Самоблокирующийся дифференциал — как это работает — журнал За рулем

Изучаем конструкцию основных типов самоблокирующихся дифференциалов. Какой самоблок (если он, конечно, не установлен на заводе) подойдет для вашего автомобиля?

Создание универсального механизма, идеально работающего в любых условиях, - голубая мечта каждого конструктора. Однако выверенное на бумаге решение на практике обязательно обрастает своими «но». Иногда случаются парадоксы: достоинство и главное предназначение узла в определенных условиях становятся его недостатками. Характерный пример — свободный дифференциал.

Ахиллесова пята

Для простоты понимания проблемы свободных дифференциалов, используемых на большинстве автомобилей, рассмотрим пример с их межколесными представителями — поскольку межосевые собратья на полноприводных машинах работают аналогично.

Межколесный дифференциал обеспечивает разность частот вращения ведущих колес в повороте. Это важно для борьбы с так называемым паразитным крутящим моментом и для сохранения управляемости автомобиля. Ведь в повороте внешнее колесо идет по более длинной дуге, нежели внутреннее, и при равенстве частот вращения неизбежна пробуксовка.

Материалы по теме

Схема работает гладко, пока одно из колес не теряет сцепление с дорогой. К примеру, когда правые колёса автомобиля стоят на асфальте, а левые — на льду. В силу своей конструкции обычный дифференциал имеет чрезмерную свободу. Стоящее на льду колесо будет беспомощно вращаться, а опирающееся на асфальт останется неподвижным.

Стремление решить проблему привело инженеров к созданию дифференциалов двух новых видов — с принудительной блокировкой и самоблокирующихся, повышенного трения (LSD, Limited-Slip Differential). Вторая группа получила большее распространение. Такие дифференциалы работают автономно и не требуют какого-либо внешнего привода. Их устанавливают серийно на многие спортивные легковые автомобили и кроссоверы. А можно самому приобрести и установить самоблок на свою машину. Самые ходовые — червячные (винтовые) и дисковые.

Дифференциалы LSD делятся на две группы по принципу действия: срабатывающие от изменения крутящего момента и от разницы угловых скоростей. Винтовые относятся к первой, а дисковые — ко второй.

Дискотека

Вариантов конструкции дисковых самоблоков масса, но основа их едина: в обычный свободный дифференциал добавлены два пакета фрикционных дисков, которые обеспечивают блокировку узла при пробуксовке одного из ведущих колес.

Материалы по теме

Каждый пакет расположен между корпусом дифференциала и одной из полуосевых шестерён. По конструкции он напоминает фрикционные муфты в автоматических коробках. Одна часть дисков в пакете находится в зацеплении с полуосевой шестерней, а другая — с корпусом дифференциала. При обычном движении автомобиля (например, в повороте) фрикционы разжаты и самоблок никак себя не проявляет: сателлиты обеспечивают разную частоту вращения колес. Но при пробуксовке одного из колес пакеты дисков сжимаются — и полуосевые шестерни обретают прямую связь с вращающимся корпусом дифференциала.

Основное сжатие дисков происходит за счет осевого смещения шестерней полуоси. Последние являются конусными, как и шестерни сателлитов. При передаче момента через такое зубчатое зацепление кроме центробежной силы возникает и осевая. Она стремится развести шестерни. Сателлиты закреплены на своих осях и не могут смещаться. Зато на это способны их полуосевые сёстры, ведь они подвижны на шлицах приводов колес. В результате расхождения к стенкам дифференциала шестерни сжимают свои пакеты фрикционов.

В некоторых самоблоках первоначальное поджатие фрикционов обеспечивает пружина между полуосевыми шестернями. В других вместо них использованы конические пружинные кольца, которые также создают определенный преднатяг. Есть конструкции с замысловатым центральным блоком (см. схему 1), в котором ось сателлитов при смещении, к примеру, во время резкого ускорения автомобиля разжимает большие полукольца — и они сдавливают пакеты фрикционов. Это происходит в дополнение к их сжатию полуосевыми шестернями при пробуксовке колеса.

Дисковый самоблокирующийся дифференциал (схема 1): 1 — корпус дифференциала; 2 — левая полуосевая шестерня; 3 — левый пакет дисковых фрикционов; 4 — правая полуосевая шестерня; 5 — правый пакет дисковых фрикционов; 6 — ось блока сателлитов; 7 — раздвижные полукольца блока сателлитов.

Дисковый самоблокирующийся дифференциал (схема 1): 1 — корпус дифференциала; 2 — левая полуосевая шестерня; 3 — левый пакет дисковых фрикционов; 4 — правая полуосевая шестерня; 5 — правый пакет дисковых фрикционов; 6 — ось блока сателлитов; 7 — раздвижные полукольца блока сателлитов.

Червоточина

Среди червячных самоблоков наибольшую известность получил дифференциал Torsen. Его название произошло от английского термина torque sensitive, «чувствительный к крутящему моменту». Такой дифференциал первого типа (Т1) был изобретен еще в 1958 году, тем не менее возможности этой конструкции по сей день остаются непревзойденными.

От свободного дифференциала конструкция Т1 отличается очень сильно. Роль привычных сателлитов играет замысловатая червячная передача, густо «наросшая» поверх полуосевых шестерен. Благодаря особенности своей работы она способна блокировать дифференциал. Дело в том, что червячная передача необратима: перенос момента возможен только от ведущего звена (червяк) к ведомому (полуосевая шестерня). То есть при пробуксовке колеса его полуосевая шестерня не сможет провернуть червяк из-за больших сил трения.

Червячный самоблокирующийся дифференциал Torsen T1 (схема 2): 1 — корпус дифференциала; 2 — левая полуосевая шестерня; 3 — пара червячных сателлитов; 4 — правая полуосевая шестерня; 5 — ось сателлита; 6 — прямозубые шестерни взаимного зацепления сателлитов.

Червячный самоблокирующийся дифференциал Torsen T1 (схема 2): 1 — корпус дифференциала; 2 — левая полуосевая шестерня; 3 — пара червячных сателлитов; 4 — правая полуосевая шестерня; 5 — ось сателлита; 6 — прямозубые шестерни взаимного зацепления сателлитов.

В корпусе Торсена Т1 закреплено три пары поперечных червяков (сателлитов), которые соединены между собой отдельными прямозубыми шестернями, расположенными по краям их осей. Одновременно каждый парный червяк находится в зацеплении со своей полуосевой шестерней. При движении автомобиля в повороте вся эта красота работает подобно сателлитам свободного дифференциала, обеспечивая необходимую разность частот вращения колес. Но как только момент на одном из колес меняется из-за потери сцепления с дорогой, червячная передача блокируется. Причем дело даже не доходит до физической пробуксовки «слабого» колеса.

Материалы по теме

Конструкция Торсена настолько чувствительна к изменению момента на осях, что мгновенно блокирует дифференциал, позволяя реализовать крутящий момент на колесе с лучшим сцеплением.

Torsen второго типа (T2) устроен проще. Похожий принцип работы имеет самоблокирующийся дифференциал Quaife, запатентованный в 1965 году. Одна из вариаций подобной конструкции показана на схеме 3. Два ряда винтовых сателлитов расположены продольно в корпусе дифференциала. Каждый из них находится в зацеплении со своей осевой шестерней. При этом сателлиты из разных рядов также соединены попарно. По архитектуре и принципу действия эта конструкция напоминает червячную передачу в Торсене Т1, но с продольным расположением. В зависимости от модели такого самоблока, в нем может быть от трех до пяти пар сателлитов.

При движении автомобиля в повороте продольный пакет сателлитов работает так же, как его сородичи в обычном дифференциале. При пробуксовке колеса в винтовых зацеплениях возникают осевые и радиальные силы. Они как бы распирают полуосевые шестерни и их сателлиты, прижимая их торцами к корпусу дифференциала. В отличие от схемы Т1, у Т2 червяки не закреплены на отдельных осях, а стоят в подобии колодцев. В итоге возникает целый ряд пар трения. Во‑первых, это полуосевые шестерни и стенки дифференциала, а во‑вторых — сателлиты и их колодцы. Причем червяки распирает в них так, что они контактируют со стенками в продольном и поперечном направлениях. Все эти силы трения суммарно блокируют дифференциал.

Винтовой самоблокирующийся дифференциал Torsen T2/Quaife (схема 3): 1 — корпус дифференциала; 2 — левая полуосевая шестерня; 3 — винтовой сателлит левого ряда; 4 — правая полуосевая шестерня; 5 — винтовой сателлит правого ряда; 6 — крышки корпуса дифференциала.

Винтовой самоблокирующийся дифференциал Torsen T2/Quaife (схема 3): 1 — корпус дифференциала; 2 — левая полуосевая шестерня; 3 — винтовой сателлит левого ряда; 4 — правая полуосевая шестерня; 5 — винтовой сателлит правого ряда; 6 — крышки корпуса дифференциала.

На своем месте

Материалы по теме

Если конкретная модель автомобиля обделена дифференциалом повышенного трения (LSD), а владелец хочет его заполучить, чтобы увереннее чувствовать себя на бездорожье или получать больше удовольствия от езды по гоночному треку, есть несколько путей решения проблемы.

Подбор самоблока зависит от режима эксплуатации машины. Если это обычная повсе­дневная езда и любительские соревнования в различных дисциплинах, то первым делом нужно изучить все существующие модификации автомобиля. Возможно, что некоторые версии получают LSD на заводском конвейере, но не поставляются на наш рынок. В этом случае можно заказать самоблок по каталогу или поискать бывший в употреблении. Лучше брать новый: это дороже, но будет уверенность, что он встанет на автомобиль как родной. Еще важнее другое: производитель тестировал машину с таким дифференциалом, подбирал его вид (дисковый или винтовой) и характеристики, чтобы по-настоящему раскрыть потенциал машины.

Случаются парадоксы: достоинство узла в определенных условиях становится его недостатком

Если заводского варианта нет, то предпочтительнее взять винтовой дифференциал типа Torsen T2/Quaife. Он проще и значительно дешевле версии T1, но при этом не сильно отстает по характеристикам. Аналогичные дифференциалы предлагает масса других производителей. Среди достоинств такого самоблока — быстрое, но мягкое и прогнозируемое срабатывание, широкий диапазон изменения момента на колесах, внушительный ресурс и надежность. При подборе дифференциала рекомендуется ограничиться преднатягом до 7 кг. Иначе его ресурс будет заметно ниже из-за повышенного износа внутренних элементов — без получения заметных ездовых дивидендов.

Если же нужна подготовка под професси­ональный уровень соревнований на бездорожье и треке, лучше выбрать дисковый самоблок. Рынок предлагает много подобных узлов. Частенько такие самоблоки имеют преднатяг от 10 кг. Благодаря этому они отлично работают в условиях соревнований — но при этом крайне непрактичны в повседневной езде, так как блокируются слишком рано и жестко. Дисковые дифференциалы проще переваривают высокую степень преднатяга, однако она достаточно быстро проседает. Для ее восстановления потребуется снятие и полная разборка узла.

КЛАССОВОЕ ДЕЛЕНИЕ Коэффициент блокировки (КБ) — одна из двух основных характеристик самоблокирующегося дифференциала. КБ характеризует соотношение моментов на отстающем колесе (имеет хорошее сцепление с дорогой) и на забегающем (потеряло сцепление). Для свободного межколесного дифференциала он равен единице — дифференциал всегда делит крутящий момент между осями поровну. Для самоблоков КБ обычно составляет от 1 до 5. То есть при наивысшем коэффициенте такой дифференциал может реализовать на отстающем колесе в пять раз больше крутящего момента, чем на забегающем. Некоторые производители указывают КБ в процентах. Если конкретный дифференциал имеет коэффициент 30%, то он может передать максимум 65% момента на колесо с лучшим сцеплением (стандартные 50% плюс 30% от оставшейся половины, то есть еще 15%). Если КБ равен 70%, то этому колесу достанется до 85% усилия (50% + 35%). КБ зависит от конструктивных особенностей дифференциала. Для червячных (винтовых) узлов это в первую очередь угол нарезки зубьев на шестернях, а для дисковых — конфигурация фрикционов. Другая важная характеристика дифференциала — преднатяг. Чем он больше, тем значительнее первоначальный момент внутреннего трения в узле. В основном он зависит от тех же особенностей, что и КБ. Однако современные самоблоки всё чаще имеют в своей схеме регулировочные шайбы. Они стоят между полуосевыми шестернями и дополнительно их распирают, увеличивая преднатяг, который можно подгонять под любые условия эксплуатации. Дополнительный плюс конструкции с шайбами — возможность продлить жизнь дифференциала. Со временем неизбежен износ зубьев червяков и фрикционных дисков, который снижает преднатяг и эффективность работы узла. Замена пружинных конических шайб, которые тоже ослабевают, вновь взбодрит самоблок, если подобрать необходимое количество шайб и их толщину. Важно учитывать, что увеличенный преднатяг всегда повышает нагрузку на любой дифференциал, что неизбежно усиливает его износ и сокращает ресурс.

Благодарим за помощь в подготовке материала «КПП Сервис» (www.vaz08–15.ru).

Самоблоки: все, что вам нужно знать

Изучаем конструкцию основных типов самоблокирующихся дифференциалов. Какой самоблок (если он, конечно, не установлен на заводе) подойдет для вашего автомобиля?

Самоблоки: все, что вам нужно знать

Фото: компании-производители

Как работает самоблокирующийся дифференциал и как он влияет на управляемость автомобиля

Самоблокирующийся дифференциал: история, технические данные, видео

Может этой технологии и 80 лет, но ее эффективность доказана временем и показателями прироста производительности, который говорит сам за себя

 

Смотрите также: Как работают разные типы дифференциалов

 

Загляните под любой современный автомобиль, и скорее всего, вы обнаружите там самоблокирующийся дифференциал. Устройство, разработанное для равномерного распределения мощности между полуосями колес. Схема получила широчайшее распространение благодаря качеству передаваемого с двигателя крутящего момента, равномерному разделению передаваемой между приводами мощности и возможности улучшения технических характеристик девайса. Этот тип дифференциала можно встретить как на спортивных автомобилях типа Mazda MX-5, так и на полноприводных внедорожниках типа Land Rover.

 

Краткое видео от одного из ведущих мировых автоизданий Auto Express даст нам представление и более подробную информацию о технологии самоблокирующегося дифференциала, его истории и преимуществах перед другими схожими технологиями.

 

Отдельно скажем, что дифференциалы с функциями самоблокировки позволяют дать ведущим колесам некоторую свободу, при этом они способны полностью ограничить мощность, идущую на одно из колес, уменьшая пробуксовку и позволяя добиться большего сцепления с дорогой.

 

История появления самоблокирующегося дифференциала

Данный тип дифференциала был разработан в 1930-х годах на полях скоростных сражений гоночной серии Формула 1 конструкторами компании Auto Union и главной целью созданной технологии, как и в наши дни являлось уменьшение пробуксовки колеса при экстремальных значениях мощности на полуоси путем возможности выходных валом вращаться с разным скоростями, в тоже время уменьшая разницу в этих скоростях.

 

Как работает самоблокирующийся дифференциал?

Самоблокирующийся дифференциал совмещает две концепции- свободную и блокируемую систему дифференциалов. Он способен функционировать большую часть времени как обычный дифференциал, а в нужный момент автоматически блокироваться, когда происходит проскальзывание одного из колес. Блокировка достигается с помощью вязкостной муфты или фрикционной муфты, или сложной системы гидророторного типа. В военных автомобилях ставятся зубчатые или кулачковые самоблокирующиеся дифференциалы.

 

Дифференциал данного типа встречается как на заднеприводных автомобилях, так и на переднеприводных машинах.

 

На полноприводных внедорожниках система, пришедшая из спорта, дает неожиданные преимущества и раскрывается по новой, с другой стороны, повышая проходимость машины путем перераспределения крутящего момента между каждым из колес автомобиля и стабилизируя движение автомобиля на скользкой поверхности.

 

Неоспоримые преимущества механического дифференциала особенно хорошо видны на фоне его электронных заменителей.

 

Есть у самоблокирующихся дифференциалов и свои недостатки

 

Чисто механические дифференциалы повышенного трения являются реактивными. То есть, они не блокируются, пока не произошла пробуксовка колеса.

Таким образом некоторые компании переходят на симбиоз механико-электрические самоблокирующиеся дифференциалы с электронным управлением преимущества которого состоят в том, что повышается тяга в повороте, и степень блокировки дифференциала можно мгновенно поднастроить под постоянно меняющиеся условия движения автомобиля.

 

Например, если компьютер определяет, что в повороте у автомобиля избыточная поворачиваемость, он может сильнее заблокировать дифференциал, чтобы стабилизировать автомобиль.

 

Недостатки, как и в обычном дифференциале ограниченного скольжения, крутящий момент смещен в сторону более медленно вращающегося колеса.

Самоблокирующийся дифференциал — принцип работы (видео)

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

Что такое самоблок

21.02.2017 08:00

Что такое самоблокирующийся червячный 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»

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

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 — теория. Рассмотрим как работают самоблокирующиеся дифференциалы разных конструкций

При движении автомобиля на повороте, по неровностям дороги и т.д. колеса проходят путь разной длины (рис. 1). Чтобы не происходило проскальзывания шин по асфальту, они должны вращаться с разными скоростями.

Колеса ведомой оси вращаются независимо друг от друга, поэтому катятся без пробуксовки.

Дифференциал – механизм, позволяющий колесам ведущей оси вращаться с разными скоростями и подводящий к ним крутящий момент. В трансмиссии автомобилей с одной ведущей осью дифференциал устанавливается между приводами колес (полуосями, ШРУСами и т.д.), поэтому его называют межколесным. В полноприводных автомобилях (со всеми ведущими колесами) он может находиться и между ведущими осями (межосевой дифференциал). Крутящий момент к дифференциалу подводиться от двигателя через агрегаты трансмиссии (коробку передач, карданный вал, главную передачу и т.д.)

Крутящий момент – характеристика вращательного движения. Его величина равна произведению силы на плечо (расстояние от точки приложения силы до оси вращения) и измеряется в Нм (ньютон на метр). Например, если двигатель развивает крутящий момент 100Нм, значит, сила на плече в 1м будет составлять 100Н.

Сила сцепления – колеса с дорогой равна произведению весовой нагрузки на колесо (которую колесо передает на дорогу) на коэффициент сцепления.

Сила тяги на колесе (рис. 2) зависит от радиуса колеса и подводимого к нему крутящего момента. Она ограничивается силой сцепления с дорогой, то есть не может больше нее. Произведения силы тяги на радиус колеса дает тот крутящий момент, который дифференциал может передать на колеса. Когда сцепление с дорогой мало (например, на гладком льду) или колесо вывешено (отсутствует весовая нагрузка), крутящий момент и силы тяги на колесе очень малы или отсутствуют. Если «тяга» меньше сопротивления движению, автомобиль не сможет тронуться с места.

На легковых автомобилях, предназначенных для движения по дорогам с твердым покрытием (асфальтом, бетоном), наибольшее распространение получил дифференциал с коническими шестернями.

Дифференциалы с коническими шестернями.

Представляют собой зубчатую передачу с подвижными осями зубчатых колес (такие передачи называют планетарными). Её основными элементами являются (рис. 3):

• корпус, с которым жестко соединено ведомое зубчатое колесо главной передачи (передающей крутящий момент от карданного вала на корпус дифференциала). На легковых автомобилях, как правило, корпус имеет неразъемную конструкцию и окна для монтажа шестерен;
• сателлиты – конические зубчатые колеса, которые могут поворачиваться вокруг оси. В дифференциалах легковых автомобилей обычно устанавливаются два сателлита;
• ось сателлитов, жестко закрепленная в корпусе и вращающаяся вместе с ним. На ней расположены спиральные канавки для улучшения смазки сателлитов;
• две конические шестерни, входящие в зацепление с сателлитами и жестко соединенные с выходными валами дифференциала (полуосями, ШРУСами и т.д.). Эти шестерни принято называть полуосевыми.

При движении автомобиля ведомая шестерня главной передачи вращает корпус дифференциала и, соответственно, ось с сателлитами, которые передают движение полуосевым шестерням, а они, в свою очередь, на колеса.

На прямой и ровном отрезке пути (рис. 4) колеса проходят одинаковое расстояние, поэтому полуосевые шестерни и корпус дифференциала, а также ось сателлитов вращаются с одинаковой скоростью. Последние не поворачиваются относительно своей оси.

Когда автомобиль совершает поворот, внутреннее (расположенное ближе к центру поворота) колесо начинает вращаться медленнее (поэтому его называют отстающим). Соответственно, соединенная с ним полуосевая шестерня совершает меньше оборотов в минуту, чем корпус дифференциала и ось сателлитов. Это вынуждает их поворачиваться вокруг оси и увеличивать скорость вращения второй шестерни и наружнего (забегающего) колеса. Так обеспечивается разное число оборотов шин, необходимое для движения без пробуксовки.

Этот вид дифференциалов называют также симметричным, так как они поровну распределяют крутящий момент между колесами. Это происходит потому, что сателлит работает как равноплечий рычаг и передают только равные усилия к шестерням и колесам. Как сказано выше, если одно из колес имеет малое сцепление с дорогой, крутящий момент на нем небольшой, соответственно симметричный дифференциал подводит такое же усилие к другому колесу. То есть если одно из колес буксует, значит, сила тяги на втором колесе незначительна, что отрицательно сказывается на проходимости. Для ее улучшения на автомобилях применяют полную или частичную блокировку дифференциалов, степень которой оценивают коэффициентом блокировки.

Коэффициент блокировки.

Коэффициент блокировки (Кb) – это отношение крутящего момента на отстающем колесе к моменту на забегающем. Его величина для симметричного дифференциала равна 1 (моменты на обоих колесах равны), для дифференциалов повышенного трения (см. ниже) Кb = 3..5.

Чем больше Кb, тем лучше проходимость автомобиля. Например, при большом коэффициенте блокировки ухудшаются управляемость и устойчивость транспортного средства при движении по асфальту. Это связано с тем, что на отстающем колесе момент в несколько раз больше и оно старается как бы «вытолкнуть» автомобиль из поворота. К тому же возрастает износ шин из-за частичной пробуксовки, нагрузки на элементы привода, снижается КПД, что приводит к увеличению расхода топлива.

Самоблокирующиеся дифференциалы с полной блокировкой.

Имеют муфту, жестко соединяющую (блокирующую) корпус дифференциала и шестерню выходного вала. Привод муфты может быть механическим, гидравлический или пневматический, а управление блокировкой осуществляется водителем (блокировка межосевого дифференциала на ВАЗ-21213). После преодоления труднопроходимого участка водителю необходимо сразу отключать блокировку, что требует от него дополнительного внимания. Иначе на шины и трансмиссию будут действовать избыточные нагрузки, а автомобиль будет хуже управляем.

У механизмов повышенного трения – многодисковых дифференциалов, вискомуфт, самоблокирующихся дифференциалов «Квайф» и «Торсен» блокировка (частичная) осуществляется автоматически, без участия водителя.

Самоблокирующиеся многодисковые дифференциалы.

Устройство одного из таких механизмов представлено на рис. 5. Его основное отличие от симметричного дифференциала заключается в наличии подпружиненного пакета фрикционных дисков, одна из которых жестко связана с корпусом, а другая с полуосевыми шестернями.

При разных оборотах колес полуосевые шестерни дифференциала вращаются быстрее или медленнее корпуса. За счет это между фрикционными дисками возникают силы трения, препятствующие свободному вращению шестерен,то есть осуществляющие частичную блокировку. Соответственно на отстающем колесе увеличивается крутящий момент и сила тяги.

Фрикционные диски в некоторых конструкциях не подпружинены, а сжимаются давлением жидкости, создаваемым насосом. Например, одна из таких конструкций носит название «героторный дифференциал» (от англ. Gear — шестерня). Он имеет шестерёнчатый насос, создающий давление жидкости при разных скоростях вращения полуосевых шестерен корпуса.

 

Вискомуфта.

Получила свое название от лат. viscosus — вязкий. Ее основными элементами являются (рис.6):

• корпус и вал, герметизированные с помощью уплотнений
• диски, одна половина которых соединена шлицами с корпусом, другая с валом. Диски имеет каналы и отверстия для увеличения вязкости трения жидкости
• силиконовая (кремнийорганическая) жидкость, которая обладает высокой вязкостью и заполняет корпус на 80-90%

Вискомуфта передает подводимый к ней крутящий момента за счет внутреннего трения в жидкости, находящейся между дисками. Когда их скорости одинаковы, муфта передает небольшую часть усилия (5..7%). При отставании ведомых дисков от ведущих жидкость перемешивается, температура и вязкость ее растут, она расширяется сжимает воздух. Когда он почти полностью сжат, давление в муфте резко возрастает, что вызывает осевое перемещение дисков по шлицам до их механического контакта. Это приводит к резкому возрастанию передаваемого момента(«хамп-эффект»), что может отрицательно сказаться на управляемости автомобиля. В результате вращения передается за счет механического трения, температура и соответственно давление жидкости постепенно снижаются, диски выходят из механического контакта.

Передаваемый момент зависит от характеристик муфты и от разности скоростей вращения ее валов.

Вискомуфта может устанавливаться как самостоятельный узел между ведущими осями или «встраиваться» в конический дифференциал.

Этот узел не пригоден к ремонту, так как количество и вязкость жидкости определяют характеристики вискомуфты и строго контролируются при ее изготовлении. При утечке части жидкости муфта подлежит замене.

Самоблокирующийся дифференциал «Квайф».

Конструкция механизма, зарегистрированного под торговой маркой «Квайф» («Quaife»), представлена на рис.7. Сателиты у него 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 – с левой. Кроме того, сателлиты из разных рядов зацепляются между собой попарно. Все зубчатые колеса имеет винтовые зубья.

Когда одно из колес начинает отставать, связанная с ним полуосевая шестерня начинает вращаться медленнее корпуса и поворачивать входящий 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 обороты колес на 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 возникают силы, осуществляющие частичную блокировку, что увеличивает силу тяги на отстающем колесе и, соответственно, суммарную силу тяги автомобиля, повышая его проходимость.

Величина коэффициента блокировки зависит от угла наклона зубьев сателлитов и полуосевых шестерен. Устанавливая в корпус комплекты сателлитов и шестерен с различным углом наклона зубьев, изменяют коэффициент блокировки в зависимости от характеристик автомобиля и условий его применения.

Самоблокирующийся дифференциал «Торсен».

Получили свое название от англ. Torque – крутящий момент и sensing – чувствительный, то есть чувствительный к крутящему моменту. Механизмы, выпускаемые под этой торговой маркой, имеют два типа конструкций.

Первый представлен на рис.8. Сателлиты расположенные корпусе перпендикулярно его оси и объединены между собой попарно с помощью прямозубого зацепления, а с полуосевыми шестернями связаны червячным зацеплением.

На повороте полуосевая шестерня, связанная с отстающим колесом, поворачивает входящий с ней в зацепление сателлит, он, в свою очередь, вращает второй сателлит и другую полуосевую шестерню. Такой «цепочкой» колесам автомобиля обеспечивается возможность вращаться с разной скоростью. Силы трения, возникающие в червячном зацеплении от разности моментов на колесах, осуществляют частичную блокировку дифференциала.

Применение комплектов сателлитов и шестерен с различным профилем червячного зацепления дает возможность изменять коэффициент блокировки. Недостаток этого вариант – сложность конструкции и ее сборки.

Второй тип «Торсена» представлен на рис.9. Сателлиты расположены параллельно оси корпуса дифференциала в его отверстиях и соединены попарно между собой и с полуосевыми шестернями винтовым зацеплением. Работа механизма на поворотах и частичная блокировка осуществляются так же, как у «Квайфа». Этот вариант конструкции менее сложный, кроме того позволяет уменьшить диаметр корпуса дифференциала.

Все, что вы хотели узнать о дифференциалах, но боялись спросить…

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

Что такое дифференциал
Принудительная блокировка
Самоблокирующиеся дифференциалы
• Дисковая блокировка
• Вязкостная блокировка
• Винтовая блокировка
• Кулачковая блокировка
• Особенности управления
Межосевой дифференциал и его блокировки
• Подключаемый передний мост

---

Что такое дифференциал

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

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

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

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

Принудительная блокировка

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

Самоблокирующиеся дифференциалы

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

Дисковая блокировка

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

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

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

Вязкостная блокировка

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

Винтовая блокировка

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

Кулачковая блокировка

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

Особенности управления

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

 

Межосевой дифференциал и его блокировки

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

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

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

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

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

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

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

Испытания подтвердили, что распределение моментов между передними и задними колесами обеспечивает почти нейтральную поворачиваемость автомобиля. По легкости вождения и безопасности полноприводные автомобили с таким приводом превосходят даже переднеприводные легковые автомобили. Однако, при всех достоинствах такого рода блокировки, необходимо отметить, что фактическое включение блокировки после начала пробуксовки колес, характерное для вискомуфты, существенно снижает шансы на успешное преодоление серьезных внедорожных препятствий в виде слабого грунта, грязи или снега, поскольку буксующее колесо способно быстро зарываться. В результате возможностей автомобиля даже с заблокированным межосевым дифференциалом может оказаться недостаточно для самостоятельного выезда. 

Подключаемый передний мост

Очень многие производители внедорожников используют схему с подключаемым передним мостом (так называемый part time 4WD). В этом случае межосевой дифференциал, как правило, отсутствует, и в режиме полного привода между мостами устанавливается жесткая кинематическая связь. Производители рекомендуют подключать передний мост только в сложных дорожных условиях, когда колеса склонны к пробуксовке. Продолжительное движение в таком режиме по дорогам с твердой поверхностью вызывает повышенный износ шин и трансмиссии (в частности, в раздатках с цепной передачей перегружается цепь), повышенный расход топлива, а также ухудшает управляемость на высоких скоростях. Для избежания этих отрицательных последствий многие контрукции предусматривают не только отключение переднего моста, но и отсоединение передних колес от полуосей. Для этого применяются колесные хабы (муфты свободного хода), которые могут быть автоматическими и ручными, рассоединение полуосей при помощи электрического или пневматического привода и т.д.

Самоблокирующийся дифференциал на Ваз 2107,установка (Видео)

Конструкция “классики” ВАЗ, как и последующих моделей (кроме ВАЗ 2121 и моделей на ее основе), не предусматривает возможности блокировки дифференциала. Автовладельцы, которым приходится ездить по бездорожью, стараются повысить проходимость своих машин, устанавливая блокировку самостоятельно.

Зачем же нужен самоблокирующийся дифференциал на ВАЗ 2107 и насколько оправдана его установка на автомобиль не предусматривающий такой конструктивной детали.

Как работает дифференциал и блокировка дифференциала

Дифференциал, от латинского “differentia” (“разница”) ー механизм, служащий для распределения крутящего момента между осями автомобиля. Этот узел является обязательным для любого авто. Самый распространенный дифференциал ー простой (классический или свободный). Зачем он нужен?

Автомобиль практически никогда не движется абсолютно прямолинейно. Водителю все время приходится маневрировать. При прохождении поворота длина пути, который проходят колеса, отличается. При отсутствии дифференциала колеса вращались бы синхронно, “наматывая” одинаковый путь. В этом случае одно колесо неизбежно буксовало бы, второе – тормозило. Результатом бы стал повышенный износ трансмиссии и покрышек, излишняя нагрузка на двигатель. Дифференциал устраняет жесткую связь колес одной оси, позволяя вращаться независимо, с разной скоростью. Работает классический дифференциал следующим образом.

У машины с двумя ведущими колесами имеется один дифференциал (межколесный). У полноприводного автомобиля дифференциалов три: два межколесных и один межосевой.

В “семерке” имеется один дифференциал (редуктор) заднего моста. Ведущая шестерня, приводимая в действие карданом, передает вращение паре шестерен полуосей, вращающих задние колеса. Усилие передается на ведомые шестерни сателлитами ー небольшими промежуточными шестернями. Они, являясь равноплечным рычагом, уравнивают передаваемые на полуоси усилия.

Пока автомобиль движется прямолинейно, колеса вращаются с одинаковой скоростью и сателлиты не вращаются. При вхождении в поворот или движении по неровной дороге угловая скорость колес начинает отличаться, как и усилие, требующееся для вращения колес. Сателлиты начинают вращаться, передавая крутящий момент на ось, которую крутить легче. Когда одно из колес начинает буксовать, автомобиль не может ехать Выглядит все это так:

• Если одно колесо стоит, второе вращается с удвоенной скоростью (“за двоих”).
• Если одно из колес буксует (скользит), второе, имеющее хорошее сцепление, получает тот же малый крутящий момент, дифференциал не может передать ему всю тягу.
• Когда тяга, передаваемая на колесо, становится меньше сопротивления качению, автомобиль останавливается.
• В результате буксующее колесо резко набирает обороты, а то, которое имеет хорошее сцепление с дорогой, останавливается.
• Увеличение оборотов двигателя ведет лишь у увеличению скорости вращения забуксовавшего колеса.

Получается, дифференциал лишь мешает автомобилю выбраться из грязи песка или сугроба.

Блокировка дифференциала

Принудительная блокировка дифференциала используется на автомобилях, предназначенные для движения по бездорожью. При блокировке вращение сателлитов стопорится и оси колес начинают вращаться с одинаково скоростью. Это помогает преодолеть сложный участок, но увеличивает расход топлива, износ агрегатов и покрышек. Поэтому после преодоления участка плохой дороги блокировку выключают.

Существуют дифференциалы с автоматическим выключением блокировки при разгоне до достаточной скорости или агрегаты, не позволяющие включить блокировку, пока скорость не будет снижена до минимальной.

Есть автомобили с более сложной и дорогой автоматической блокировкой дифференциала, в которых блокировка происходит лишь тогда, когда одно колесо или одна ось начинает буксовать.

Виды автоматической блокировки дифференциала на Ваз 2107

Экстремальные “варварские” необратимые методы типа заваривания сателлитов и установки “преднатяга” редуктора использовать категорически не рекомендуется. Существуют другие способы блокировки дифференциала при необходимости.

• Дисковая блокировка. На дифференциал устанавливаются фрикционные муфты, которые начинают проворачиваться относительно друг друга при неравномерном вращении колес. Если разность угловых скоростей колес велика, сила трения между муфтами растет и дифференциал блокируется. Такой способ блокировки требует специального трансмиссионного масла и имеет определенные недостатки . Из-за износа дисков необходимо часто проводить регулировку узла.

• Блокировка с вискомуфтой (вязкостной муфтой). Принцип работы вискомуфты напоминает работу дисковой блокировки дифференциала. Отличие состоит в в том, что вискомуфта имеет множество липких дисков, которые погружены в вязкую жидкость. Силикон, составляющий основу жидкости, твердеет при нагреве. Если угловая скорость одной оси больше другой, жидкость нагревается, твердеет и обеспечивает жесткое сцепление дисков. Этот вид блокировки срабатывает плавно, но по мере нагрева и застывания жидкости эффект нарастает и продолжается, пока колеса не начнут вращаться одновременно и температура не снизится. Плюс такого решения состоит в отсутствии необходимости частого обслуживания узла. Особенность работы вискомуфты в том, что для ее работы требуется полная герметичности пространства, заполненного гелем. Вискомуфты эффективно работают лишь при непродолжительной пробуксовке и устанавливаются на “паркетные джипы”. Для долгих поездок по бездорожью они не подходят – узел перегревается.

• Винтовой червячный редуктор. Это самый надежный из видов блокировки. При движении по прямой червячные винты свободно вращаются. При наличии разницы угловых скоростей полуосей винты попадают заходят в крайние положения где фиксируются в пазах. При их фиксации срабатывает блокировка. Время срабатывания дифференциала зависит от конструкции (профиля) винта. Когда угловые скорости полуосей выравниваются, винты выходят из пазов и дифференциал возобновляет работу. Такая система не требует специального масла, подходит обычное трансмиссионное. Узел отличается большим сроком службы, сравнимым со сроком службы “родного” дифференциала. Благодаря этому блокировка дифференциала ВАЗ 2107 с использованием винтового червячного редуктора популярна среди владельцев “семерки”.

• Планетарная блокировка дифференциала (схема Красникова). Механизм похож на обычных дифференциал, но в нем вместо шестеренок-сателлитов используются цепочки шариков. Блокировка происходит не из-за разности скоростей вращения колес, а при появлении различий между тягой двигателя и осевой нагрузкой. Такой вариант дифференциала ВАЗ 2107 несколько дешевле, чем винтовой червячный дифференциал.

 

Особенности различных типов блокировки. Что выбрать

Постоянная блокировка дифференциала необходима лишь для внедорожников, которые, подобно тракторам, никогда не выезжают на асфальтовое покрытие.

После установки дисковой блокировки понадобится постоянно проводить ее регулировку. Также придется покупать специальное дорогостоящее трансмиссионное масло. В данном виде блокировке присутствует небольшой постоянный момент трения, который ухудшает управляемость автомобиля и становится причиной повышенного расхода топлива и износа покрышек. При работе фрикционов они интенсивно изнашиваются, следовательно, при частой езде по плохой дороге, когда автомобиль буксует, узел быстро износится. Поэтому дифференциал ВАЗ 2107 обычно не блокируют таким способом.

Вискомуфта имеет большую инерционность срабатывания, зачастую перегревается или включается не вовремя, с опозданием. Не подходит для бездорожья, но хороша в городских условиях. Из-за сложности и дороговизны не применяется для модернизации “классики” ВАЗ.

Винтовая и планетарная блокировки наиболее подходят для установки на ВАЗ 2107. Они не только хорошо работают в условиях заснеженного города, но и подходят для любителей автотуризма, путешествующих по проселочным дорогам. Но для серьезного бездорожья такая блокировка не подойдет.

Преимущества и недостатки самоблокирующихся редукторов на Ваз 2107

Сначала перечислим преимущества, которые предоставляет блокировка на ВАЗ 2107:

• повышенная тяга ведущих колес в любых условиях;
• хорошая проходимость по песку, грязи и снегу;
• улучшение динамики разгона;
• хорошее прохождение поворотов.

Но блокирующийся дифференциал имеет “свою цену”:

• ухудшается управляемость на заднеприводных автомобилях, к которым относится ВАЗ 2107;
• становится сложнее удержать автомобиль при разгоне;
• увеличивается склонность “семерки” к заносу при прохождении поворотов;
• появляются звенья повышенного трения, которые приводят к увеличению скорости износа и расхода топлива.

Самоблокирующийся дифференциал, как он сделан и как работает — Ruetir

Самоблокирующийся дифференциал представляет собой единственное решение, гарантирующее правильное тяговое усилие, когда много лошадей нужно разгрузить на земле, или при плохом сцеплении с дорогой . Это дифференциал , который может передавать крутящий момент в разных процентах между отдельными колесами одной оси, в отличие от «свободного» дифференциала, который делит крутящий момент между двумя осями на 50%.Давайте лучше узнаем типы и принцип действия самоблокирующейся системы!

Самоблокирующийся дифференциал, принцип работы

Самоблокирующийся дифференциал это «открытый» дифференциал с добавлением внутренней системы, которая позволяет увеличить разницу между двумя парами, передаваемыми на приводные валы . Благодаря этой системе колесо с большим сцеплением с дорогой получает от дифференциала на более высокий крутящий момент по сравнению с колесом с меньшим сцеплением, которое в таких условиях обычно начинает вращаться быстрее.

Это лучшая система противоскольжения, чем другие устройства, которые ограничивают мощность в случае потери сцепления ведущих колес или использования тормозов для блокировки колес при пробуксовке, поскольку они вызывают опасный перегрев.
Таким образом, на спортивных автомобилях высшего уровня единственным решением является использование самоблокирующегося дифференциала . С помощью этого устройства мощность автоматически передается на колесо с максимальным сцеплением, уменьшая хроническую недостаточную поворачиваемость передних приводов, когда педаль акселератора широко открыта при прохождении поворотов на низких передачах.

пластинчатый самоблокирующийся дифференциал

До тех пор, пока переднее колесо сохраняет достаточное сцепление с дорогой, возможна даже избыточная поворачиваемость благодаря тому, что вся масса автомобиля поворачивается на колесе за пределами поворота, что облегчает вход в трос и значительно усиливает движение автомобиля более эффективно. Недавно были разработаны самоблокирующиеся устройства с электронным управлением, которые больше не используют тормоза для зажима колеса во время вращения.

Мощность спортивных автомобилей резко возрастает, и становится все труднее, даже и прежде всего после обработки, иметь возможность выгружать такое количество кавалерии на земле, особенно на переднем приводе.Если еще несколько лет назад 300 л.с. представляли собой своего рода идеальный рубеж для 2-литрового турбомотора, то сегодня этот предел неожиданно приблизился к 400 л.с. Производители, ставшие уже стандартными, часто прибегают к самоблокирующемуся , чтобы сбросить всю мощность двигателя на землю.

Самоблокирующиеся дифференциалы, как они сделаны, разные виды

Самоблокирующиеся дифференциалы

могут быть разных типов, но наиболее распространенными являются: пластинчатых ламелей / сцеплений , TorSen, Ferguson , которые мы рассмотрим отдельно, в дополнение к системам управления тяговым усилием, таким как Twinster устанавливается на Opel Insignia с эффектом самоблокировки.

Самоблокирующийся дифференциал в разобранном виде, деталь сателлитов и планетарных пластин

ВИДЕО Самоблокирующийся дифференциал

Видео с самоблокирующимся дифференциалом Самоблокирующийся дифференциал

Техника самоблокирующегося дифференциала подробно описана в журнале ELABORARE № ° 240 КУПИТЬ ЗДЕСЬ

Вас также может заинтересовать
? Автомобильная техника
? Все статьи, в которых говорится о дифференциале

? уведомление : чтобы оставаться в курсе и получать последние новости на вашу почту подпишитесь на автоматический информационный бюллетень Newsauto ЗДЕСЬ.
? Что вы думаете? Ознакомьтесь с FORUM

Как работает шкафчик? Объяснение блокирующего дифференциала: |

Блокируемый дифференциал или блокиратор — это разновидность стандартного автомобильного дифференциала. Блокируемый дифференциал обеспечивает повышенное тяговое усилие по сравнению со стандартным или «открытым» дифференциалом, не позволяя при определенных условиях различать скорость вращения двух колес на одной оси.

Блокируемый дифференциал разработан для преодоления главного ограничения стандартного открытого дифференциала, по существу «блокируя» оба колеса на оси вместе, как если бы они были на общем валу, при этом позволяя им вращаться с разными скоростями, когда это необходимо ( например, при согласовании поворота).Это заставляет оба колеса вращаться в унисон, независимо от тяги (или ее отсутствия), доступной каждому колесу по отдельности. Открытый дифференциал прекратит передачу крутящего момента на одно колесо, если противоположное колесо имеет слабое сцепление или его отсутствие. Это может произойти, если одно колесо соприкасается с грязью, снегом или льдом, или если колесо каким-либо образом отстраняется от контакта с дорогой после столкновения с препятствием или участком мягкой земли. В такой ситуации открытый дифференциал будет продолжать вращать колесо с наименьшим тяговым усилием, но будет передавать небольшую мощность или вообще не передавать ее колесу с более прочным сцеплением.По сути, он будет передавать на оба колеса ровно столько крутящего момента, сколько может выдержать колесо с наименьшим тяговым усилием. Это может привести к тому, что автомобиль не сможет передать достаточный крутящий момент на ведущие колеса, чтобы автомобиль двигался вперед, и в этот момент он застрянет. Блокируемый дифференциал решает эту проблему благодаря своей способности передавать 100% доступного крутящего момента на колесо с наибольшим тяговым усилием.

Есть два основных типа шкафчиков:

Автоматический и выбираемый.

Автоматические шкафчики запираются и открываются автоматически без прямого участия водителя. Некоторые конструкции дифференциала с автоматической блокировкой гарантируют, что мощность двигателя всегда передается на оба колеса, независимо от условий тяги, и «разблокируется» только тогда, когда одно колесо должно вращаться быстрее, чем другое во время поворота. Они никогда не позволят ни одному колесу вращаться медленнее, чем балка дифференциала или ось в целом. Наиболее распространенным примером этого типа может быть знаменитый «Детройтский шкафчик», также известный как «Детройтский блокнот», хотя есть и многие другие.Другие автоматические шкафчики работают как «открытый» или разблокированный дифференциал до тех пор, пока не встретится пробуксовка колес, а затем они заблокируются. Этот стиль обычно использует какой-либо тип внутреннего регулятора, чтобы определять разницу в скорости вращения колес, или они реагируют на крутящий момент, поступающий от карданного вала. Примером этого может быть «Gov-Lok» от GM. Это тип, наиболее часто встречающийся на заводе-изготовителе автомобилей, оборудованных блокировкой дифференциала.

Ниже представлена ​​в разрезе модель Детройтского раздевалки.

Это настоящий ручной Детройтский шкафчик, демонстрирующий, как работает Детройтский шкафчик.

«Выбираемый» шкафчик позволяет водителю по желанию блокировать и разблокировать дифференциал с сиденья водителя. Это может быть выполнено с помощью сжатого воздуха (пневматики), такого как «Air Locker» от ARB, электронных соленоидов (электромагнетиков), таких как «ELocker» Eaton, или какого-либо механизма с тросовым приводом, который используется в «Ox Locker».Это позволяет дифференциалу работать как «открытый» дифференциал для улучшения управляемости, маневренности и снижения износа шин, а также иметь возможность полной блокировки для максимального тягового усилия, когда это желательно или необходимо. Это действительно лучшее из обоих миров, но выбираемые шкафчики сложнее и, следовательно, дороже, чем их автоматические аналоги. Некоторые люди также считают, что эта дополнительная сложность снижает их общую прочность и долговечность и требует повышенного обслуживания в долгосрочной перспективе.

Недостатки

Блокировка дифференциалов имеет некоторые недостатки. Поскольку они не работают так плавно, как стандартные дифференциалы, они часто являются причиной повышенного износа шин. Известно, что некоторые дифференциалы блокировки издают щелчки или стук при блокировке и разблокировке, когда автомобиль преодолевает повороты. Это раздражает многих водителей. Кроме того, некоторые блокировки дифференциалов могут повлиять на способность транспортного средства управлять в некоторых ситуациях, особенно когда шкафчик расположен на передней оси.Они также способны подвергать полуоси гораздо более высоким крутящим нагрузкам, чем это было бы возможно с открытым дифференциалом, потому что они позволяют передавать 100% доступного крутящего момента на один ведущий вал, а не делиться между ними. В экстремальных условиях это может привести к выходу из строя полуоси.

За исключением дополнительной нагрузки на полуоси, эти недостатки в первую очередь относятся к автоматическим шкафчикам и могут быть в некоторой степени смягчены путем надлежащего обслуживания и настройки.Износ шин можно свести к минимуму, если они правильно подобраны по размеру и накачаны. Трудности с рулевым управлением можно в основном устранить, выбрав современные рулевые шкафчики, которые лучше спроектированы, чем более ранние версии, которые были известны сложностями с рулевым управлением. Привычки вождения, вес автомобиля и размер шин также могут влиять на поведение шкафчика.

Дифференциалы повышенного трения считаются компромиссом между стандартным дифференциалом и блокируемым дифференциалом, поскольку они работают более плавно и направляют некоторое количество крутящего момента на колесо с наибольшим сцеплением, но они не способны на 100% блокировку. .

Приложения для блокировки дифференциалов

Полноприводные автомобили, которые едут по бездорожью, часто используют блокировку дифференциалов, чтобы предотвратить застревание при движении по рыхлой, грязной или каменистой местности. Блокировка дифференциалов считается важным оборудованием для серьезной езды по бездорожью.

Гоночные автомобили часто используют блокировку дифференциалов, чтобы поддерживать сцепление с дорогой во время маневров на высокой скорости или при экстремальном ускорении.

Некоторые грузовые автомобили, такие как эвакуаторы, вилочные погрузчики, тракторы и тяжелое оборудование, используют блокируемые дифференциалы для поддержания тяги, особенно при движении по мягким, грязным или неровным поверхностям.Шкафчики широко распространены в сельскохозяйственной технике и военных грузовиках.

Текст доступен в GNU

Что такое блокирующий дифференциал? | Блокировка дифференциала

Прежде чем мы сможем понять роль блокировки дифференциала, мы должны иметь общее представление о том, как работает стандартный открытый дифференциал. Большинство автомобилей будут оснащены открытым дифференциалом, который передает мощность от двигателя на ось, позволяя колесам вращаться с разной скоростью при повороте.Поскольку расстояние, которое должно пройти каждое колесо, меняется, внешнее колесо будет двигаться быстрее, чем внутреннее колесо, длина которого меньше.

Обычно наибольшее усилие получает колесо с наименьшим тяговым усилием. Поскольку они подходят для большинства дорожных условий, большинство полноприводных автомобилей имеют открытый дифференциал. Они также более доступны по цене, чем блокируемый дифференциал, который можно найти во многих полноприводных автомобилях.

Что такое блокирующий дифференциал?

Блокировка дифференциалов позволяет обоим колесам двигаться с одинаковой скоростью, поэтому при потере сцепления с одним колесом оба колеса будут продолжать вращаться независимо от величины сопротивления.Их можно установить на переднюю или заднюю ось или даже на обе оси, если вы планируете покататься по бездорожью. Например, если вы ползете по каменистой тропе, и одно из ваших колес в конечном итоге свободно болтается в воздухе, открытый дифференциал направит всю мощность на колесо, испытывающее наименьшее сопротивление.

Таким образом, пока это колесо вращается свободно, оно все еще поддерживает контакт с землей, и оно будет неподвижным. Это совсем не поможет ситуации.Благодаря блокировке дифференциала, поскольку на оба колеса передается равная мощность, одно колесо, контактирующее с землей, сможет вращаться вместе со свободным колесом, продвигая автомобиль вперед на свободу. Благодаря дополнительному сцеплению дифференциалы с блокировкой отлично подходят для бездорожья, поэтому их часто можно найти в Jeep Wrangler, грузовиках и других полноприводных установках.

Дифференциалы с тормозной блокировкой служат той же цели, что и блокировка дифференциала, но это не одно и то же, и их нельзя заменить полностью заблокированным дифференциалом.Существует два основных типа блокировки дифференциалов: автоматическая и переключаемая.

Автоматические шкафчики

Дифференциалы с автоматической блокировкой — это именно то, на что они похожи: дифференциалы с автоматической блокировкой, не требующие от водителя каких-либо действий. Некоторые дифференциалы с автоматической блокировкой или штатные шкафчики разблокируются только в зависимости от условий движения, а это означает, что в остальное время дифференциалы заблокированы.

Ярким примером этого является шкафчик Detroit, который имеет только три храповых механизма и остается в заблокированном положении, если только на него не действует внешняя сила, требующая, чтобы колеса вращались с разной скоростью.Так как шкафчик Detroit постоянно находится в заблокированном положении, он отлично подходит для бездорожья и первопроходцев, но он не будет оптимальным для уличной езды или ежедневной езды по шоссе. Будьте осторожны, если у вас автомобиль с короткой колесной базой, такой как двухдверный Jeep Wrangler, потому что автоматические запирающиеся шкафчики, которые остаются в закрытом положении, могут быть немного опасными или ненадежными, когда дело доходит до управляемости на дороге.

Другие автоблокировки дифференциалов противоположны, что означает, что они автоматически блокируются только при необходимости.Например, шкафчики для завтраков, также известные как раздвижные шкафчики, представляют собой простой способ превратить открытый дифференциал в запирающийся. Эти рундуки устанавливаются внутри заводского картера дифференциала и заменяют оригинальные штатные крестовины. Их называют шкафчиками для ланчбоксов, поскольку они в основном представляют собой новый компонент в старом корпусе дифференциала. При приложении крутящего момента шкафчики для ланчбокса активируются и позволяют равномерно рассеивать мощность. Это относительно доступный вариант, поскольку они не заменяют весь дифференциал.Наличие шкафчиков, которые запираются только тогда, когда это абсолютно необходимо, продлит срок службы системы и предотвратит ненужный износ шин.

Поскольку автоматические шкафчики не позволяют полностью контролировать дифференциал, они могут вызывать неудобства при движении по дороге и увеличивать нагрузку на автомобиль и шины. Они также могут быть громкими при блокировке и разблокировке, что через некоторое время может сильно раздражать. Разблокировка и блокировка также могут происходить в случайное неудобное время во время вождения.Если вы хотите, чтобы в вашем гараже был исключительно внедорожник, то автоматический шкафчик может быть менее дорогим и более практичным вариантом, чем следующий тип блокировки дифференциала.

Шкафчики на выбор

В то время как водитель практически не может контролировать автоматическую блокировку дифференциалов, выбираемые шкафчики позволяют свободно переключаться между заблокированным и открытым дифференциалом. В то время как электрические шкафчики более распространены в современных транспортных средствах, кабельные или воздушные шкафчики дают аналогичные результаты.Хотя выбираемые шкафчики, также известные как ручные шкафчики, обычно дороже, чем автоматические шкафчики, они будут более долговечными и вызовут меньше проблем в долгосрочной перспективе. В воздушных шкафчиках используется компрессорная система, которая может заблокировать дифференциал нажатием кнопки. После активации пневматическая система блокировки останавливает вращение шестерен, тем самым блокируя дифференциал. До тех пор, пока не будет активирован воздушный шкафчик, дифференциал останется в открытом положении, что идеально подходит для тех, у кого есть машины, которые могут выполнять функции повседневного водителя и внедорожника.Однако при неправильной установке они могут протекать и вызывать различные проблемы.

Электронные шкафчики, иногда называемые электронными шкафчиками, похожи на воздушные системы, поскольку для их блокировки требуется только нажатие кнопки. В основном электронные шкафчики посылают электрический ток, который активирует систему блокировки, закрывая ранее открытый дифференциал. Внедорожная модель Jeep Wrangler, Rubicon, оснащена передними и задними электронными блокировками Tru-Lok, которые активируются нажатием переключателя.После включения рундуков мощность равномерно распределяется между колесами, что обеспечивает улучшенные характеристики на бездорожье и способность преодолевать скалы. Наличие регулируемого рундука действительно делает ваш автомобиль достаточно универсальным, чтобы справиться со всеми вашими повседневными потребностями в вождении в течение недели, а также с поездками по бездорожью, когда наступает суббота.

В шкафчике с тросиком используется система переключения троса, которая соединена с запорным механизмом. Обычно они оснащены ручным переключателем, некоторые из них могут быть преобразованы в электрический переключатель.Кабели похожи на шкафчики для хранения вещей, но могут быть немного более прочными и долговечными. Однако они все равно могут быть повреждены при неправильной установке или неправильном использовании. Таким образом, хотя выбираемые шкафчики будут иметь гораздо больше движущихся частей, чем автоматический шкафчик, они обеспечат больший контроль и управляемость. Поскольку автоматический шкафчик проще, его будет легче исправить, если что-то пойдет не так.

Блокировка дифференциала Pros

Съемные рундуки могут дать больше преимуществ, чем автоматическая блокировка дифференциала, но любой из них улучшит характеристики и возможности на бездорожье, когда дело доходит до преодоления трудных препятствий на трассе.Вот несколько причин, по которым вы можете подумать о приобретении блокируемого дифференциала.

• Равномерно распределяет мощность на колеса
• Улучшенные внедорожные характеристики
• Улучшает тягу на пересеченной местности
• Может устанавливаться на переднюю ось, заднюю ось или на обе оси
• Некоторые активируются нажатием кнопки
• Съемные шкафчики отлично подходят для ежедневных водителей

Блокировка дифференциала Cons

Хотя блокировка дифференциалов будет полезна для большинства людей, которые планируют немного покататься, есть несколько недостатков, над которыми стоит задуматься.Съемные шкафчики, несмотря на их более высокую стоимость, будут иметь больше преимуществ, чем автоматические шкафчики. Однако они немного сложнее, а это означает, что в случае возникновения проблемы это будет менее простое решение, чем более простой автоматический шкафчик. Вот некоторые минусы блокировки дифференциала:

• Более высокая стоимость шкафчиков с возможностью выбора
• Чириканье или лай шин на поворотах
• Неуклюжее включение и отключение автоматических шкафчиков
• Может вызвать дополнительную нагрузку на компоненты трансмиссии при неправильном использовании
• Съемные шкафчики сложно починить, если они сломаются

В зависимости от того, как вы используете свой автомобиль, возможно, вам понадобится стандартный открытый дифференциал.Но если вы хотите насладиться красотой природы и планируете немного покататься по бездорожью, тогда вы действительно не ошибетесь, выбрав блокировку дифференциала!

Об авторе

Элисон является автором более 100 статей на ресурсном центре CJ. Она использовала свой любознательный характер, чтобы помочь миллионам читателей узнать больше об их любимых автомобилях. Читать полную биографию →

Источники: crawlpedia.com, teraflex.com, offroadxtreme.com, fourwheeler.com | Кредит изображения: джип.com, toyota.com

К началу

4 × 4 против блокировки дифференциала (различия объяснены) — 4WheelDriveGuide

Блокируемый дифференциал при правильном использовании — это удивительное произведение инженерной мысли. Этот единственный компонент трансмиссии может означать разницу между хорошим внедорожником 4 × 4 и отличным автомобилем. Если вы когда-либо ездили по бездорожью с полноприводным автомобилем 4 × 4 с блокируемым задним дифференциалом, вы сможете понять, насколько легко он позволяет автомобилю преодолевать большинство препятствий. Но для чего нужен блокирующий дифференциал и когда нужно задействовать рундук? В чем разница между задним шкафчиком и LSD (Limited Slip Diff). Чтобы найти ответы на эти и другие вопросы, прочтите…

Блокировка дифференциала используется для преодоления ограничения открытого дифференциала в условиях бездорожья путем блокировки центрального, переднего или заднего дифференциала для равномерного распределения мощности и крутящего момента на обе стороны дифференциала.Блокировка переднего или заднего дифференциала позволяет оси вращать оба колеса одновременно с одинаковой скоростью независимо от разницы в сцеплении.

Если вы хотите узнать больше о том, как работает блокировка дифференциала и когда ее целесообразно использовать, продолжайте читать…

Как работает электронная блокировка дифференциала?

Блокируемый дифференциал или «локеры», как их обычно называют в кругах бездорожья, по существу блокирует открытый дифференциал, будь то центральный, передний или задний дифференциал, и заставляет обе оси работать как одно целое и поворачиваться на одной и той же скорости независимо от тяги или ее отсутствия.В отличие от открытого дифференциала, который позволяет обоим колесам вращаться с разной скоростью, особенно при прохождении поворотов, блокиратор дифференциала заставляет оси вращаться с одинаковой скоростью и предназначен для включения только тогда, когда тяга ограничена или почти потеряна.

Блокировка дифференциала похожа на волшебную кнопку, которая дает автомобилю большое преимущество перед открытым дифференциалом, особенно в сложных условиях вождения, таких как ползание по камням или глубокие рыхлые колеи. Густая грязь также является прекрасной возможностью задействовать блокираторы заднего или центрального дифференциала. Прочтите: Как правильно использовать 4WD — ПОЛНОЕ РУКОВОДСТВО

Очень важно отметить, что дифференциалы блокировки предназначены для включения только в очень экстремальных условиях. ЗАПРЕЩАЕТСЯ использовать шкафчик на открытой дороге, особенно для битума (гудрон), и при неправильном использовании может привести к серьезному повреждению дорогостоящих компонентов трансмиссии.

Крутящий момент всегда передается на колеса с наименьшим сопротивлением .

Не все автомобили с колесной формулой 4 × 4 оснащены фиксатором заднего дифференциала, поэтому вам придется изменить свой стиль вождения, чтобы компенсировать его отсутствие.Автомобиль без заднего дифференциала с блокировкой, возможно, все еще может преодолеть сложное препятствие, это просто означает, что вам нужно будет использовать больше инерции, чтобы ваши оси преодолели препятствие. Как только какое-либо из колес поднимется в воздух или вы окажетесь в ситуации с перекрестной осью, что часто случается на бездорожье, крутящий момент всегда будет передаваться на колесо с наименьшим сопротивлением , что приводит к временной неподвижности 4 × 4. . Если не использовать достаточный импульс, вы можете оказаться в затруднительном положении, и ваши колеса будут крутиться в воздухе.

Подробнее: Можете ли вы проехать 4 часа по сухому асфальту — шоссе

Транспортным средствам с открытым дифференциалом, таким как старые Land Rover Defenders, Suzuki Jimny и многие другие базовые полноприводные автомобили без каких-либо TC (Traction Control) и электронных систем, потребуется больше импульса и они будут немного бороться в условиях бездорожья с поперечной осью. Прочтите: Как правильно использовать 4WD — ПОЛНОЕ РУКОВОДСТВО

Внедорожник Пример:
Если одно колесо находится в грязи / песке / снеге, а другое — на асфальте с хорошим сцеплением, крутящий момент всегда будет передаваться к колесу с наименьшим сопротивлением i.е колесо с наименьшим сцеплением. Для преодоления этой «слабости» были внедрены системы TC.

Так когда бы вы задействовали блокиратор межосевого дифференциала? Чтобы узнать, читайте дальше…

Когда использовать блокировку центрального дифференциала

Блокировка центрального дифференциала (режим 4H) делает вождение более легким, безопасным и управляемым по песку, грязи, гравию и снегу. Вы уловили идею? Да, всякий раз, когда вы рискуете съехать с асфальта, пора задействовать блокировку центрального дифференциала. Именно тогда вы знаете, что ваше приключение официально началось.Большинство обычных автомобилей 4 × 4 имеют варианты коробки передач 2H, 4H и 4Lo. Это означает, что при движении по асфальту вы почти всегда будете находиться в 2 ч. Режим 2H обеспечивает более низкий расход топлива и более равномерный износ шин. При выполнении поворотов внешнее колесо поворота всегда вращается быстрее, чем внутреннее колесо. Подумайте, легкоатлеты бегают по овальной дорожке, а бегуны стартуют с одной линии. Бегуны на внешней дорожке должны бежать быстрее, чтобы покрыть большую площадь, чтобы не отставать от бегунов на внутренней дорожке.Чтобы компенсировать угол, бегуны размещаются в шахматном порядке, чтобы гонка была честной.

Скользкие поверхности

Заблокируйте центральный дифференциал, когда поверхность, по которой вы едете, становится скользкой, например, гравийной дорогой, или , когда на асфальте есть лед или снег. Такие условия вождения — идеальное время для включения 4H, распределяя мощность между передним и задним карданными валами. Это дает вам улучшенную управляемость и тягу.

Разница между блокировкой дифференциала и 4 × 4 — когда использовать блокировку заднего дифференциала

Затем включаются блокираторы заднего дифференциала, если вы хотите медленно и без повреждений преодолеть бездорожье.Включив блокировку заднего дифференциала, вы улучшите контроль над автомобилем и вам потребуется меньший импульс, поскольку оба задних колеса заблокированы, как если бы это была одна ось, вращающаяся с одинаковой скоростью, независимо от того, есть ли тяга на одном из них или нет.

Вождение по песку

Когда задний рундук включен в глубокий мягкий песок, ваш автомобиль должен выйти из потенциально неподвижной ситуации, прежде чем вы окунетесь в него. Не ждите, пока вы полностью увязнете в осях прежде чем задействовать задний рундук.Если вы чувствуете, что автомобиль борется с трудностями, остановите его, немедленно поставьте запирающиеся шкафчики и посмотрите, как он вылезает наружу.

Движение в гору по крутой неровной поверхности.

Кроме того, при движении в гору по неровной поверхности вам определенно нужно задействовать блокиратор заднего дифференциала, а не пытаться ехать по трассе с открытым дифференциалом. Езда в гору по неровной трассе с открытыми дифференциалами требует немалого импульса, если вы надеетесь на успех, и риск повреждения вашего автомобиля значительно возрастает.Вы также рискуете повредить бездорожье и ухудшить условия для проезжающего за вами автомобиля.

Движение под гору по неровной местности

Здесь вы хотите задействовать только блокировку заднего дифференциала, потому что включение передних блокировок резко ограничивает способность вашего автомобиля поворачиваться. Задний рундук идеально сочетается с компрессионным торможением двигателем. У вас будет почти идеальный контроль над автомобилем. При включении заднего рулевого механизма при движении под уклон также уменьшаются ваши шансы поскользнуться, поскольку увеличивается тяговое усилие на задних осях.

Пересечение русел рек с мягким песком и скользкими камнями

В этой ситуации вы также хотите избежать увязания, прежде чем вызовете свой шкафчик, чтобы спасти вас. Застряв в глубокой воде, вы рискуете получить дорогостоящие повреждения электрическим током. Так что вы действительно хотите как можно быстрее входить и выходить из глубокой воды.

Ручная и автоматическая блокировка дифференциала

Ручная блокировка дифференциала означает, что дифференциал по умолчанию открыт.Когда вы вручную включаете режим 4H, вы закрываете межосевой дифференциал, и мощность равномерно распределяется между 2 карданными валами. То же можно сказать и о переднем и заднем дифференциалах. Обычно это открытые дифференциалы, и вам нужно вручную закрыть задний или передний дифференциалы, щелкнув переключатель и задействовав электронный замок дифференциалов, чтобы закрыть его. Это закрывает заднюю или переднюю оси и заставляет их работать как единое целое, а не независимо, как раньше . Автоматическая блокировка дифференциала также известна как LSD или Limited Slip Diff.

Блокировка дифференциала и дифференциал ограниченного трения

LSD никогда не сможет конкурировать или сделать автомобиль таким же мощным, как автомобиль с задним дифференциалом. LSD работает, допуская небольшое вращение колес, а затем автоматически включает LSD (Limited Slip Diff). Прочтите: AWD vs 4WD — что лучше

LSD (дифференциал ограниченного скольжения)

LSD работает, ограничивая независимость между правой и левой осями. Наиболее распространенная технология Limited Slip Diff — это пакет сцепления или пружина с предварительным натягом.Он состоит из ряда фрикционных и стальных пластин, установленных между боковой шестерней и корпусом.

Эта технология работает, позволяя колесам нормально функционировать на асфальте и поверхностях с высоким сцеплением без необходимости зацеплять или расцеплять что-либо. Колеса могут вращаться с разной скоростью, например, при прохождении поворотов, но блокируются при движении по прямой, и блок сцепления или металлические пластины обнаруживают, что они находятся в ситуации с высоким крутящим моментом. Затем крутящий момент, исходящий от приводного вала, заставляет дифференциал закрыться.В теории это звучит неплохо, однако не так эффективно, как шкафчик дифференциалов или даже современная система TC. Однако это лучше, чем просто открытый дифференциал.

Противобуксовочная система

Traction Control (TC) функционирует аналогично блокировке дифференциала, она автоматически активируется, как только автомобиль обнаруживает потерю тяги. Большинство транспортных средств позволяют отключить эту функцию, так как это может немного затруднить продвижение вперед, особенно на песке. TC работает, обнаруживая потерю тяги на колесах с помощью датчиков, а затем автоматически применяет тормоза только к колесам, которые потеряли сцепление с дорогой, тем самым передавая больше мощности и крутящего момента на колесо с наибольшим сцеплением. Функционирует аналогично ручному механическому блокировщику дифференциалов, но не совсем так же, так как сначала происходит небольшая потеря тяги и перед автоматическим включением TC необходимо пробуксовывать колеса. Это также снижает возможности автомобиля в определенных условиях бездорожья.

Заключение

Ваши блокирующие дифференциалы предназначены для того, чтобы вы, в первую очередь, не застряли, преодолевая внедорожное ограничение открытого дифференциала в сложных условиях вождения или на пересеченной местности. Это достигается за счет блокировки дифференциала для равномерного распределения мощности и крутящего момента на обе стороны дифференциала. Используйте блокираторы дифференциала с умом, чтобы защитить свой автомобиль, внедорожную трассу и окружающую среду.

Happy 4 Wheeling и помните, безопасность прежде всего !!!

Что такое блокирующий дифференциал?

Блокировка дифференциалов кардинально меняет правила игры на бездорожье.Они увеличивают тягу, заставляя обе шины на оси поворачиваться. Но что такое блокируемый дифференциал? Автомобилисты обычно понимают необходимость дифференциала оси. Если вы этого не сделаете, не волнуйтесь, просто знайте, что это механическая часть вашего автомобиля или ось 4×4, которая позволяет внутренним шинам вашей передней или задней оси поворачиваться медленнее, чем внешние шины на повороте. Это замечательно, если вы хотите максимально эффективно выполнить поворот на повороте с хорошим сцеплением с дорогой, как в большинстве поворотов на сухой асфальтированной дороге.Без дифференциала автомобиль или ось (оси) попытались бы заставить машину ехать прямо, потому что обе шины (на ось) вращались бы с одинаковой скоростью … или вы могли бы сказать, что они заблокированы вместе.

Падение дифференциала легкового или грузового автомобиля начинается, когда вы попадаете в ситуацию, когда тяга не идеальна. Тогда, к сожалению, дифференциал может позволить шине с наименьшим сцеплением с дорогой вращаться. Это плохо для продвижения вперед. То же самое происходит, когда вы застреваете, и на каждую ось поворачивается только одна шина (в грязи или в воздухе), или когда вы на пол, и только одна из ваших шин вращается.Позиционирование или ограниченное проскальзывание иногда является решением этой проблемы, но лучше использовать шкафчик или заблокированный дифференциал. Ограниченное проскальзывание или положительное сцепление, скажем, будет способствовать повороту обеих шин на оси, но, в конце концов, они все еще могут допускать дифференциальное действие, когда тяговое усилие на одной шине очень низкое, а на другой очень высокое. Рундук или заблокированная ось заставят обе колеса повернуться, что бы ни случилось, если только он не сломан. Конечно, заставить обе шины поворачиваться обычно сложнее для компонентов оси, напряжения и деформации увеличиваются из-за более крупных или проветриваемых шин, поэтому иногда фиксаторы или другие части оси могут сломаться.Тем не менее, дополнительное сцепление, которое шкафчики могут позволить себе на бездорожье, стоит риска поломки.

Шкафчики бывают разных видов. Наименее дорогим называется шкафчик Lincoln, представляющий собой открытый дифференциал, сваренный вместе. Название Lincoln происходит от имени сварщика. Lincoln — компания, производящая сварщиков. Плюсы шкафчиков Lincoln в том, что они дешевы … при условии, что у вас есть сварщик и вы знаете, как им пользоваться. Минусы шкафчика Lincoln заключаются в том, что он постоянно заперт и может стать непрочным, если не сварить его должным образом.Кроме того, шкафчик Lincoln зависит от прочности открытой балки дифференциала оси, детали, которая никогда не предназначалась для «блокировки» или приваривания. Кроме того, Lincoln Locker заставит шины стучать и скользить по поверхности с высоким сцеплением. Это тяжело для шин, осей и, опять же, заставляет автомобиль двигаться только по прямой.

Посмотреть все 6 фото В идеале вы должны вытащить несущий элемент из картера оси и тщательно его очистить, прежде чем «Линкольн блокирует» его.Некоторым людям очень повезло с Lincoln Lockers, но это очень постоянный, очень жесткий способ «заблокировать» ось.

Катушка — еще один довольно недорогой способ «заблокировать» ось и определенное повышение прочности по сравнению с шкафчиком Lincoln, но установка большинства катушек довольно сложна и может оказаться дорогостоящей. Это требует полной настройки вашего кольца и шестерни. Катушка — это цельная металлическая деталь, которая устраняет дифференциал в вашей оси. Плюсы в том, что это всегда заставляет обе шины на оси поворачиваться.Минусы — сложность установки, а также нагрузка на оси и шины. Также, как и в шкафчике Lincoln, катушка будет вызывать стрекотание шин и их скольжение по дорогам с высоким сцеплением, например, на беговой дорожке.

Посмотреть все 6 фотоСпальни очень прочные и не очень дорогие, но установка сложна, а дорожные манеры грубые. Шины будут стрекотать, и установка будет скользить в условиях плохого сцепления, например, при падении газа на грунтовой дороге. Запчасти для гоночных автомобилей! Возможно, вам придется объяснить полицейскому, почему ваши шины визжат на парковке.

Следующий шаг от катушки и шкафчика Lincoln Locker — это то, что в индустрии известно как «шкафчик для ланчбоксов». Название происходит от относительно небольшой упаковки этих шкафчиков — коробки размером с ланч-бокс. Есть несколько компаний, которые производят шкафчики для ланчбоксов, наиболее распространенными из которых являются Powertrax Lock Right, Aussie Locker и Spartan Locker. Все это автоматические или механические шкафчики, которые позволяют немного дифференцировать скорость вращения колес в повороте. Они считаются автоматическими, потому что они блокируются и разблокируются самостоятельно в зависимости от нагрузки на ось.Плюсы шкафчиков для ланчбоксов — это их стоимость и их способность блокировать и разблокировать. Минусы заключаются в том, что они настолько сильны, насколько прочны кронштейн дифференциала, в который они устанавливаются, обычно открытый корпус дифференциала, который никогда не был рассчитан на нагрузки, которые может вызвать рундук. Тем не менее, из-за их цены и функциональности они являются отличным выбором для тех, кто не уверен, нужен им шкафчик или нет. Они действительно вызывают некоторые странности при вождении, некоторые щелчки или удары, а также некоторые колебания транспортного средства, если вы едете с берега на движение или едете в сторону наката за поворотом.Их можно относительно легко установить или снять с оси.

Посмотреть все 6 фото Ящики для завтраков предлагают относительно недорогой и эффективный способ набрать обороты благодаря довольно простой установке. Отличное место для начала жизни со шкафчиками.

Последний тип шкафчиков — шкафчики с полной или полной переноской. Это самые дорогие, но, как правило, самые прочные, потому что с самого начала они спроектированы как блокируемые дифференциалы. Они бывают автоматическими (они включаются и отключаются автоматически) или выбираемыми (они включаются или выключаются щелчком переключателя с использованием сжатого воздуха, кабеля или электромагнита).Плюсы — сила и функциональность, блокировка или разблокировка. Минусы в том, что их сложно установить (так же, как катушку, требующую полной настройки на вашем кольце и шестерне) и, как правило, самые дорогие типы шкафчиков. Тем не менее, они могут быть самыми желанными по надежности и прочности.

Посмотреть все 6 фотоВы можете увидеть, насколько прочен весь корпус. Внутренности полноразмерного автоматического шкафчика очень похожи на шкафчик для ланчбокса, но имеют более прочный корпус.Большие окна в шкафчике для ланчбокса есть, поэтому открытые боковые шестерни дифференциала можно устанавливать и снимать, что по своей сути делает шкафчики для ланчбокса более слабыми, чем шкафчики с полным ящиком.

Ограниченные или позиционные дифференциалы предлагают некоторые из преимуществ шкафчика в некоторых ситуациях, но, к сожалению, они не шкафчики. При ограниченном проскальзывании используются сцепления, шестерни, вязкие жидкости и многое другое, чтобы попытаться заставить оба колеса на оси повернуться, но обычно, если одна шина не имеет сцепления, а другая имеет хорошее сцепление, шина без сцепления будет вращаться.Несмотря на название, Trac-Lok с ограниченным проскальзыванием просто не обеспечивает таких характеристик на бездорожье, которые, за некоторыми исключениями, обеспечивают шкафчики. Powr-Loks можно привести в действие, чтобы заблокировать его, как шкафчик. Кроме того, дифференциал Gov Lock или G-80 на самом деле не шкафчик. Он блокируется, но для его срабатывания используется центробежная сила. Это включает в себя вращение шин со скоростью, которая может вызвать внезапное зацепление и часто приводит к внутреннему повреждению, и она не будет заблокирована, пока вы не достигнете этой скорости. Кроме того, стопорные ступицы определенно не то же самое, что блокиратор дифференциала.Это совсем другое животное. Старый Jeep вашего дяди с блокировкой ступиц Warn может иметь, а может и не иметь блокировку дифференциала, и ступицы не имеют к этому никакого отношения.

Посмотреть все 6 фотографий Дифференциалы с ограниченным проскальзыванием и положением дифференциала основаны на пружинах и фрикционных дисках, но сконструированы таким образом, чтобы допускать дифференциальное действие по мере их износа; они обычно действуют все больше и больше как открытый дифференциал. Тем не менее, дифференциал с ограниченным скольжением или позиционированием намного лучше, чем открытый дифференциал, но они все равно не работают, когда вам нужны рундуки, например, когда шина отрывается от земли.

Вообще говоря, шкафчики — безопасное дополнение к любому внедорожнику. Единственная ситуация, когда автоматические шкафчики, шкафчики Lincoln и катушки могут вести себя неидеально, — это на обледенелой дороге. В этой ситуации открытый дифференциал может помочь поглотить часть ударных нагрузок, возникающих, когда ваши шины переходят от высокого сцепления (отсутствие льда на асфальте) к низкому сцеплению (ледяной покров). В этом случае шкафчик может привести к потере контроля над транспортным средством. Тем не менее, многие люди ездили по снегу и льду со шкафчиками и не погибли.Просто нужно знать, что нагрузки могут быстро меняться.

шкафчик против. Limited-Slip

Теперь, когда мы втянули вас в это название, мы прямо сейчас скажем вам, что вопрос не в том, какой дифференциал лучше, а в том, какой из них лучше для вас!

Дифференциалы повышенного трения и блокировки дифференциалов добавлены к осям, чтобы добиться большего сцепления с дорогой в условиях, когда одно колесо может нарушить сцепление с дорогой и пробуксовывать, в результате чего автомобиль с открытым дифференциалом совершает так называемый танец «колышки-ноги».Без ограниченного проскальзывания или блокировки дифференциала на оси вы можете потерять движение вперед, когда одно колесо теряет сцепление с дорогой и вращается, оставляя другое (колесо) бездействующим. Наличие дифференциала, улучшающего сцепление с дорогой, вместо открытого дифференциала помогает не только в грязи, но и на асфальте. Фактически, мы предпочитаем что-то иное, чем открытый дифференциал в любом грузовике, внедорожнике или автомобиле, на котором мы ездим.

Примерно в это время вы, вероятно, спрашиваете себя: «Почему бы мне полностью не заблокировать обе оси вместе на все время с помощью катушки или чего-то подобного?» И это отличный вопрос.Катушка — это упрощенная цельная единица, которая дешевле, чем любая катушка с ограниченным проскальзыванием или шкафчик. Он также прочнее, легче и не имеет внутренних деталей, требующих обслуживания (и технически не является дифференциалом). Проблема в том, что скорость вращения колес (из стороны в сторону) при повороте различается. Катушка подходит для чего-то вроде буксируемого автомобиля, который движется вперед по прямой, но большинству транспортных средств необходимо поворачивать влево и вправо. Когда автомобиль поворачивает, внутренние (входящие в поворот) колеса вращаются медленнее, чем внешние.Без какого-либо типа межосевого дифференциала, который позволяет дифференцировать скорость вращения колес, транспортное средство будет выталкиваться прямо вперед, а внутренняя ведущая шина будет стрекотать, когда она скачет.

Вот почему дифференциал повышенного трения или блокируемый намного предпочтительнее золотника в уличных приложениях. Но какой из них (с ограниченным проскальзыванием или шкафчик) лучше для вас? Это действительно вопрос применения.

Посмотреть все 6 фотографий

Преимущества блокируемого дифференциала
• Настоящий привод на два колеса на каждую ось
• Не требует обслуживания
• Чрезвычайно долговечный
• Болтовое соединение с нулевой осью, модификацией с кольцом и шестерней или полуосным валом
• Значительно увеличивает тягу

Минусы блокировки дифференциала
• Шины изнашиваются быстрее
• Передний рулевой ящик затрудняет рулевое управление
• Случайные удары автоматических шкафчиков могут вызвать у бабушки сердечный приступ
• Может затруднить вождение по снегу / льду

Eaton производит дифференциал с автоматической блокировкой, называемый Detroit Locker, который отлично справляется с повышением тягового усилия и полностью блокируется при включении питания — то, что дает настоящий полный привод, но это не всегда приветствуется водителем в автомобиле. поворот или в условиях гололеда.Однако возможность полной блокировки является неотъемлемой частью экстремальных ситуаций вождения и автоматически превращает дифференциал Detroit Locker в золотник при включении.

Eaton также производит дифференциал повышенного трения с косозубой шестерней под названием Truetrac. Дифференциал повышенного трения — это дифференциал, который ограничивает проскальзывание между полуосями (или колесами) при подаче мощности на дифференциал. Хотя эти дифференциалы повышенного трения, как правило, обладают лучшими уличными характеристиками, чем дифференциалы с блокировкой, они не полностью блокируют обе оси вместе, что может привести к пробуксовке одного колеса и нагнетанию одного колеса, если ситуация достаточно плохая.Вдобавок ко всему, во многих дифференциалах повышенного трения используются блоки сцепления, которые со временем могут изнашиваться.

Вам нужно будет выяснить, какой дифференциал лучше всего подходит для вас, исходя из ваших условий использования и вашего автомобильного применения. Как правило, мы склонны позволять предполагаемому использованию транспортного средства быть разделительной линией между шкафчиком и ограниченным скольжением — если это больше ежедневный водитель, он получает ограниченное скольжение. Если это больше игрушка, то в ней есть шкафчик.

Просмотреть все 6 фото

Преимущества дифференциала повышенного трения
• Повышает тягу в любых погодных и дорожных условиях, включая лед и снег.
• Шины не будут «чирикать»
• Нет ускоренного износа шин
• Бесшумная работа (если не требуется обслуживание)

Минусы дифференциала повышенного трения
• Не полностью блокирует обе оси вместе
• Может быть слабее (физически), чем блокируемый дифференциал, в зависимости от конструкции
• Определенное проскальзывание иногда может тянуть из стороны в сторону при применении переднего моста.

ПРАВДА ОБ ОТКРЫТОМ VS.ЗАБЛОКИРОВАННЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ

Нужны ли мне шкафчики дифференциала?

Правда в том, что; Несмотря на то, что не всем нужны блокираторы дифференциала, каждый может использовать их в какой-то момент на бездорожье. Большинство стандартных автомобилей 4X4 поставляются с открытыми дифференциалами (Wrangler Rubicon, Toyota с электронным шкафчиком и некоторые другие модели будут поставляться с шкафчиками в качестве заводской опции). Это означает, что если у вас нет шкафчиков, у вас действительно есть только 2 колеса, обеспечивающие тягу к автомобилю в любой момент времени, когда включен 4WD; один для передней оси и один для задней оси.

Позвольте мне рассказать вам о том, как работает большинство дифференциалов. Дифференциалы принимают крутящий момент, поступающий от трансмиссии через карданные валы, и передают его на колеса. При этом дифференциалы получили свое название от механизма, который отсоединяет колесо с наибольшим сопротивлением, поэтому вы можете легко и без перекоса поворачивать колеса. Видео ниже объясняет, как работает большинство дифференциалов.

Блокировка дифференциала может иметь огромное значение при вождении по бездорожью.Если какая-либо из ваших шин слегка отрывается от земли, вся тяга от этой оси будет передаваться этой шине (той, которая имеет наименьшее сопротивление), а шина, которая фактически соприкасается с землей, будет иметь нулевое сцепление с ней. . Вот так, друг мой, и застрянешь… даже если у тебя есть полноприводный автомобиль.

Теперь, если вы попали в такую ​​же ситуацию на автомобиле 4X4, оборудованном блокировщиками дифференциала, как только ваша шина начнет вращаться от земли, вы можете активировать свой шкафчик (если его можно выбрать или если у вас есть автоматический шкафчик, он активируется сам по себе) .Тогда шкафчик заблокирует обе шины вместе, и та, которая соприкасается с землей, получит сцепление, необходимое для преодоления препятствия или вытаскивания вашего автомобиля из более мягкого грунта.

А теперь пора поговорить о различных блокировках дифференциала, которые вы можете приобрести для своего автомобиля.

Дифференциал с ограниченным скольжением: Дифференциал этого типа автоматически передает некоторое тяговое усилие другой шине, когда она чувствует, что одна шина скользит.Не обеспечивает стопроцентную блокировку и рекомендуется для легкого бездорожья, ежедневных водителей, буксировщиков и т. Д. Некоторыми примерами являются TrueTrac, Toyota LSD и другие.

Автоматические запирающиеся шкафчики: Этот стиль всегда обеспечивает стопроцентную блокировку, позволяя шинам вращаться с разной скоростью при повороте, чтобы обеспечить более плавное вождение на дороге. Эти устройства будут заблокированы сами по себе без необходимости вмешательства оператора. Некоторые примеры: Detroit, Aussie Locker, Lock-Rite и т. Д.Отлично подходит для внедорожников, но не подходит для внедорожников, особенно если есть снег или лед.

Выбираемые рундуки: Это шкафчик, который наиболее рекомендуется, так как вы можете перепрыгнуть с открытого дифференциала на полностью заблокированный, щелкнув выключатель или потянув за кабель. Эти устройства обеспечивают 100% блокировку и полностью отключаются, поэтому вождение будет точно таким же, как вождение автомобиля с открытыми дифференциалами, но наличие этой опции блокировки по требованию — это здорово! Это самые дорогие шкафчики, но они стоят каждой копейки.Оборватели Rubicon и Toyota с E-Locker предложат эту опцию с завода либо для задней оси, либо для обеих осей. Электронные запирающиеся шкафчики, воздушные шкафчики и кабельные шкафчики подпадают под эту категорию. Отлично подходит для любого автомобиля.

Катушки: Они будут держать обе шины заблокированными на 100% все время. Механизма блокировки и разблокировки нет. Оба полуоси будут двигаться как один. Не для дорожных транспортных средств, рекомендуется только для внедорожников.