чисто механический вариант также присутствует на некоторых моделях AMG, отличных от S)

Дифференциалы, чувствительные к разнице скоростей

Теперь пришло время более внимательно рассмотреть оба эти вида, так как у них также существует свое деление – как видите, этот вопрос оказывается далеко не таким простым, каким мог показаться изначально.

Итак, первый вариант механизмов, основанных на чувствительности к разнице скоростей, — это вязкостный дифференциал. Вам необходимо очень тщательно подбирать масло для LSD-дифференциала такого типа, так как здесь важную роль играет силиконовый гель, который не должен смешиваться с маслом. Для этого также вискомуфта, то есть основной резервуар этого устройства, делается герметичным.

Собственно говоря, именно из-за геля и получается одно из важнейших преимуществ такого типа дифференциалов – они очень плавно работают из-за изменений свойств этого геля. Благодаря ему исчезает ступенчатость, которая является проблемой многих коробок передач. А учитывая тот факт, что сейчас автомобильная промышленность направлена в основном на повышение комфорта водителя и пассажиров, это свойство оказалось очень важным.

Однако не стоит думать, что этот тип дифференциала является идеальным – у него имеются и свои недостатки. Например, работа здесь выполняется за счет давления жидкости, в результате чего теряется часть энергии, и, соответственно, повышается расход топлива. Также не стоит забывать, что такой механизм очень чувствителен к высоким нагрузкам, так что при каждой сильной буксировке его эффективность будет падать. Ну и, конечно же, масло для LSD-дифференциала, о котором речь шла уже выше, должно быть высокого качества, так как вискомуфта имеет повышенную чувствительность к уплотнениям.

Однако существует и еще один вид дифференциалов, чувствительных к разнице скоростей – они работают на основе герторного насоса. Это относительно недавняя технология – точнее, она начала получать развитие вместе с компьютерным прогрессом, так как герторным насосом водитель может управлять самостоятельно в современных автомобилях. Ожидается, что в ближайшее время именно такой тип станет самым популярным – он устанавливается, например, на всех автомобилях Toyota. Но не забывайте о том, что вам теперь нужно тщательно выбирать масло для LSD. Дифференциал Toyota и других марок, которые используют данную технологию, является чувствительным к нему.

Разновидности

Различают две основные группы самоблокирующихся дифференциалов. Первая разновидность работает в зависимости от угловых скоростных параметров по осям транспортного средства. В свою очередь, эти модификации подразделяются на несколько подвидов, а именно:

• дисковые версии;
• модели, оснащенные вязкостной муфтой;
• варианты с электронным действием.

Ко второму типу причисляют механизмы, которые блокируются в соответствии с моментами кручения на осях. В эту группу входят червячные модификации.

Кроме того, различают межосевые и межколесные самоблоки. С их помощью крутящий момент распределяется между осями либо колесами, соответственно. От момента рассредоточения усилия напрямую зависит конструкция механизма, которая может быть симметричной или несимметричной. На полноприводных внедорожниках устанавливается одновременно три комплекта дифференциалов, два – между колесами, один – между осями.

Как устанавливается преднатяг

Регулировка преднатяга осуществляется путем установки пакета специальных пружинных шайб, которые распирают шестеренки внутри блокировки. Полный пакет таких спецшайб, сложенные все вместе составляют толщину 1 см, но все шайбы по толщине разные, чтобы можно было регулировать момент.

Чтобы отрегулировать преднатяг, потребуется:

• динамометрический ключ стрелочный (ключ с щелчками не подходит, его придется долго настраивать);
• самодельная спецдеталь, сделанная из простой внутренней гранаты (обрезан и к нему приварен болт) — смотрите ниже на видео;
• комплект пружинных шайб (колечки);

Порядок регулировки преднатяга:

1. Разобрать дифференциал блокировки (запоминаем последовательность). После снятия крышки вытаскиваем шнековую шестеренку полуоси; за ней идет узкая шестеренка с большим внутренним отверстием, но который имеет бортик; затем идут те самые регулировочные пружинные шайбы. Можно вытащить шнековые сателлиты (сами преднатяги), чтобы проверить какой у них износ.
2. Установить новые шайбы.
3. Собрать.
4. Динамометрическим ключом и специальной самодельной деталью определяем момент затяжки. Когда ключ начинает проворачивать — в этот момент стрелка показывает момент натяга.

В этом видео рассмотрен вариант регулировки шайбами блокировки авто ВАЗ 2108.

Преднатяг до 5 кг не сплющивает до плоского состояния шайбы, такой момент натяжки считается ресурсным. Блокировка с натягом до 5 кг поможет сильно не терять своих характеристик около 4 лет. Любая блокировка с натягом в первые пару месяцев теряет около 1 кг натяга.

Специалисты рекомендуют делать для переднего дифференциала с самоблокировкой преднатяг не больше 5 кг, а для заднего дифференциала — не больше 7 кг. При максимальной величине, например, в 9 кг, все пружинные шайбы будут уже прижаты и эффект пружин будет потерян.

Как работает свободный дифференциал?

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

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

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

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

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

Изучить принцип работы свободного дифференциала предлагается на примере:

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

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

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

LSD дифференциал — что это такое и откуда пошло

Аббревиатура «LSD» пошла с английского языка. Она расшифровывается как «Limited Slip Differential, что на наш язык переводится как «дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением». Как уже было сказано выше, дифференциал повышенного трения LSD не обеспечивает полной блокировки, допуская определенную разницу между скоростями вращения валов. Он срабатывает лишь в том случае, когда разница ощутима, когда достигается определенная диспропорция между валами. О видах полной блокировки можно почитать в статье о дифференциалах в целом. Выше уже было сказано, что LSD часто ставят в различные автомобили: как в спортивные, так и во внедорожники. Например, в моём Nissan Terrano 1 поколения в кузове WD 21 установлен именно такой LSD.

Обыкновенный LSD дифференциал

В пример еще можно привести LSD дифференциал Toyota — в определенный момент блокировка срабатывает и крутящий момент обеих валов сравнивается, становится одинаковым. Равные пропорции всё равно дают возможность завязшему колесу прокручиваться, но то колесо, которое имеет хорошее сцепление, тоже начинает крутиться и джип выезжает с засады на нормальное место (во многих, но далеко не во всех случаях).

Электронная система

Напоследок упомянем об электронной блокировке. Она не входит в конструкцию трансмиссии, и по сути, не является механизмом. Поэтому этот вариант нередко называют «системой имитации блокировки дифференциала». Но электронная блокировка выполняет ту же функцию – замедляет колесо, потерявшее сопротивление, чтобы перебросить момент на второе колесо. И делает это система путем воздействия на тормозные механизмы.

В целом электронная блокировка является лишь функцией системы ABS. Суть работы очень проста – датчики контролируют скорость вращения ведущих колес и при обнаружении, что одно из них ускорилось, блок управления АБС задействует исполнительный механизм, чтобы притормозить колесо.

Несмотря на то, что электронная блокировка не является механизмом, ее используют все чаще.

Автоматическая или ручная

Только владелец автомобиля должен решать, какую выбрать блокировку: полную или частичную.

Полное блокирование дифференциала может быть ручным или автоматическим.

Частичное ограничение дифференциала функционирует лишь в автоматическом режиме.

Полная блокировка

При таком виде ограничения механизма разница в скорости вращения полуосей не предусматривается, что приводит к возрастанию износа элементов трансмиссии и покрышек на твёрдом дорожном покрытии, а на бездорожье – к пробуксовке. Для управления блокировочным устройством понадобится установка ручного привода.

Ручная блокировка

При ручном ограничении существующий перепад скоростей будет заменён – нужно просто нажать специальную кнопку для активации внешнего источника.

Избирательная система блокирования – сложный механизм с определёнными вариациями. Чтобы внести изменения в работу дифференциала, необходима остановка движения. Когда ограничение отключено, ось ведёт себя нормально и на езде никак не сказывается. Такая блокировка обойдётся недёшево, поскольку потребуется установка отдельной системы для приведения механизма в действие.

Автоматическая блокировка

Автоматическая блокировка будет работать всегда, когда нога водителя находится на педали газа. Это даёт возможность постоянно держать руки на руле и сосредоточиться на вождении. Такое ограничение необходимо настраивать под стиль вождения конкретного человека.

Частичная блокировка

Для водителей не экстремалов вполне хватит частичной блокировки в автомобиле. Такой механизм работает самостоятельно, он лишь частично исключает пробуксовку колёс и оказывает меньшую нагрузку на трансмиссию, чем полная блокировка.

Такое ограничение может быть с использованием фрикционных дисков или косозубых шестерён.

Активный дифференциал (Torque-vectoring Differential).

Как он работает.

Использует дополнительные редуктора, которые подключаются по команде электроники. Электроника собирает информацию со всех датчиков, а именно, о скорости автомобиля, о скорости вращения колес, о включенной передаче, об угле поворота рулевого колеса и о множестве других параметров.

Способен дозированно отправлять крутящий момент к каждому из ведущих колес.

С активным дифференциалом автомобиль может проходить повороты на больших скоростях.

Недостатки.

Системы активного дифференциала тяжелые, достаточно сложные и очень дорогие, они увеличивают расход топлива автомобиля.

На каких автомобилях его можно обнаружить.

Назначение дифференциала

Пока ведущая ось хорошо контактирует с дорогой, это устройство работает без нареканий. Но стоит ухудшиться сцеплению с дорогой под одним из колес, например, при попадании на лед или жидкую грязь, как вращаться будет только оно одно. Колесо с большим коэффициентом сцепления перестает крутиться, а автомобиль останавливается. Если же заблокировать дифференциал, такого происходить не будет. Поэтому заблокированный дифференциал улучшает проходимость машины на труднопреодолимых участках пути.

Если у автомобиля одна ведущая ось, то дифференциал у него тоже один – между колесами этой оси. У машины с постоянным приводом на 4 колеса – их три. По одному между колесами каждой оси плюс один межосевой.

Устройство

Принцип работы выше названного агрегата одинаково, где бы ни был он установлен. В основу классического автомобильного дифференциала положена планетарная передача. Карданный вал вращает ведущую шестерню редуктора моста. Ее вращение передается ведомой зубчатке. А так как она прикреплена к корпусу дифференциала, тот движется вместе с ней. От корпуса вращающий момент при помощи независимых друг от друга шестерен, называемых сателлитами, передается на полуоси. Скорость вращения карданного вала делится между полуосями не поровну. Однако, при любом соотношении скоростей их сумма – величина всегда постоянная.

• автоматическая;
• принудительная, включаемая водителем.

По способу управления блокированием:

• механическая;
• электромеханическая;
• гидравлическая;
• пневматическая.

Автоматическое блокирование дифференциала

Самоблокирующийся дифференциал – это механизм, который при определенных условиях переключается и, превращаясь в прямую передачу, начинает делить скорость вращения карданного вала между полуосями поровну. Дифференциалы с блокировкой-автоматом могут самостоятельно блокироваться в зависимости от значения одного из двух параметров:

• разницы угловых скоростей полуосей. В эту группу входят дифференциалы с дисковой блокировкой, кулачковые, с вискомуфтой и работающие по формуле Фергюсона;
• передаваемого полуосям крутящего момента.

Основной принцип работы

И дифференциалы повышенного трения, и открытые дифференциалы имеют зубчатую передачу, которая позволяет выходным валам вращаться с разной скоростью, сохраняя при этом сумму их скоростей, пропорциональную входному валу.

Автомобильные дифференциалы повышенного трения имеют механизм, который передает крутящий момент (внутренний по отношению к дифференциалу), который препятствует относительному движению выходных валов. Проще говоря, это означает, что у них есть некий механизм, который сопротивляется разнице скоростей между выходами, создавая противодействующий крутящий момент между двумя выходами или выходами и корпусом дифференциала. Для создания этого крутящего момента используется множество механизмов. Типы дифференциала повышенного трения обычно называются по типу механизма сопротивления. Примеры включают вязкие LSD и LSD на основе сцепления. Величина ограничивающего крутящего момента, обеспечиваемого этими механизмами, зависит от конструкции.

Дифференциал повышенного трения имеет более сложное разделение крутящего момента, и его следует учитывать в случае, когда выходы вращаются с одинаковой скоростью и при вращении с разными скоростями. Разница крутящего момента между двумя осями называется Trq _d . (В этой работе это называется Trq _f для трения момента). Trq _d — это разница крутящего момента, передаваемого на левое и правое колесо. Величина Trq _d определяется механизмом ограничения проскальзывания в дифференциале и может быть функцией входного крутящего момента (как в случае зубчатого дифференциала) или разницы в скоростях на выходе (как в случае вязкостного дифференциала). ).

Крутящий момент, передаваемый на выходы, составляет:

• Trq ₁ = ½ Trq _in + ½ Trq _d для более медленного вывода
• Trq ₂ = ½ Trq _in — ½ Trq _d для более быстрого вывода

При движении по прямой, когда одно колесо начинает проскальзывать (и вращаться быстрее, чем колесо с тягой), крутящий момент снижается на проскальзывающее колесо ( Trq ₂ ) и передается на более медленное колесо ( Trq ₁ ).

В случае, когда автомобиль вращается и ни одно колесо не проскальзывает, внутреннее колесо будет вращаться медленнее, чем внешнее колесо. В этом случае внутреннее колесо получит больший крутящий момент, чем внешнее колесо, что может привести к недостаточной поворачиваемости.

Когда оба колеса вращаются с одинаковой скоростью, распределение крутящего момента на каждое колесо составляет:

• Trq _{(1 или 2)} = ½ Trq _in ± (½ Trq _d ), а
• Trq ₁ + Trq ₂ = Trq _в .

Это означает, что максимальный крутящий момент для любого колеса статически неопределен, но находится в диапазоне 1/2 Trq _in ± (1/2 Trq _d ) .

В популярной культуре

В песне The Beach Boys « » в текстах упоминается наличие дифференциала повышенного трения: «… Моя четырехскоростная, двухквадратная, Positraction 4-0-9 (4-0-9, 4- 0-9) «.

В фильме 1992 года « Мой двоюродный брат Винни» доказательство невиновности двух молодых людей, ложно обвиненных в убийстве, во многом основано на фотографии следов шин автомобиля с дифференциалом повышенного трения, который (как знаменито заявляет персонаж Марисы Томей в спектакле, удостоенном « Оскара» ) «отсутствовал на Buick Skylark 64 года выпуска», автомобиле, которым управляли ответчики. Она утверждает, что доказательства скорее доказывают, что автомобиль для побега был Pontiac Tempest 1963 года , который действительно предлагал дополнительный дифференциал повышенного трения Safe-T-Track (версия Pontiac Positraction).

Какой лучше поставить самоблокирующийся дифференциал на «Ниву»?

На отечественный внедорожник можно монтировать электронный, комбинированный, механический либо пневматический самоблок. Модель первого типа обладает существенным преимуществом перед остальными версиями. Для его активации просто необходимо нажать кнопку. Работа механизма осуществляется автоматически, но только при условии, что машина движется на скорости, которая меньше порогового показателя. Отключение системы происходит при достижении режима, выше номинального параметра.

Пневматический вариант — приспособление, монтируемое на оба моста. К плюсам механизма относятся компактные размеры, принцип работы основан на использовании пневматической системы. Самоблок механического типа – самый дешевый и простой по конструкции. Надежность и эффективность эксплуатации зависит от двух полуосевых и пары распорных муфт, а также штифтов, пружин.

Где используется подобное устройство?

Как вы уже поняли, для каждого вида автомобилей существуют свои дифференциалы и способы блокировки разницы мощностей. Если вы ездите на легковом автомобиле по ровной и гладкой асфальтированной дороге или трассе, вам не нужно заботиться об описанной выше проблеме. Как уже было сказано ранее, наиболее применимым такой дифференциал является во внедорожниках и спортивных автомобилях. Если вы ездите на внедорожнике, то, вероятнее всего, вам приходится передвигаться по пересеченной местности, где велика вероятность того, что ваша машина начнет буксовать. И чтобы этого избежать, как вы уже поняли, вам нужна качественная блокировка дифференциала.

LSD-версия идеально для этого подходит, равномерно распределяя потоки мощности и не допуская того, что один вал получает всю мощность, а другой остается неподвижным. Примерно то же самое происходит и в том случае, когда вы ездите на спортивном автомобиле. Однако в данном случае ваша цель не справиться с пересеченной местностью, а одолеть асфальт на старте.

Если вы хотя бы раз видели, как легковая машина стартует на больших оборотах с места, вы точно заметили, что колеса на старте прокручиваются – это происходит как раз из-за слишком высокой разницы в потоках мощности. Самоблокирующийся дифференциал понижает эту разницу до допустимого минимума, тем самым минимизировав и прокрутку колес на старте при больших оборотах. Так что, к примеру, LSD-дифференциал Subaru гоночной модели будет стремиться к тому, чтобы максимально ограничить разницу между потоками мощности, но при этом без ущерба к общим показателям автомобиля.

Конструктивное исполнение

Все дифференциалы, используемые на авто, построены по единому принципу – на основе планетарной передачи. Но конструктивных исполнений узла – несколько:

1. Конический
2. Цилиндрический
3. Червячный
4. Кулачковый

Виды конструкций дифференциалов

Во всех их, кроме кулачкового, разница сводится только к форме и конструктивному исполнению шестерен.

В конических и цилиндрических дифференциалах используются шестеренки соответствующей формы.

Более интересны в плане конструкции червячный и кулачковый узлы. В первом варианте используется червячное зацепление между сателлитами и полуосевыми шестеренками. Такие дифференциалы получили общее название Torsen. Примечательно, что разработано несколько видов конструкции Torsen. Вариант Т1 отличается тем, что сателлиты в нем располагаются перпендикулярно оси вращения. Во втором варианте – Т2, сателлиты располагаются уже параллельно полуосям. Существует еще один тип червячного дифференциала – Quaife. В нем, как и Torsen Т2, сателлиты расположены параллельно, а отличие сводится к форме самих шестеренок.

В кулачковом узле шестеренок вообще нет. В них основными рабочими элементами выступают специальные сухари, установленные между двумя звездочками (кулачковыми шайбами) – внутренней и наружной. Из-за особенностей функционирования этот узел является – дифференциалом повышенного трения.

Назначение механизма

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

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

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

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

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

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

Устройство узла

Работа дифференциала основана на принципе планетарного редуктора. Состоит устройство из шестерней полуосей и специальных сателлитов, которые расположились в так называемой чашка. Она, в свою очередь, соединяется с ведомыми шестернями, которые принимают на себя крутящий момент двигатель от шестерней главной передачи.

Чашка осуществляет передачу вращений с помощью сателлитов на полуоси, отвечающие за вращение ведущих колес. Именно сателлиты позволяют придавать колесам разную угловую скорость при неизменном крутящем моменте.

Виды и применение

Легковые авто и грузовые машины имеют в своей конструкции межколесный тип дифференциала, отвечающий за передачу вращения на колеса.

Если же говорить про межосевой дифференциал, который распределяет момент между мостами, то он актуален исключительно для автомобиля с полным приводом.

Опираясь на тип используемых зубчатых передач, механизм бывает:

• цилиндрический;
• червячный;
• конический.

Если учитывать количество зубьев на используемых шестернях полуоси, тогда дифференциалы можно разделить на несимметричные и симметричные.

И здесь есть свои нюансы, о которых стоит упомянуть.

• Несимметричные устройства с цилиндрической передачей обладают свойством пропорционально выполнять распределение момента. Это обеспечивает отличную работу, если есть передний и задний мост. Такой узел устанавливают между мостами на машинах с полным приводом;
• Актуальным решением для переднеприводного и заднеприводного автомобиля будет конический симметричный тип дифференциала;
• Вне зависимости от привода и типа дифференциала, червячный тип передачи подходит для всех. Эта система считается наиболее универсальной. Имеет достаточно высокий КПД.

Если мы говорим про дифференциалы, то будет логично немного уделить внимание вопросу блокировки. В вопросе устройства и работы дифференциала встречаются такие понятия как Торсен, вискомуфта, пневмо блокировка, дифференциал Красикова, Квайф и многое другое

Честно признаюсь, разбираться в разновидностях устройств очень сложно и долго. Основные моменты мы уже рассмотрели. Теперь про блокировку

В вопросе устройства и работы дифференциала встречаются такие понятия как Торсен, вискомуфта, пневмо блокировка, дифференциал Красикова, Квайф и многое другое. Честно признаюсь, разбираться в разновидностях устройств очень сложно и долго. Основные моменты мы уже рассмотрели. Теперь про блокировку.

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.

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.

Принцип работы

Общий вид дифференциала Torsen

Торсен является червячным самоблокирующимся дифференциалом. Это означает, что автоматическая блокировка дифференциала происходит при разности крутящих моментов на корпусе механического устройства и его на приводном вале. Сам дифференциал состоит из ведомых и ведущих червячных шестерен, которые называют “полуосевыми” и “сателлитами” соответственно. Червячная шестерня имеет одну особенность: она не вращается от других шестерен, однако сама может приводить во вращение другие шестерни. Это свойство (расклинивание) позволяет частично блокировать дифференциал.

Рассмотрим, как работает межосевой червячный дифференциал.

Если колеса автомобиля имеют хорошее сцепление с дорожным покрытием и движутся плавно, то крутящий момент между осями распределяется в равных отношениях. При резком увеличении крутящего момента ведущие червячные шестерни пытаются начать движение в противоположную сторону. Ведомые шестерни перегружаются, блокируются выходные валы, а лишний крутящий момент от двигателя машины передается на другую ось.

Межколесный самоблокирующийся червячный дифференциал включается в работу при проскальзывании одного из колес. При пробуксовке падает крутящий момент на одном колесе, Торсен блокируется и передает крутящий момент от двигателя машины на другое колесо. Блокировка буксующего колеса при этом является частичной, а степень блокировки зависит от того, насколько сильно уменьшилась величина крутящего момента.

Самоблокирующийся дифференциал Torsen может максимально перераспределить крутящий момент до соотношения 7:1 (86%:14%).

Зачем он нужен

Он нужен, чтобы колеса вращались с разными скоростями при прохождении поворотов. Зачем это нужно? Смотрим на скрин снизу. При повороте автомобиля ведущие колеса проходят разное расстояние S1 и S2, где S1

Если оба колеса соединить жестко между собой одной осью, то скорость вращения будет одинаковой, а при прохождении разных расстояний с одной скоростью, какое-то из колес будет отставать, а другое буксовать. Другими словами не колесо будет тащить машину, а машина будет его тянуть. В этом случае, плавность прохождения поворота автомобилем будет нарушена, что может вызвать неожиданное поведения машины – снос или занос ведущей оси, разворот авто, а как следствие – ДТП.

Реклама:

Чтобы колеса имели разные скорости вращения, они должны быть разделены полуосями, жестко не соединенными между собой. Но как в таком случае передавать одновременно на них мощность от двигателя? – Для этого был придуман автомобильный дифференциал. Давайте разберем, как у него получается делить крутящий момент между двумя независимыми осями.

Устройство и основные компоненты

Рассмотрим, из каких основных элементов состоит Торсен:

• Корпус (другое название: “чашка дифференциала”). Он передает крутящий момент от главной передачи на полуосевые шестерни через сателлиты. На нем крепится ведомая шестерня главной передачи. Внутри чашки дифференциала имеются оси, на которых установлены сателлиты.
• Правая и левая полуосевые шестерни (другое название: “солнечные шестерни”). Они передают крутящий момент на оси/полуоси через шлицевое соединение.
• Сателлиты правой и левой полуосевых шестерен. Соединяют чашку дифференциала и полуосевые шестерни. Торсен имеет в своей конструкции четыре сателлита.
• Выходные валы.

Схема дифференциала Torsen в трансмиссии автомобиля Audi Quattro

Отметим, что данная разновидность самоблокирующегося дифференциала обладает наиболее совершенной конструкцией.

Похожие записи:

Самые мощные dodge на 2019 год: топ-7 Модели subaru / субару Chevrolet captiva 2.4 mt ls — технические характеристики Лада 4×4 урбан Подключение светодиодной балки через реле Mercedes-benz g63 amg 2019